尾砂CFG桩配合比设计及应用技术

摘要：结合实际工程介绍了CFG桩地基加固技术的原材料特性、配合比设计以及施工工艺流程，并对其经济效益进行了分析。

关键词：CFG桩　配合比　施工工艺

中图分类号：TU7

文献标识码：A

文章编号：1007-3973(2011)010-016-02

1、利用尾砂制备CFG桩体材料的意义

尾砂是金属矿山加工过程中产生的废弃物，被公认为排放量和堆存量最大的固体废弃物。为了贯彻节能减排政策，降低CFG桩混凝土的成本，选用尾砂来替代河砂，不仅可以大幅度降低CFG桩混凝土的成本，对于环境的保护也具有重要意义。

2、工程概况

京沪高速铁路土建工程五标段DKl064+762，56－DKl074+939.15段路基工程位于江苏省句容市下蜀镇和镇江市高资镇境内。本段路基地基处理设计均采用CFG桩进行加固。沿线附近句容亭子存有大量工业尾砂，具有尾砂替代河砂制备桩体低标号混凝土的便利条件。

3、原材料特性

句容亭子工业尾砂属铁矿加工废弃物，主要由岩屑组成，含有少量长石晶体、石英晶体和云母，岩屑主要由长石晶体、长石晶体及方解石、或方解石、石英晶体及微晶质至隐晶质石英等组成。材料各项试验指标满足《CFG桩用尾砂的暂行技术条件》的规定，物化性能见表1，有害物质含量见表2。

4、混凝土配合比设计

本工程选择尾砂取代率R／(R+s)为100％，即全尾砂混凝土。

4.1施工条件及环境

(1)混凝土拌和采用强制式拌和机，配料系统为自动计量。(2)混凝土采用罐车运输。(3)混凝土运输最远距离20km。

4.2配合比设计技术条件

(1)使用部位：CFG桩基；(2)拌和方法；机械；(3)要求坍落度：180士20mm；(4)设计强度等级；C15；(5)标准差；4.0Mpa(6)试配强度：21.6Mpa:(7)外加剂掺量:O.9％;(8)粉煤灰掺量：29％。

4.3使用材料情况

(1)江苏鹤林P.042.5级水泥(2)句容工业尾砂(3)润石建材(句容亭子)碎石(5-16mm)：(句容亭子)碎石(16-31.5mm)=6:4(4)镇江市煌山物资有限公司Ⅲ级粉煤灰(5)江苏博特新材料有限公司JM-PCA I型高效减水剂(6)地下水(7)江苏扬子粉磨有限公司矿粉

4.5拌合物性能试验

拌合物性能试验结果如下：

(1)混凝土拌合物初始坍落度：190mm

(2)混凝土拌合物停放45分钟后坍落度：175mm，坍落度损失：15mm

(3)混凝土拌合物表观密度：2400kg／m3

4.6混凝土性能试验

该配合比7天龄期试件抗压强度为12，8Mpa，已达到试配强度(21，6Mpa)的59，3％。即设计强度(15Mpa)的85，3％，满足设计要求。

5、施工工艺过程

现场试验于2008年4月7日在线路里程DKl065+340处进行，完成试桩数量4根，桩长均为9.5m。混凝土从上午8点10分从拌合站出发，出机坍落度为200mm，扩展度为390mm，8点45分到达现场，现场检测坍落度为190mm，扩展度为390mm，8点50分开始打桩，施工连续进行，至10点钟试桩结束。

尾砂混凝土的坍落度(sI)与扩展度(sf)的比约为0.5，表征尾砂混凝土工作性能良好。在混凝土试桩的过程中泵送比较顺利，每根桩均顺利灌注完成，表明尾砂混凝土具有高泵送性能。可以进行大面积推广施工。

6、检测试验

6.1混凝土强度检测

在CFG桩质量标准中规定用28d立方体抗压强度来检测桩体的强度。立方体试块抗压强度由现场监理留样检测，试验室进行强度检测，其力学性能如表4。

从上表可知，尾砂混凝土28d强度超过15MPa，满足CFG桩的设计要求。

6.2桩身完整性检测

低应变动力检测(反射波法)的目的是对桩身质量、完整性进行检测。

本批次检测的京沪高速铁路土建工程五标段CFG桩复合地基试验段(DKl065+340)尾砂试桩，桩数量4根，施工桩长均为9.5m，桩径均为500mm，混凝土强度为C15，成桩日期为2008年4月7日。

对该4根试桩于2008年5月5日进行低应变检查。根据低应变实测曲线分析，试桩桩身完整。

7、经济比较分析

通过在京沪高速铁路土建工程五标段DKl064+762.56-DKl074+939.15段尾砂混凝土和河砂混凝土两种CFG桩混合料施工配合比的比较，CFG桩桩体混合材料采用尾砂后，每立方混凝土的材料成本节约6.62元。按照本段设计共计56万延米CFG桩计算，共需混凝土约12万m3，直接节约材料成本80余万元，经济效果较为客观。同时节约河砂，减少了对河流的开采；使用尾砂变工业废料为建筑材料，减少了对环境的污染和对工业废料处理的费用。对整个社会的间接效益十分明显。

8、小结

通过对尾砂混凝土施工CFG桩的现场试验，可以得出以下结论：

(1)用尾砂制备高泵送性能的CFG桩混凝土是可行的，尾砂混凝土具有良好的泵送性能：

(2)低应变检测结果表明，用尾砂混凝土所制各的CFG桩，桩身完整性良好；

(3)用尾砂取代河砂来制备高泵送性能的CFG桩混凝土，技术上是可行的，经济上是合理的。

参考文献：

[l]李志义，等，高速铁路CFG桩复合地基综合技术研究分报告

之五[R]，高速铁路CFG桩桩体材料试验研究(北京)．

2007，10．

[2]王连俊，姜龙，丁桂伶，等，高速铁路CFG桩施工工艺及质量

控制研究[J]，铁道建筑,2009(7)．