后插筋cfg桩工法

高速铁路路基后插筋 CFG 桩地基 加固施工工法 1、前言 铁路是人类文明进步的重要产物，也是促进世界经济社会发展的重 要基础设施，随着我国综合国力的提升，经济的腾飞和交通运输业的发 展，为 解决经济发展所带来的大规模人口流动问题，发展高效、快捷、安 全的高速客运铁路已是铁路建设的一个重要方向。我国铁路已经掌握高 速铁路线型精调、长大梁制运架、路基沉降控制、有砟无砟轨道设计等 方面成套的关键技术，但是路基工程质量则是决定高铁成功与否的关键， 怎样控制好路基地基处理施工质量则是决定高铁路基成功与否的关键 因素之一。本文结合合我单位在合福铁路站前六标施工中总结出来的施 工工法，主要介绍高铁在浅挖路堑地段地基加固后插筋 CFG 桩施工技 术及工艺程序控制，更有效的提高了后插筋的工作效率。 2、工法特点 2.1 采用震动送桩器进行后插筋代替人工或机械大大提高工作效率。 2.2 采用震动送桩器进行后插筋，且在钢筋笼外侧用耳筋代替保护层 垫块更有效的控制钢筋笼插入垂直度、位置和标高。 2.3 减少施工作业人员，降低施工成本。 3、适用范围 适用于所有后插筋 FCG 地基加固施工。 2 4、工艺原理 采用平板震动下沉的原理将钢筋笼送入桩体的设计深度，利用震动 送桩器插入杆的长度控制钢筋笼插入桩体的标高。施工时需三人进行配 合，一人用绳索牵引送桩器，防止震动下沉时摇摆幅度较大，另两人控 制钢筋笼的垂直度，保证钢筋笼准确定位。 5、管理人员配置 序号 姓 名 职 务 职称 学历 职 责 1 兰雪峰 项目经理 工程师 大本 施工总负责 2 王志义 总工程师 工程师 大本 技术总负责 3 刘占威 总经济师 工程师 大本 施工成本分析 4 刘茂林 副经理 高级技师 中专 分管生产 5 韩喜威 安全总监 工程师 大专 施工安全质量 6 李树海 工程部长 工程师 大专 技术指导 7 刘道东 技术主管 助工 大本 现场技术盯控 8 成百川 技术员 助工 大专 现场技术盯控 9 隗吉平 质检员 助工 大本 现场质量控制 10 孟宪鹏 技术员 技术员 大专 现场技术盯控 11 刘 欣 测量主管 技术员 中专 施工测量 12 吕海鹏 技术员 技术员 大专 施工测量 13 祁双有 技术员 工程师 大专 现场技术盯控 14 杨开红 试验室主任 工程师 大专 试验负责人 15 陈悦 试验员 助工 大本 现场试验 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 3 页 6、施工工艺流程 钻机移位 桩间土开挖 截桩头 成桩质量检验：桩体完整性、单桩承载 力或复合地基承载力满足设计要求 铺设工作垫层 分区与编号 测放桩位 钻机就位调平 钻至设计持力层，达到试桩电流值，停 钻 提升钻杆反向旋转，泵送混凝土 试桩、确定配合比和工艺参 数 钢筋笼制作，混合料 拌和、运输，混合料强 度符合要求，坍落度 符合工艺试验要求 清 运 泥 土 至设计 起灌 标高，停泵 插入钢筋笼 图纸会审 编制试桩方案、审核、 报审 施工区段地质核查 同设计地质条件吻合 同设计地质条件不吻合 变更设计 4 7、后插筋 CFG 桩地基加固 设计断面形式 7.1 浅挖路堑段 CFG 桩加固横断面设计图 1、 7.2 浅挖路堑段 CFG 桩加固横断面设计图 8、后插筋 CFG 桩施工技 术要点 5.04.303.614.982.0 4.30A浅 挖 路 堑 形 式 CFG桩 加 固 设 计 断 面 图 4.305.04.30 6.7 7.05 A、 B组 填 料级 配 碎 石 厚 4m1: 1:5.03.02.0 填 方 路 堤 形 式 CFG桩 加 固 设 计 断 面 图 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 5 页 8.1 后插筋 CFG 桩设计意图 适用可压缩层较厚的路基及半填半挖路基，采用后插筋 CFG 桩加固 增加其桩身顶部抗剪程度。CFG 桩在横断面上通 过检算采用长短桩以 求达到彻底消除差异沉降为目的。 8.2 图纸会审 施工图到位后，由总工或工程部长牵头将负责后插筋 CFG 桩施工的 技术主管、技术员、测量主管和试验室主任对图纸进行审核。主要会审 内容：后插筋 CFG 桩 工艺要求及标准、 设计数量及意图、布置形式及间 距、地质核查、地基加固范围、设计说明及标准、桩身配合比及原材料的 要求。 8.3 编制试桩方案和地质核查 根据施工组织设计，选择最具代表性的地段进行试桩。试桩前编制 试桩方案，经现场监理工程师审核同意后，报监理项目部进行审批。方 案批准后即可实施。 8.3.1 试桩目的 (1).验证设计参数，确定 CFG 桩的施工控制参数； (2).确定混合料的配合比、坍落度，搅拌时间； (3).确定 设备选 型、确定施工工 艺和施工顺序； (4).确定 泵 送速度和螺杆提升速度； (5).确定 桩 身混凝土灌注的充盈系数； (6).确定 桩 身插筋工艺 和控制标准； (7).确定作业队的人员组 成和分工； (8).复核地质资料是否与 设计相符； 6 (9).验证 机械 设备性能，复核施工工 艺、施做顺序是否适宜，及时调 整和优化施工方案； (10).积 累各种参数，形成具有指导性意义的作业指导书，为本工区 大范围 CFG 桩工程施工做准备，确保 CFG 桩施工质量。 8.3.2 桩体材料 桩体材料：桩体原材料采用碎石、砂子、水泥和粉煤灰配合而成，材 料按 C20 砼 配比。所用的水泥、粉煤灰及粗细骨料规格和质量均按铁 路混凝土工程施工质量验收补充标准执行，对于后插筋 CFG 桩的粗骨 料粒径不大于 2cm，坍落度宜为 160mm200mm。水泥为 P042.5 级及 以上的普通硅酸盐水泥，混合料 28 天龄期标准试块抗压强度不小于 13.4MPa，桩体压缩模量不小于 130150MPa。施工前应由室内试验室 进行配比试验，施工时按配合比配制混合料。成桩过程中，应抽样做混 合料试块，每台机械每天至少应做一组（不少于 3 块）试块，标准养护， 测定其抗压强度。 8.4 平整场地或铺设工作垫层 8.4.1 低洼地段填筑工作垫层 地基加固施工前应疏导排干地表水，挖除表层种植土（腐殖土）层， 回填细类土，整平压实，压实标准应满足级铁路要求， K=0.9，K30=80kpa/m。垫层施工标高宜高出桩顶 50cm，以便凿出虚桩 头，并做成横向 4%的排水坡。 8.4.2 低挖路堑地段场地平整 严格按照设计开挖边线和坡率进行开挖，开挖时首先做好临时排水 系统，防止雨水浸泡路基。开挖控制标高宜高出桩顶 50cm，以便截除虚 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 7 页 桩头。 8.5 试桩和试桩总结 选择最具代表性的地段进行试桩，测量放出桩位，试桩数量为 3 根。 试桩时，试验室现场制作标养试件 3 组，确定 7 天和 28 天的混凝土强 度。试桩 7 天后采用采用低应变动力试验检测 CFG 桩桩身完整性和均 匀性；成桩 28 天后做复合地基载荷试验，堆载荷载为单桩设计承载力 的 2 倍。 试桩时，请设计地质人员及现场监理工程师到现场见证核对。 试桩检测完成后得出各施工工艺参数和控制标准： 地质地层：桩身全部处在（3）1 花岗岩全风化地层，桩底处在（3）2 花 岗岩强风化层； 长螺杆机械型号：YTZ20（最大钻深深度 20m）； 混凝土输送泵型号：SY5271THB（60m3/h）； 钻进地层进尺速度：0.91.2m/min； 钻进机械电流控制：80120A ； 提升拔管速度：23m/min（连续灌注）； 泵压控制：69Mpa ；桩身混凝土充盈系数：1.041.06； 混凝土拌合时间及坍落度：65s，18020mm； 桩身钢筋笼后插工艺：采用送桩器和人工配合振动下沉。 8.6 桩位布设分区编码 根据施工图设计断面和加固范围分区分段布设桩位。 如下图： 8 8.7 桩位测量放样 测量出每个断面的控制桩位后利用钢尺逐一将每个桩位放出，采用 竹签和白灰做出标记。如下图： 8.8.钢筋笼制作 桩身钢筋笼主筋为 6 根 HRB33516钢筋，钢筋笼长度为 5m，每 I线 中 DK214+80-DK214+97.5后 插 筋 区线 中路 肩 线路 肩 线 CFG桩 加 固 边 界 线CFG桩 加 固 边 界 线DK21480 97.5合 肥 940 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 9 页 2m 在主筋内侧设置一道加强筋，箍筋采用 HPB6钢筋，笼保护层为 7cm。 采用在主筋外侧焊接耳筋的方式来保证钢筋笼的保护层厚度，钢筋加工 图如下： 8.9.钻机就位施工 将钻机移至将要施工的桩位，利用四脚升降支腿将钻机调平，保持 钻杆垂直度。 将螺旋钻杆桩尖对准桩位后开始钻进，严格按照试桩得出的电流值 来控制钻进速度。 根据长螺旋杆回旋出的土质核对现场实际地质情况，严格按照电流 表的读数和桩机本身的反应来判断桩底是否进入持力层。钻进过程中现 场盯控技术员认真填写 CFG 桩施工记录表。 当钻至持力层后，先将钻杆提升 0.5m 左右，开始连续灌注桩身混凝 土，将钻杆按照试桩得出的提升速度缓缓提升。混凝土灌至较设计桩顶 标高出 50cm 时，停止灌注。清除旋转出的泥土，提升钢筋笼就位，振动 10 下沉钢筋笼。每台机械每天至少应做一组混凝土试件，标准养护，测定 其抗压强度。各工序施工照片如下： （1）桩机就位照片 （2）桩机钻进照片（现场监理进行旁站） 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 11 页 （3）电流表读数 CFG 桩工 记录表填写 12 （4）提升螺杆泵送混凝土 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 13 页 （5）安装钢筋笼 （6）振动平板送桩器 （7）起吊钢筋笼振动下沉 振动下沉时，采用绳索牵引和人工扶持的方式控制钢筋摇摆，保证 下沉垂直度。 14 （8）送桩器将钢筋笼送至设计桩顶标高 8.10 截桩头 在桩身施工 7 天后，从横向方向使用小型挖掘机清理桩间土，靠近 桩身 25cm 范围内采用人工清除桩间土。 测出桩头标高位置，在桩头位 置用红色油漆做出标记。截桩头采用切割机环向切割一圈，深度适宜， 最后用錾子将桩头楔断。 凿出桩头时不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩检土。 截桩头照片如下： 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 15 页 清除桩间土照片 截完桩头照片 8.11 桩身完整性和单桩承载力检测 在成桩 28 天后，立即组织检测单位对桩身完整性进行低应变动力 试验，抽检率为每个工点桩数的 10%；同时进行单桩荷载试验，抽检率 为每个工点桩数的 0.2%，且不少于 3 根。 （设计和监理现场见证） 16 CFG 桩静载试验报告 9.后插筋 CFG 桩管理要点和 质量标准 9.1 管理要点 （1）施工单位投料人员应经过培训，并熟知工作内容与要求。 （2）进场设备（地泵，罐车）应满足施工需要，使用前及时向监理 单位进行设备报验。 （3）施工前必须进行试桩，通过试桩得出施工所需的主要工艺参数和 控制标准。根据试桩得出的各种参数编制工序作业指导书，并逐级进行 技术交底，施工时严格遵循施工程序，施工过程中始终由专职技术人员 或质检员现场盯控，并认真填写施工记录。 （4）应仔细检查输送泵性能，将制备好的混凝土由高压泵输送，通过 空心钻杆由钻头泵出，保证混凝土连续灌注。 （5）长螺旋钻孔，管内泵压混合料灌注成桩，施工钻至持力层后，应 准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，遇到饱和砂 土或饱和粉土层，不得停泵待料。 （6）严格按照施工配合比拌合混合料，成桩后桩顶浮浆厚度不得超 合福铁路安徽段 ZQ-6 标 后插筋 CFG 桩地基加固施工工法 中铁六局呼和铁建合福项目部 第 17 页 过 200mm；桩顶灌注高度 较设计不宜小于 50cm，以保证凿除浮浆后桩 顶混凝土强度达到设计值。 （7）长螺杆钻杆周长根据施工磨损程度，及时对其进行修补，以保证 桩身直径不小于设计值。 （8）技术人员认真整理当天施工记录和按批次及时填写检验批资料 与现场监理及时报检签认。 9.2 质量控制标准 （1）原材料称量允许偏差：见下表 （2）CFG 桩施工允许偏差 序 号 检验项目 允许偏差 施工单位 检测数量 检验方法 1 桩位（纵横向） 50mm 测量 2 桩体垂直度 1% 经测量仪器或吊线测钻杆倾斜度 3 桩体有效直径 不小于设计值 开挖桩间土 50cm 深后，钢卷尺丈量 周长计算桩径。 4 桩顶高程 50mm 按成桩总 数的 10% 抽 样，且 每个检验 批不少于 5 根。 仪器测量 10.技术经济效益分析 采用自制震动下沉送桩器进行后插