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CFG桩专项施工方案及试桩方案

CFG桩专项施工方案

新建吉林至珲春客运专线，其中第四标段第一工区第一架子队负责施工的DK146+300—DK147+020段地基处理为水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）桩径为0.5m，为保证施工质量，我单位制定以下专项施工方案。

1.1、清理场地，施工前应整平并碾压地表，清除现场杂物，以利于桩机移位。

1.2、根据设计的总平面图，先放出施工段内轴线，再根据轴线定出桩位。

1.3、桩机进入现场、根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度、沉管长度DLT1428-2015 直接空冷系统验收导则，并进行设备组装。

1.4、桩机就位，调整沉管与地面垂直、确保垂直度偏差不大于1%。

1.5、启动马达沉管到预定标高，停机。沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表电流一次，并对土层变化予以说明。

1.6、停机后立即向管内投料，每次灌入混合料量必须满足管内的存储量能够产生足够的压力，以保持桩体混合料有足够的密实度。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于2min。加水按坍落度3~5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过10cm为宜。

1.7、启动马达，留振5~10s，开始拔管，拔管速率为1.2m/min（拔管速度为线速度，不是平均速度），如遇淤泥质土，拔管速率可放快至1.4m/min。拔管过程中不允许反插。如上料不足，须在拔管过程中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求，成桩后桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。

1.8、确认成桩符合设计要求后，用湿黏土或粒状材料封闭保护桩头，然后移机进行下一根桩的施工。

2.1、CFG桩选用长螺旋钻孔，管内泵压混合料灌注成桩，混合料采用泵送方式连续灌注。

2.2拔管速率V=1.2m/min，淤泥质土部分为1.4m/min。

2.3混合料拌和时间(2min。

2.4振动沉管机选用DZKS系列振动锤，电机功率30×2KW，空振振幅8.1mm，允许拔桩力200KN，允许加压力120KN，偏心轴转速1100r/min，静偏心力矩270N.m，中空锤通孔(500mm。

2.5经检测满足设计要求后，按设计标高截桩，然后填筑0.5m厚碎石垫层夹一层双向土工格栅加固。碎石垫层碾压满足地基系数K30≥130MPa/m，K≥29%的要求。铺设土工格栅时必须拉直拉平，幅与幅之间要对齐对好。土工格栅为高强聚酯长丝经编双向土工格栅，幅宽大于5m，网孔直径80～120mm，纵横向每米屈服抗拉强度≥300kN/m，对应纵横向拉伸长率(10%。为保证桩网复合地基结构质量，土工格栅必须耐碎石挤压，不得在填筑碾压垫层时出现折断。

2.6施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不小于0.5m。通常桩顶混凝土密实性差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。

CFG桩桩体材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，当粉煤灰材料来源困难时，可采取砂取代。桩身水泥采用p.o.42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥掺量不大于200Kg/m3，掺加优质粉煤灰（等级不低于Ⅲ级），粉灰比为1～1.2，石屑率一般在0.3左右，碎石粗骨料满足级配要求，松散堆积密度大于1500Kg/m3。碎石最大粒径不大于25mm（振动沉管法）。坍落度控制标准为：160～200mm。混合料28天标准立方体无侧限抗压强度不小于20MPa。

4.1、28天后取样器钻取CFG桩桩芯，直观地检验桩体强度和搅拌的均匀性，并取芯样做无侧限抗压强度检验，要求混凝土28天标准立方体无侧限抗压强度不小于20mpa；采用单桩复合地基载荷试验，检验复合地基承载力是否达到设计要求。桩检测后，结果报送设计方面，由设计方面根据试桩结果修正设计参数，再进入大面积施工。

4.2、桩的施工允许差：

1、《路基个别设计图》，图号：吉珲施路—98，吉珲施路—99。

2、《新建吉林至珲春铁路施工图路基设计大样图集》；

3、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》；TB10751—2010

4、《高速铁路路基工程施工技术指南》；铁建设【2010】241号

5、《铁路工程桩基无损检测规程》

二、试桩地点、试验内容及目的

新建吉林至珲春铁路客运专线敦化至延吉段四标一工区（中铁九局）路基DK146+300～DK147+020地基处理设计为CFG桩工程，选取DK146+300～DK146+400段为试桩区段（选取其中的5根桩作为试桩）。试桩位置在对应正位点外侧5m左右处进行试桩地点。试桩位置详见“CFG桩试桩桩位布置图”。

1、成桩工艺试验。检验施工设备以及施工工艺的适用性；获取混凝土泵送速度，钻杆提升速度，混凝土坍落度、保水性以及不同深度、土层的施工电流等数据，为施工工艺的合理选择提供依据；积累现场施工组织与管理经验，磨合施工队伍与施工机械设备。

2、桩身质量检测。进行桩身完整性检测，桩身混合料强度检测，为优化施工参数和混凝土配合比提供依据。

3、单桩承载力检测。验算桩侧摩阻力、桩端阻力，了解桩的承载性能，为持力层的合理选择提供依据。

4、试桩现场地质勘察。了解土层的分布情况以及各个土层的力学性能，为持力层的选择和复合地基承载力与沉降分析提供依据。

5、复合地基承载力试验。获得不同桩长CFG桩复合地基的承载力和沉降量数据；评价不同方案的加固效果，为确定工程施工方案和质量控制标准提供依据。

通过CFG桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，施打顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混合料用量、充盈系数等各项工艺参数，通过对试桩试件28d抗压强度平均值、复合地基承载力、单桩竖向承载力的检测，如达到设计要求，并将试桩总结

报监理单位确认后，方可进行CFG桩施工。

DK146+300～DK147+020地基处理设计为CFG桩,采用正方形布置，根据设计要求，加固深度穿透软弱土层，达到无压缩层以下0.5m，桩径0.5m，桩顶铺0.5m厚的碎石垫层，桩间距1.8m，设计桩长10.9m～18.73m。

改区域主要以低洼地表水，基岩裂隙水为主，地下水稳定水位埋深14.7—19.8m，根据附近工点水质分析报告，地下水、地表水对混凝土结构均无侵蚀性。

CFG桩单桩（不含桩间土）竖向承载力特征值，单桩复合地基（含桩间土）承载力特征值及桩身28d立方体抗压强度fcu检测标准值，见下表：

复合地基承载力（kpa）

单桩竖向承载力特征值（KN）

28d立方体抗压强度平均值（Mpa）

DK146+300～DK147+020

（一）施工人员及设备情况

1、施工组织机构及人员配备情况

项目部将在此区间设立一架子队徐世文任施工管理负责人，并配备技术负责人及若干技术施工人员，物资、设备均配有专人负责。人员配备情况详见“主要管理人员一览表”。

CFG桩试桩区段，拟上一台CFG桩进行施工。

详见“主要机具、设备一览表”。

长螺旋钻机（KL800D）

砼输送泵(HBT40A)

砼输送车(5290GJB)

利用发电机发电，现场配备一台250KW的发电机。发电机的安装、维修、操作必须由持证电工完成，电工等级应同工程技术要求相适应。现场发电机操作必须符合下列规定：

1、发电机安装时，应平稳牢固，室外操作时，应搭设机棚，并保持通风良好。

2、发电机启动前必须认真检查各部分接线是否正确，各连结部分是否牢靠，电刷是否正常、压力是否符合要求，接地线是否良好。

3、发电机的连接件应牢固可靠，转动部位应有防护装置，输出线路应绝缘良好，各仪表指示清晰。

4、发电机开始运转后，应随时注意有无机械杂音，异常振动等情况。确认情况正常后，调整发电机至额定转速，电压调到额定值，然后合上输出开关，向外供电。负荷应逐步增大，力求三相平衡。运转时，操作人员不得离开机械，发现异常立即停机，查明原因，故障排除后，方可继续工作。

5、严禁带电作业，检修电气设备前，必须切断电源，并挂醒目警示牌，并派专人监护。

6、运行中的发电机应密切注意发动机声音，观察各种仪表指示是否在正常范围之内。检查运转部分是否正常，发电机温升是否过高。并做好运行记录。

7、发电机使用前必须将底架停放在平稳的基础上，运转时不准移动。

8、发电机在运转时，即使未加励磁，亦应认为带有电压。禁止在旋转着的发电机引出线上工作及用手触及转子或进行清扫。运转中的发电机不得使用帆布等物遮盖。

9、发电机经检修后必须仔细检查转子及定子槽间有无工具、材料及其它杂物，以免运转时损坏发电机。

10、凡是能触及或接近带电体的地方，均应采取可靠绝缘与屏护等措施或保证安全距离；

11、各类导线的选型，应严格保证规定的安全载流量，安装、敷设应保证安全；

12、所有电气设备的工作性能和绝缘强度应处于完好状态，且在漏电电流动作保护器的保护范围内；

13、发电机附近不得放置油料或其它易燃物品，并应设置消防器村，如有火情，应先切断电源并立即扑救。

14、现场重要(或危险)部位，应有醒目的电气安全标志。

CFG桩试桩混合料拌制采用中铁九局1号拌和站商品混凝土拌和站生产。原材料、配合比、混合料各项性能指标的检测均由我部试验室进行。用砼输送罐车送到现场，运距约7Km，从拌和站到施工现场，运输时间约35分钟(小于混凝土初凝时间)。用输送泵进行混合料输送。

原材料检测实验包括：水泥、水、石子、砂、粉煤灰、外加剂。检测结果见附“原材料检验报告单”。

配合比选用编号为：JTHPB201102081的配合比报告单。

1、现场技术员要及时填写原始资料，不得后补、修改原始资料；

2、填写的原始资料内容要真实、齐全、整洁；

施工前首先熟悉施工设计文件，理解设计意图，做好技术交底。

我部组织精测人员对设计控制桩进行复测定位，并将测量成果向监理部门报验。经监理部门复测确认后，我部将以此为依据，对试桩段的中线和高程进行加密布桩，以满足施工要求。

CFG桩试桩施工工期安排如下：

准备时间：2011年7月1日～2011年7月4日；施工时间：2011年7月5日～2011年7月10日。其中准备时间4天,总工期为10天。主要工序工期安排如下：

2011.7.1～7.4

2011.7.5～2011.7.10

（三）施工方法及施工工艺

工前测量班要精确的根据技术交底的桩位平面图放出施工桩位，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示。

2）技术准备：根据设计文件要绘制桩位平面布置图（见附图），制定合理的施工工艺，选定合理的施工机械，配备足够的技术人员。

长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩工艺流程详见“长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工工艺流程图”。

通过CFG桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，施打顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍

落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混合料用量、充盈系数等各项工艺参数，通过对试桩试件28d抗压强度平均值、复合地基承载力、单桩竖向承载力的检测，如达到设计要求，并将试桩总结

报监理单位确认后，方可进行CFG桩施工。

CFG桩施打方法：一般应进行跳桩法施工，避免造成相临

桩断桩，同时避免串孔现象出现。

1）布置桩点：场地清理整平，按桩点设计布置图放样布点。

2）钻机就位：移动钻机就位，用塔机塔身的前后和左右的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。

3）混合料搅拌：按试验配合比进行配料并搅拌混合料，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂搅拌均匀，放入搅拌桶。每盘料搅拌时间不小于60s～120s。混合料坍落度控制在160～200mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌筒备好熟料。

4）钻进成孔：关闭钻头阀门，移动钻杆至钻头触及地面，启动马达先慢后快钻进，减少钻杆摇晃，检查钻孔的偏差。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，可放慢进尺，避免导致桩孔偏斜、移位，甚至使钻杆、钻具损坏。

5）灌注及拔管：灌注前试验人员对拌和料进行检查，如坍落度检测，制作150×150×150mm规格28d抗压强度试块。成孔到达设计桩底（穿透无压缩层以下0.5m）停止钻进，当钻头进入硬层时，钻头摇晃相对较大，同时钻机设备的电流值达到145A左右。该种情况下持续钻进50cm以上并达到设计底标高，可以认为达到设计要求。如不能满足上述要求，可以持续钻进直到满足设计要求，并报监理工程师和设计部门确认。取土样确认地质情况，首批和有代表性的桩，设计应到现场确认。泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，不可先拔管后泵料。混合料的泵送量与拔管速度相匹配，拔管速度控制在2～3m/min。成桩过

程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避开饱和砂土、粉土层停机。施工桩顶标高宜高于设计标高50～70cm。确保桩长能保证有效桩体的施工图标示高程和保护桩体。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。

6）移机：一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩施工。

详见以下施工工艺流程图

长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工工艺流程图

1）混合料灌注过程中应保持混合料面始终高于钻头面，钻头低于混合料面15～25cm。

2）凿桩头施工方法：首先用水准仪将设计桩头标高打在桩身上，然后在同一水平面按同一角度对称放置4个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断。

1）混合料搅拌要均匀，搅拌时间不得低于60s。=L

2）施工中保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。

3）桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位

置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。

4）每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

5）钻杆应采用静止提拔，施工中应严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混凝土泵的泵送量T／BJWSA 0010-2020 水域专业应急救援队伍建设规范.pdf，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。

6）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，混合料泵送量应同拔管速度相配合，以保证挂内有一定高度的混合料，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料。

7）施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定，一般不应小于0.5m。

由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

1、保证粗骨料的粒径、混合料的配比和坍落度符合要求。

2、灌注管路避免过大变径和弯折龙王渡二期大体积砼施工方案A，每次拆卸导管都必须清洗干净。

3、加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。