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蒋沟河倒虹吸CFG桩施工方案南水北调中线一期工程总干渠
黄河北～羑河北段（中线建管局直管项目）
蒋沟河倒虹吸CFG桩施工方案
审核：
批准：
葛洲坝集团基础工程有限公司
南水北调中线温博段II标项目经理部
（1） 合同文件中《技术规范》部分。
（4） 招标文件及《施工组织设计》。
（5） 蒋沟河倒虹吸地质情况。
（6） 现场实际情况。
蒋沟河渠道倒虹吸位工程于河南省博爱县金城乡东碑村约。蒋沟河倒虹吸进口起点桩号为总干渠Ⅳ13+890.3，出口终点桩号为总干渠Ⅳ14+132.3，建筑物总长。场区地层主要为重粉质壤土，由于局部地基的地基承载力不能满足设计要求，故对其进行地基处理，考虑经济、施工等因素，处理方法采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩），本工程地基处理共使用CFG桩932根，总计桩长度9687ｍ，充盈系数为1.2，桩身强度应不小于10 MPa，混凝土土强度等级为C10，其桩间间距不等有、、、,具体桩间距看《蒋沟河倒虹吸CFG桩平面布置图》，桩长由设计所发的蓝图控制。本工程将结合生产进行生产性试验，试验桩在《蒋沟河倒虹吸CFG桩生产性试验方案》中有详细阐述。
最终成桩后复合地基承载力需达到以下标准：进口翼墙复合地基承载力要求达到265kpa，出口翼墙要求达到235kpa，进口闸室段要求达到220kpa，出口闸室段要求达到190kpa，1#管身进口闸室复合地基承载力要求达到240kpa,9#管身进口闸室要求达到240kpa。
2.2 工程水文地质概况
场区地层可划分为 8 个工程地质单元，自上而下分别为：
砂壤土（alQ2），局部见有砖渣及煤屑，一般层厚 0.5～；
粉质粘土（alQ1），含 5%左右的钙质结核，层 厚 2.00～；
黄土状重粉质壤土（alQ1），含钙质结核和铁锰质斑点及螺壳碎片， 层厚 1.20～；
黄土状重粉质壤土（alQ1），含钙质结核，层厚 1.80～；
轻壤土（alQ1），层厚 0.45～，土质不均，夹中粉质壤土或砂壤土透镜体；
细砂（alQ1），局部泥质含量高渐变为砂壤土，含有螺壳及云母片，层厚 0.60～；
中砂（alQ1），含有砾石，局部夹粉质粘土透镜体，层厚 3.30～；
粉质粘土（dlplQ2 ），揭露厚度 0.6～。
倒虹吸进、出口段（含渐变段和闸室）建基面位于第③、④层黄土状重粉质壤土中，施工边坡高 6～12m，为粘性土均一结构边坡。
2.3 水泥粉煤灰碎石桩简介
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。它不同于简单的碎石桩，碎石桩是由松散的碎石组成，在荷载作用下将会产生鼓胀变形，当桩周土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏；而且碎石桩仅在上部约3倍桩径长度的范围内传递荷载，超过此长度，增加桩长承载力提高不显著。CFG桩可充分利用桩间土的承载力，共同作用，并可传递荷载到深层地基中去。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。根据招标文件蒋沟倒虹吸地质资料及复勘资料，本工程选用长螺旋钻孔灌注桩成孔，该型钻机适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，可以满足对该处进行地基处理的需要，拟对进口渐变段桩号13+901.55~13+935.3及出口渐变段桩号14+083.3m~ 14+120.05的翼墙地基和1#、9#管身地基及进出口闸室段，采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）进行处理。桩身混凝土强度等级为C10，桩体强度不小于10.0N/mm2，施工后做复合地基载荷试验，以确定成桩是否满足设计要求。
蒋沟河CFG桩桩位布置细看《蒋沟河CFG桩桩位布置平面图》，桩直径，褥垫层厚，材料为级配碎石，最大粒径不大于；夯填度应不大于0.9。
蒋沟河桩号13+935.3~1#管身及14+083.3~9#管身处设计CFG桩顶标高均低于高程，基础面开挖过程中受地下水影响，因1#和9#管节处于防渗墙内部，而进出口闸室段位于防渗墙外部，所以总降水量无合适的计算公式，拟在进口与出口段打深降水井以降低地下水位，确保成桩质量及钻机能够干地施工，目前在进口段已打4口降水井，出口段布置4口降水井，根据现场情况水位已降至设计面以下，不影响开挖施工。
3 CFG桩复合地基施工流程图
设备、人员进场→测放桩位→施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高→凿桩头→检测。
混凝土灌注：长螺旋钻机CFG18液压步履式桩机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔，孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。混凝土泵车型号为HBT125拖式砼泵，灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高左右以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求；灌注混凝土之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第l根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌混凝土时一次提钻高度小于，混凝土埋钻高度大于；现场设专人负责检查混凝土灌注质量及意外情况的处理；混凝土进场后应立即灌注(2h内)，严禁长时间搁置；施工过程中应认真填写施工记录，现场施工员应能描述出施工过程。
（1）在灌压桩施工完毕后立即将多余混凝土铲除；
（2）计划在所有桩完成后5d左右剔桩，如遇特殊情况，受天气等外界因素干扰的可适当推迟；
（3）清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动；
（4）清土顶留至少人工清除，找平；
（5）清土后人工采用风镐处理桩头严禁采用机械砍除桩头，桩顶采用小钎修平；因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。
已成桩后严防重型机械行走或扰动，防止使桩头压松造成桩顶混凝土不成型、断桩。
桩位的施工为流水顺序,依次向后退打，以有利于保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。因地基土较密实，施工顺序考虑连打法。
按照图纸中的桩位点放桩位，在每个桩位上撒上白石灰粉，桩位放线点需受到保护。
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差。根据设计桩长确定机架高度，并在钻机表面做好明显的深度标计；钻机就位后，钻头对准桩位中心，保证钻杆垂直，并在钻孔过程中，利用钻机塔身的前后和左右垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，钻杆垂直度误差≤1%。
钻进成孔采用先慢后快的方法进行，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔偏差，以便及时纠正。
施工时按配合比配制混合料，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵侍料。长螺旋钻机采用静止提拔，拔管速率亦按试验桩确定的参数控制，正常的拔管速率应控制在2～3米/分，严禁出现超速拔管，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢。
混合料灌注前必须检查混合料塌落度、和易性并记录。混合料运到灌注点不能产生离析现象。灌注首批混合料之前再用同配合比的无石子砂浆湿润导管，然后再放入首批混合料。
在确认初存量备足后，可开动混凝土泵，将混合料直接泵入导管内，在初期泵入混合料时应控制泵入的速度，并注意观察提钻速度，一旦发现没有足够的混合料时立即停止泵入混合料。
混合料灌注过程中,应始终保持导管位置居中,提升导管时应有专人指挥掌握,不使骨架倾斜、位移，混合料灌注到桩孔上部 以内时,可不再提升导管,直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注至桩顶设计标高后必须多灌约,以保证凿去浮浆后桩顶混合料的强度。
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（3 块）试块（边长为 的立方体），标准养护，测定其立方体抗压强度，及时收集混合料出厂合格证、混合料强度报告。做混合料强度评定。
根据设计图纸算出各桩桩底标高，由地面高推算出钻管钻进设计深度，拔管过程随时观察钻管进深，以达到精确控制桩顶高的目的，混合料面应高于设计桩顶标高，钻管拔出混合料面前要反插，保证桩顶混合料面平整，避免出现空心桩。
挖土时严禁刮碰桩体，人工清桩顶虚土，桩顶标高用水准仪测定并做好标记。凿桩头时要注意不得扰动桩体，保证桩体完整。最后用人工找平。
a．全部成桩完成后清土。
b．清土采用小型机械设备及人工挖土、运输；小型机械挖土时应离开桩边，余土用人工清除，避免对桩体造成破坏；
c．人工截桩，首先用水准仪将设计桩头标高打在桩身上，然后用两个工人用风镐在阶段位置从相反方向同时剔凿，将多余的桩截掉，桩顶采用小钎修平；
d．如因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混合料接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混合料填补并振捣密实。
CFG桩施工所需配置的施工机械设备详见表1。
表1 机械设备配置表
CFG桩施工劳动力配置见表2。
表2 人员配置表
从开始施工，计划于完成所有CFG桩基施工，工期15天，平均每天完成桩机施工62根。桩机昼夜24小时施工。
施工质量控制标准详见表3。
表3 CFG桩质量检验标准
水泥粉煤灰碎石桩施工完毕， 28d后对水泥粉煤灰碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩复合地基进行检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静载试验对承载力的检测。
检测数量：检测数量取水泥粉煤灰碎石桩总桩数的0.5%～1%，且每个单体工程的试验数量不少于3 点；低应变动力试验应抽取水泥粉煤灰碎石桩总桩数的10％。选择试验点应随机选择，不能仅挑选施工质量好的桩或为检测方便将所有试桩集中在一个区域的选桩方法。
水泥粉煤灰碎石桩复合地基载荷试验应按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）“复合地基试验要点”执行。
施工质量检验应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等，并根据低应变检测对桩身质量进行评价。
施工结束后，会同监理工程师按本章有关规定进行检验和验收。并提交完工资料。
（1) 研究和会审图纸，让施工人员了解设计意图、技术要求、施工难点，为保证工程质量打好基础；作好技术交底，以使参与施工的技术人员、工人了解本工程的特点、技术要求、施工工艺及施工操作要点；
（2) 提前作好现场勘察，掌握现场地质、水文、周围环境等资料，检查“三通一平”、临时设施搭建是否能够满足施工要求的需要；
（3)检查原材料、机械设备等是否符合质量要求，施工机具是否可以进入正常运转状态，严格选择原材料，水泥选用焦作岩鑫水泥厂生产的P·042.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰选用济源沁北电厂生产的II级F类粉煤灰，掺量55%；砂选用博爱永固石料厂生产的人工砂，细度模数2.9；石子由博爱永固石料厂生产，5~碎石占50%，20~碎石占50%；
（4)施工力量的进场集结，能否进入正常的作业状态；特殊工种的人员，是否具备应有的操作技术与资格；劳力的配备、工种的搭接，能否为后继工序提供创造合理的、足够的工作面。
（5)根据《岩土工程施工中特殊过程、关键过程及其控制措施》进行实施与控制，并对特殊、关键过程的质量、工序、材料等进行验证，使施工工艺的质量控制符合标准化、规范化、制度化。
（6)影响工序质量的人、机具、方法、材料、环境五大因素，使工序质量的数据经常处于允许的波动范围内。施工过程中，将通过工序检验的方式，可以准确判断工序施工质量是否符合设计及规范的要求，以及是否处于稳定状态。对特殊、关键过程，通过设立质量控制点来进行必要的监控，同时作好验证记录。
（7)定期对项目部成员、施工作业人员进行规程、规范、工序工艺、标准、计量、检验等基础知识的培训和展开质量管理和质量意识教育。
（8)材料的搬运和储存按规定执行，未经检验和已经检验为不合格的原材料、半成品和工程设备，不允许投入使用。对原材料、半成品、机械设备和检验设备，必须按规定进行检验与验收。
（9)按设备进场计划进行施工设备的调配。进场设备应满足施工需要。对设备操作人员的资格需进行确认，资格不符者，严禁上岗。
a) 施工前组织全体人员认真学习有关安全制度及施工操作规程，随时对施工现场进行安全检查，发现问题及时解决处理。
b) 在操作之前必须检查操作环境是否符合安全要求，道路是否顺畅，机具是否完好牢固，安全设施和防护用品是否齐全，经检查符合后才可施工。
c) 现场设专职安全、消防员随时对施工现场进行检查，发现隐患有通知单，并限期改正。
d) 严格遵守业主有关安全规章制度，进入现场必须戴安全帽、穿工作鞋，严禁场地内吸烟。
e) 现场用电设备做好防雨雪工作，用电采用三相五线制，两级漏电保护装置。
f) 各工种需经安全培训方可上岗NB／T 10283-2019 高压交流负荷开关-熔断器组合电器 试验导则，特殊工种要有上岗证。
g) 现场人员及车辆应由专人指挥，各部门分工明确，互相协作，定期对施工人员进行安全教育。
h) 现场电器设备要有防漏电措施，非电工不得安装、操作电器设备。
i) 易燃、易爆、有毒物品单独存放，专人负责，严格控制；可燃易燃物附近要配备一定数量的灭火器及水桶。
j) 密切注意天气预报，遇到特殊天气情况，及时采取各种措施，保证施工安全。
k) 安全要求：“五无”即：无工伤死亡事故，无重大交通事故和机械事故，无火灾、洪灾事故，无倒塌事故。“一杜绝”即：杜绝重伤事故。
a) 防止扰民：在施工过程中，要为当地居民着想，不损害居民的利益。
d) 加强项目管理，促进文明施工：施工中的场容场貌、料具管理、环境控制、综合治理等无障碍设计规范GB50763-2012及勘误.pdf，采取“标准明确，责任到人”的管理目标责任制，将文明施工落实到实处。
e) 场容场貌：临时设施设置充分考虑，对生产生活设施、道路、管线、电力线路、临时停车场等进行布置和动态管理，加强施工机械、材料、设备的管理和使用，做到场地整齐有序，文明施工。场地规划要保证运输道路的畅通，排水有组织。施工现场严格挂牌施工，管理人员配卡上岗。各施工车辆在施工前后做到停放有序，在每天完工前进行场地清理，做到文明施工。