浅谈张呼客运专线CFG桩施工.docx

浅谈张呼客运专线CFG桩施工 摘 要：本文结合张（家口）呼（和浩特）客运专线路基施工实践，就我国华北北部地区客运专线CFG桩施工关键工序和技术控制进行简要阐述。 关键词：客运专线；路基处理；CFG桩施工；技术控制 呼和浩特至张家口客运专线位于我国华北北部，呈东西走向。线路设计正线全长286.044km，其中，河北省境内75.714km，内蒙古自治区境内210.330km，为双线电气化铁路。 中铁十九局集团第六工程有限公司施工的张呼铁路工程4标2分部共有3段路基全长3.536km。设计路基结构层由上至下分别为基床表层（级配碎石）、基床底层（A、B组填料）、路堤本体（AB组填料及渗水土）。地基处理形式有： CFG桩加固、水泥搅拌桩加固和冲击碾压等。本文就CFG桩加固施工的关键工序及技术控制进行介绍。 CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。 1.施工工艺 CFG桩施工工艺流程：配合比试验拌和混合填料试桩施工放线桩机就位调平机身钻孔至设计标高泵压混合填料均匀拔管至桩顶移机至下（抽取混合填料样品制作试块）一桩位 2.施工方法 2.1施工准备：施工前应制定CFG桩布桩图，图中注明桩位编号。测量放线，准确确定桩位，检查施工场地的控制桩点是否会受施工振动的影响。按设计要求由进行配合比试验，选定合适的配合比，施工时严格按配合比配制混合料。 2.2试桩：开工前进行成桩工艺试桩，每个工点试桩不少于2根。根据试桩确定合理的施工工艺，并对按设计要求（桩径、桩长、桩距）制成的桩进行单桩承载力、复合地基承载力、复合地基模量试验，根据试验结果，复核、修正设计，并与设计单位进行沟通。 2.3测量放样：用全站仪先放样出控制桩位，根据控制桩位及桩位布置图采用钢尺确定出每根CFG的桩位，用木桩标示。然后复核CFG桩的轴线定位点等。 2.4钻机就位：操作钻机就位并对准桩位，然后调整沉管垂直度，垂直度偏差不大于1%。 2.5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，启动电机，将钻杆旋转下沉至设计标高，关闭电机，清理钻孔周围土。钻进时应先慢后快，这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。 2.6混合料搅拌：按设计配比配制混合料，混合料坍落度宜为160mm200mm，搅拌时间不得少于1min。 2.7灌注及拔管：CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先拔管后泵料。拔管速率应按试桩确定参数进行控制，成桩的提拔速度宜控制在2m/min3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免供料出现问题导致停机待料。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm。 2.8移机：移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识，确保桩位的准确性。必要时，移机后清洗钻杆和钻头。 3.质量控制要点 3.1原材料质量控制：所用的水泥、粉煤灰和粗骨料品种、规格及质量必须进行检验，确保符合设计要求。 3.2进行成桩工艺性试验：正式施工前，进行成桩工艺试验，验证设备性能、混合料坍落度，以及拔管速度等关键工艺参数。 3.3混合料强度控制：严格按照配合比拌制混合料，每班抽样检查3次混合料坍落度，并制作1组试件，检测28d强度。 3.4每根桩的投料数量控制：每根桩投料时数量不少于设计灌注量。 3.5桩身质量、完整性控制：采用低应变检测桩身质量及完整性，确保符合设计要求。 3.6桩头质量控制：在灌注时桩顶高度要考虑凿除浮浆后满足设计要求，凿除桩头时要露出新鲜的混凝土。一般施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。CFG桩截断桩头采用在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断。最好采用截桩机截桩。桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高，桩顶允许偏差0+20mm。 3.7泵压混合料灌注施工控制： 钻进过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。 混合料应按设计配比经搅拌机拌和均匀， 坍落度、拌和时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌和时间不得少于1min，搅拌的混合料必须保证混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。以避免出现混合料配比不合理、混合料搅拌质量存在缺陷而造成混合料和易性不好、塌落度太大产生泌水及离析现象、塌落度太小而流动性差等，从而引起堵管现象发生。一般将粉煤灰掺量控制在70kg/m390kg/m3的范围内，坍落度应控制在160mm200mm之间。 钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。 冬期施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，防冻措施不力，常常造成输送管或弯头处混合料的冻结，造成堵管。冬施时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但要控制好水的温度，水温最好不要超过60，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强度。 杜绝窜孔现象。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取有效的预控措施：I.采取隔桩、隔排跳打方法；II.设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案，避免打桩的剪切扰动；III.减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；IV.合理提高钻头钻进速度。 施工中应保证排气阀正常工作，要求每工作班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞，造成管内空气不能顺利排除，导致桩体存在气囊，形成桩体空芯的质量缺陷。 CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后立即开始拔管，严禁先提管后泵料而造成桩端不饱满，影响CFG桩的桩端承载力。 钻杆应采用静止提拔，施工中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合料的泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔而造成缩径断桩现象。 桩机移机至下一桩位施工时，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.CFG桩顶帽CFG桩桩帽 4.1施工工艺流程：桩头整平桩周基底处理加工、绑扎钢筋模板安装钢筋及模板检验混凝土浇注混凝土养护拆模 4.2施工方法 a.施工前整平、压实碎石垫层，于碎石垫层上铺设0.1m厚C20素混凝土作为工作面，C30钢筋混凝土板现场浇筑。混凝土强度未达到1.2Mpa以前，不得在其表面来往行走。每块板之间设0.020.03m宽伸缩缝，缝内填塞沥青木板，塞入深度不小于0.2m。 b.底层钢筋保护垫层采用与混凝土同等级的水泥砂浆垫块，其垫块位置相互错开形成梅花形以保证底层钢筋保护层厚度。 c.模板采用钢模板。 d.混凝土由就近拌和站拌和，混凝土罐车运输，汽车泵泵入模内，插入式振捣棒振捣。混凝土施工完后要做好养护。 e.混凝土强度达到设计强度的70%以上时才允许进行下道工序施工。 4.3施工注意事项： a、冬期施工时混合料入孔温度不得低于5，对桩头和桩间