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[贵州]客运专线软基处理CFG桩施工工艺

CFG桩工艺性试验方案

中铁二十局集团有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部

九、混合料配合比设计 5

商业广场持下室基坑支护工程施工组织设计-secret十、试桩工艺及流程 5

十一、成桩质量检测 10

十二、质量控制及检验 10

十三、安全、文明施工 13

CFG桩工艺性试验方案

软基处理CFG桩桩径0.5m，正方型布置，桩间距1.5m，在靠近桥台10m范围内，桥台锥体范围内的CFG桩，纵向间距为1.4m，横向桩间距不变，加固深度2.0～7.4m，桩顶加设桩帽并铺设0.6m厚加筋碎石垫层，加筋为两层双向80KN/m土工格栅。

本次CFG桩试桩地点选定在关岭站场D1K833+200处，试验区为侵蚀构造低中山区，地面高程1170—1210m，相对高差约40m。线路附近离既有乡村便道较远，交通不便。地质构造主要为第四系坡残积黏性土、坡洪积层黏土，下伏基岩为泥页岩夹泥灰岩、泥质砂岩，主要地层有软土、松软土、黏土、泥页岩夹泥灰岩、泥质砂岩和溶洞。

地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度为6度。

施工前对路基范围内的地下管线及上跨高压电线进行调查、核实和迁改。针对稻田地段内的地表水、地下水开挖排水沟和集水井，再用水泵抽干积水后排入原有排水系统。施工用水采用12#拌合站内水源，经水质化验满足拌合用水要求，生活用水采用级配碎石拌合站内水源。施工用电从级配碎石拌合站变压器接线至施工现场。

通过本次CFG桩工艺性试验，确定混合料施工配合比和塌落度、搅拌时间、拔管速度、桩机的终孔电流等施工工艺，并形成具有指导性意义的施工工法，指导本标段今后的CFG桩施工，以达到100%满足质量验收标准要求的目的。

本次试验8根CFG桩，桩径0.5m，共分2个独立的桩群，其中1～4#桩基为1号桩群，5～8#桩基为2号桩群，桩间距按设计要求进行正方形布设，CFG桩试桩的平面布置见下图。

CFG桩试桩平面示意图

用于本次工艺性试验的施工机械设备见下表。

混合料输送量60m3/h

1、试桩时间：2012年5月12日～2012年5月15日。

2、截桩头：CFG桩成桩后达到一定强度（一般为3～7天）时，先找出桩顶设计标高，然后采用环切工艺进行桩头处理。

（1）单桩低应变检测：5月23日～5月24日（在对检测结果有疑问时采取钻芯取样）。

（2）试件抗压强度检测：6月12日～6月13日。

混合料各种原材料必须满足规范和设计要求。CFG桩桩身混合料28天龄期标准立方体（150cm×150cm）抗压强度不小于15Mpa，坍落度要求：泵送混合料控制在160～200mm。泵送混合料配合比由现场试验室在浇筑之前选定并报监理工程师批准。

本次试桩主要人员安排情况见下表。

负责现场机械、人员的指挥、协调

负责试桩现场的技术工作

负责混合料的配合比工作及试验检测工作

负责电流和钻进深度的记录

负责人员、机械等施工配合

钻机就位和保护桩位等辅助性工作

CFG桩灌注混合料标号为C15，试验室已完成了相应的配合比设计，在配合比设计过程中，参考了施工图纸中对环境的相关要求，暂未发现CFG桩混合料性能方面具有对环境的抗侵蚀性的要求。坍落度要求：泵送混合料控制在160～200mm，外加剂、粉煤灰，均符合相关的标准及设计要求。泵送混合料采用6#混合料集中拌合站搅拌，1号桩群（1～4#桩基）及2号桩群（5～8#桩基）均采用相同配合比的混合料。

1、施工工艺及施工方法

根据试验区地质条件和CFG桩施工经验，本次试桩全部采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注的施工工艺。

（1）钻机就位：钻机按设计桩位就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩位偏差≤5cm，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。

（2）混合料搅拌：混合料搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间按照普通混合料的搅拌时间进行控制，控制在60～120s，塌落度控制在160mm～200mm。具体搅拌时间由拌合站控制室进行控制，并作详细记录。

（3）钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、钻杆移位、钻具损坏等。钻进深度须打穿软弱层至其下持力层不小于0.5m或W2灰岩、白云岩质灰岩基岩面上。

（4）地质复核：在施工前先在规划好的断面位置进行地质复核，并进行详细记录绘制成地质柱状图，作为施工参考；本次试桩将第一个孔进行地质复核，作为本次CFG桩试桩施工的依据。在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考。W2灰岩、白云岩质灰岩：γ=25kN/m3，φ=65°，[σ]=800kPa。

（5）灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌注（每根桩的投料量不应少于设计灌注量），钻杆芯管充满混合料后开始拔管，压灌混合料时一次提钻高度小于25cm，提钻速率分为三种类型：为别为2～2.3m、2.3～2.6m、2.6～3m/min，以便选择最佳提钻速度。施工桩顶标高高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。泵料应连续进行，不应停泵待料。施工过程中应经常检查泵送压力、弯头和钻杆状态，防止导管堵塞。

（6）现场试验：对于每50m3混合料，试验人员进行坍落度的检测，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样制作混合料试块，每台班做1组试块，测定其28天抗压强度。

（7）截桩头：CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混合料面，且截桩过程中，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动。截桩头采用环切工艺。

施工步骤：桩头按设计标高画线后，由2人操作，延桩头环向推移机械，进行切割。每个桩切3个断面。需要人工加水。

（8）堵管处理措施：在施工时，应优化拌合料配料提高其和易性，在拌合料中粉煤灰掺量宜控制在70～90kg/m3左右。拌合料坍落度宜控制在160～200mm，若拌合料可泵性差，可适量掺加泵送剂。泵管内壁应光滑，接头平顺，保证芯管拌合料充盈度，保持足够的泵压。若一旦发生堵管，应及时拆管或提出钻具、重新下管和灌注。

CFG桩施工工艺流程见下图。

CFG桩施工工艺流程图（长螺旋钻）

（1）选用技术先进、性能稳定的施工设备。针对本试验的地质条件，长螺旋钻管内泵送混合料灌注具有工效高、易控制成孔质量等优点，应优先选用。

（2）确保桩长达到设计要求的控制要点：

1）做CFG加密探测桩

每个地段正式施工前，按规范要求做CFG加密探测桩，按每1m进行取土样，通过土样与设计地质情况进行比较；

当钻进硬层后，钻进速度缓慢，机具晃动很剧烈；

施工前，通过设计中的横断面图和纵断面图确定每根桩的设计桩长，在钻进过程中，以设计桩底标高为控制点，通过钻机上的刻线判断其钻进深度，与设计桩长比较；

灌注混合料的过程中，通过拖泵的次数，确定每根桩的实际混合料用量，计算出实际的桩长，与设计桩长进行比较。

（3）确保CFG桩实际桩长以加密探测桩及土样鉴别控制为主，以电流梯度值及突变值为辅，结合操作者的实际经验予以判断。

（4）施工前通过精确测量放样确保桩位满足设计要求，在桩位对位过程中确保桩位偏差≤5cm。

（5）桩身强度控制措施：

1）对混合料的搅拌时间进行控制：严格按配合比进行配料，每盘料搅拌时间控制在60～120s，塌落度控制在160mm～200mm；

2）运输至施工现场的混合料必须重新进行塌落度的检测，确保塌落度仍控制在160mm～200mm之间；

3）控制提杆速率：压灌混合料时一次提钻高度小于25cm，提管速率控制为2～3m/min。

CFG桩桩体质量检测在成桩7d后进行，采用低应变检测CFG桩桩身完整性，检测机构按总桩数的10%抽样检验，且不少于3根。地基承载力采用复合地基承载试验检测，检测机构抽样检验总桩数的2%，且不少于3根。

2、CFG桩混合料强度检测

现场制作混合料标准立方体试件3组，采取28天标养后，进行试件抗压强度检验。

1、所用的水泥、粉煤灰、粗细骨料的品种、规格及质量应符合设计要求。

检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的水泥，袋装水泥200t为一批，散装水泥500t为一批，袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，400m3为一批，不足400m3时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粉煤灰每200t为一批，不足200t时也按一批计。各种原材料每批抽样检验1组。

检验方法：检查产品质量证明文件。在材料库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，粉煤灰的细度、烧失量、需水量比、三氧化硫；在料场抽样检验粗细骨料含泥量（人工砂检验石粉含量）、松散密度，筛分试验检验其颗粒级配。

2、CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。

检验数量：每台班抽样检验3次。

检验方法：现场坍落度试验。

3、CFG桩混合料强度应符合设计要求。

检测数量：每台班做一组（3块）试块。

检测方法：每台班制作混合料试块，试件标准养护28d进行抗压强度检验。

4、CFG桩的桩身完整性应满足设计要求。

检测方法：低应变检测。有疑问时，采用钻孔取芯检验。

5、CFG桩处理后的单桩或复合地基承载力应满足设计要求。

检测方法：平板载荷试验。

6、CFG桩基检测内容

（1）CFG桩的数量、布桩形式应符合设计要求。

（2）桩长、桩顶标高及桩径应符合设计要求。

（3）CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验。成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力应符合设计要求。

（4）每根CFG桩施工要认真填写施工记录表。每个台班施工的CFG桩数量要及时在CFG桩施工进度形象示意图上标识。

（5）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃。

（6）跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

（7）整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。

（8）CFG桩原材料每盘称量的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。

原材料每盘称量的允许偏差、检验数量及检验方法

水泥、粉煤灰等干燥状态的掺合料

每工班各抽样检验不少于1次

注：1各种衡器应定期检定，每次使用前应进行零点校核，保证计量准确。

2含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数，并及时调整水和骨料的用量。

（9）CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。

CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根

经测量仪器或吊线测钻杆倾斜度

开挖50～100cm深后,钢卷尺测量周长，计算桩体直径

认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，加强安全管理，做好安全教育、安全检查、安全防护、劳动保护等各项工作，严格安全检查制度，严格按规范规程操作，杜绝施工人员伤亡和机械设备重大事故，创省市级安全标准化工地。

（1）施工现场所有施工管理人员和操作人员都佩戴证明其身份的标识牌，标识牌标明姓名、职务等；

（2）施工场地设有明显的操作规程、值班制度和安全标志牌；

（3）现场施工用高低压设备线路应按照施工设计及有关电气安全技术规程安装和架设；

（4）现场电器设备采用“一箱一机一闸一漏”制QGDW 10179-2017 110～750kV架空输电线路设计技术规定，线路上禁止带负荷接电或断电，并禁止带电操作；

（5）机械人员上岗前必须经过培训后方可上岗。非机械操作人员严禁进行任何机械的操作；

（6）所有电气绝缘、检验工具，应妥善保管。并应定期检查、校验；

（1）工程开工的同时，组建文明施工组织机构，负责组织、监督文明施工措施的落实。

（2）建立现场治安管理机构，密切配合当地政府和公安部门，搞好施工现场的治安工作，加强职工的法制法规教育和思想品德教育，尊重当地民风民俗，创造和协调一个和谐宽松的施工外部环境。

（3）施工现场内所有临时设施按平面布置图布置，使施工现场处于有序状态。

（4）施工现场原材料和半成品严格按我单位《安全文明生产管理程序》要求分类堆放GB／T 30843.3-2017标准下载，并用标识牌标识清楚。施工中的水、电管线线路布置要求做到平、直、顺、整齐有序。

（5）场内施工道路及公路保持路面平整，排水畅通，晴天洒水除尘，并经常检查、维护及保养。安排专人负责，落实到人。