高铁路基CFG试桩方案.doc

中铁四局宁杭客运专线第四分项目部 CFG桩试桩方案新建铁路南京至杭州客运专线工程CFG桩试桩方案DK11+649.81DK13+072.91DK18+440.91DK20+383.24编号：版本号：受控号：修改状态：编制：审核：批准：有效状态：中铁四局宁杭客运专线第四分项目部2009年3月CFG桩试桩方案一、编制依据1、路基施工图纸：宁杭客专施图NHZQ-1(路)-2、宁杭客专施图I标(路)-4-2、宁杭客专施图NHZQ-1(路)-4；2、客运专线铁路路基工程施工质量验收标准铁建设2005160号；3、客运专线铁路路基工程施工技术指南TZ2122005；4、客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准铁建设200785号；5、铁路混凝土工程施工技术指南（TZ2102005）；6、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设2005160号；7、铁路工程施工安全技术规程TB104012003；8、国家、地方、行业颁布的其它有关文件资料；9、现场施工技术调查和我单位的现有施工技术水平和资源。二、工程概况建铁路南京至杭州客运专线标中铁四局宁杭客运专线第四分项目部上坊车站和区间路基地基CFG桩加固施工里程为：DK11+649.81DK13+072.91和DK18+438.87DK20+383.24，CFG桩总计221536m。本管段为二级阶地区，岗地与坳谷相间，岗地较为开阔，多为荒地，坳谷多呈狭长状，长满芦苇、杂草及低矮灌木，水塘零星分布，线路左侧为宁杭高速公路。受高速公路施工时取土影响，地形变化较大，交通较为不便。本段松软土地基处理点较多，软基处理采用CFG桩加固，个别地段采用换填，路堤填筑高度一般为45米，局部段落填筑高度大于8米，路堑挖方最高达7.5米。按设计图纸要求，试验时CFG桩必须穿透软弱土至硬层不小于0.5m。1、路基地基加固采用CFG桩，按正方形布置，桩间距1.6m1.8m，桩径0.4m、0.5m两种，桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，0.5桩径的CFG桩材料按C15混凝土进行配比，0.4m桩径的CFG桩材料按C20混凝土进行配比。（一）、上坊站：DK11+649.81DK12+700，前秦淮河特大桥、后接上坊至句容区间路基，全长1050.19米，CFG桩距1.61.8m，桩径0.40.5m,桩长414米。其中：DK11+649.81+087.5段桩距1.61.8m、桩径0.5m，基底设碎石垫层，厚0.6m，内铺设一两层双向土工格栅；DK12+087.5+312.5段桩距1.8m、桩径0.4m，基底设碎石垫层，厚0.6m，内铺设一层土工格栅，DK12+510+700段桩距1.8m、桩径0.4m，基底设碎石垫层，厚0.6m，内铺设一层土工格栅。（二）、区间路基：DK12+700.00DK20+383.24，前接上坊站、后接句容河特大桥，中间隔一座胜利河特大桥，其中：DK12+700.00+750.00、DK18+438.87+471.51、DK18+655+747.5、DK19+240.00+810.00、DK19+810.00DK20+383.24段桩距1.61.8m、桩径0.5m, 基底设碎石垫层，厚0.6m，内铺设两层土工格栅。土工格栅抗拉强度不小于100KN/m。2、工后沉降控制标准：一般不应超过15mm，路桥交界处的差异沉降不大于5mm。3、工程地质：(1)：种植土（或素填土），级；(2)-1:粉质黏土，褐黄色，软塑，多分布在坳谷区，厚约06m，o=120kPa，级；(3)-1：粉质黏土，褐黄色黄褐色，硬塑，厚约2.917.5m，o=200kPa，级；(3)-2：细圆砾土，杂色，饱和，稍密，厚约1m，o=250kPa，级；(4)-1：泥质粉砂岩，紫红色，全风化，岩芯呈土状，o=200kPa，级；(4)-2：泥质粉砂岩，紫红色，强风化，岩芯呈块状、短柱状，o=300kPa，级；(4)-3：泥质粉砂岩，紫红色，弱风化，岩芯呈柱状，o=400kPa，级。4、主要工程数量：27672根/221536米；碎石垫层：50000m3；土工格栅：150000m2。二、试桩目的施工前进行成桩工艺性试验，确定合理的施工工艺参数:通过CFG桩试桩复核地质情况，确定施工工艺、施打顺序、钻进速度(电流大小)、成桩电流、拔管速度、混合料施工配合比、坍落度、搅拌时间、灌注速度、充盈系数、截桩时间、成桩质量、施工组织。三、CFG桩主要技术要求1、桩径均为0.4m和0.5m两种，按正方形布置，桩间距为1.61.8m。根据地质特点，拟选用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩法。2、桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥混合而成。0.4m按C20混凝土配比设计, 混合料试块标准养护28天立方体抗压强度标准值不小于13.4MPa;0.5m按C15混凝土配比设计，混合料试块标准养护28天立方体抗压强度标准值不小于10MPa。四、试桩位置及数量试桩位置选定在区间路基DK12+700DK13+072.91段的DK13+000处。本段区间路基前接上坊车站，后接胜利河特大桥。试桩4根，编号分别为13+000-1、13+000-2、13+000-3、13+000-4，施工时所对应的桩号分别为5区28-8，5区28-9，5区28-12，5区28-13。试桩桩径为0.5m，桩间距为1.8m,桩长为12.0m。施工时1#桩、2#桩采用同排连续法施工，2#桩、4#桩采用隔桩跳打法施工，桩位布置如图所示： 4#3#1#2#五、试桩施工工艺1、施工工艺流程见下图：施工准备测量放样及复核钻机就位钻孔至设计深度泵送CFG桩混合料混合料注满后，按规定速度边泵送边提升钻杆至地表移位施工下一根桩全部施工完成复合地基验收双向控制垂直度混凝土拌制2、施工步骤（1） 施工准备先用全站仪定出线路中心，放出路基边线，测出地表标高，确定路基场地平整工作面。清表、平整场地:施工前先用推土机清除地表3040cm种植土、腐质土，清除树根。然后平整场地并用压路机碾压密实。场坪高出设计桩顶标高50cm，对局部平整后低于场坪标高的地段按设计填料要求换填至场坪标高并用压路机分层碾压密实，作业场地作好排水设施，确保施工场地不积水。测量放样:测量班根据设计图纸用全站仪精确放出CFG桩处理范围边线，中间桩位拉钢尺定位，插竹钉标识。自检合格后及时向监理工程师报验。根据本管段地质情况，拟选用长螺旋取土钻机施工，管段内桩长最长为14m，确定钻机型号为YTZ20,其主要技术参数如下表：型号YTZ20动力头功率45KW*2最大钻孔深度20m最大钻孔直径800mm外型尺寸工作状态（长宽高）125.231钻杆转速外型尺寸运输状态（长宽高）123.13.4输出扭矩39kN.m工作地面最大坡度2许用拔钻力240KN移位方式液压步履式整机重量32.5T对于淤泥质粘土流塑层，如发现有缩孔、塌孔现象时，立即停钻，采用沉管钻钻孔施工。（2）钻机就位：钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，现场控制采用在钻架上挂纵横双向垂球的方法测量钻杆的垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，检查合格后方可开钻，记录好桩位偏差和垂直度。（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地时启动马达钻进。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，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。钻进速度分别采用1m/min、1.2m/min、1.5m/min，钻孔到达硬层以下50cm后报监理工程师确认后才能终孔。记录好开钻时间、钻进速度、不同地质条件下的电流值（每钻进1m记录电流值1次）、钻至桩底时的时间、成桩瞬间电流，以进行地质复核。（4）混合料搅拌、运输：混合料搅拌采用搅拌站集中拌和，各种原材料监理见证检验。水泥：为南京三龙水泥有限责任公司生产的P.O42.5水泥；质量标准： 水泥的技术要求序 号项 目技 术 要 求1比表面积350m2/kg（对硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥）280m方孔筛筛余10.0%（对普通硅酸盐水泥）3游离氧化钙含量1.0%4碱含量0.80%5熟料中的C3A含量非氯盐环境下不应超过8%氯盐环境下不应超过10%6氯离子含量不宜大于0.10%（钢筋混凝土）0.06%（预应力混凝土）注：当骨料具有碱硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%。C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。细骨料：为江西赣江的天然中粗砂；质量标准：细骨料的细度模数在2.33.7之间。细骨料的吸水率应不大于2%。粗骨料：为天宝山采石场的520mm碎石（钻管内径为15cm满足要求）；质量标准：粉煤灰：为新联盛I级粉煤灰；质量标准：粉煤灰的技术要求序 号项 目技 术 要 求C50以下混凝土C50及以上混凝土1细度，%20122Cl-含量，%不宜大于0.023需水量比，%1051004烧失量，%5.03.05含水率，%1.0（对干排灰）6SO3含量，%37CaO含量，%10（对于硫酸盐侵蚀环境）注：因条件所限当烧失量指标达不到表中要求时，在其他指标符合表中要求的情况下，经试验证明能满足混凝土耐久性要求时，烧失量指标可适当放宽，但用于C50以下混凝土时，不得大于8%，用于C50及以上混凝土时，不得大于5%。外加剂：为JCD-1高性能减水剂。按照施工配合比进行配料；质量标准：外加剂的技术要求序号项 目指 标1水泥净浆流动度，mm2402硫酸钠含量，%10.03Cl-含量，%0.24碱含量(Na2O+0.658K2O),%10.05减水率，%206含气量，%用于配制非抗冻混凝土时3.0用于配制抗冻混凝土时4.57坍落度保留值（用于泵送混凝土时），mm30min18060min1508常压泌水率比，%209压力泌水率比（用于泵送混凝土时），%9010抗压强度比，%3d1307d12528d12011对钢筋锈蚀作用无锈蚀12收缩率比，%13513相对耐久性指标，%，200次80泵送混合料配合比选定为：水：水泥：粉煤灰：砂：碎石：外加剂=1:1.14:0.27:4.39:5.71: 0.02。每盘料搅拌时间控制在6090s，混合料坍落度控制在16cm18cm。运输采用砼罐车运输到施工现场,采用地泵连接软管至钻机上的钻杆芯管进行泵压灌注混合料。混凝土输送泵选择：根据本试桩桩长为12m，桩径为0.5m，每根桩所需理论混凝土方量为2.355m3，采用8m3混凝土运输车，一次可灌约3根桩。根据拟定的大提管速度为1.6m/min，则每根桩需灌注时间约7分钟，则所需地泵的泵送能力不小于19 m3/h，本方案采用HBT80B型地泵。HBT80B型混凝土输送泵主要技术参数项目单位HBT80B最大理论混凝土输出量m3/h84最大泵送混凝土压力Mpa13混凝土坍落度mm120-230骨料粒径mm碎石40功率KW142柴油机转速r/min1480泵送油缸缸径/行程mm125/1600砼缸径/行程mm180/1400高低压切换无油箱容积L600料斗容积m30.7上料高度mm1300最大理论输送距离垂直/水平m200/1000管道清洗方式水洗外形尺寸mm610823002100整机质量kg5350（5）灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，钻杆芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续拔管，混合料的泵送量与拔管速度相匹配，混合料灌注过程中应保持混合料面始终高于钻头面1525cm，拔管速度分别采用2.0m/min、2.3 m/min、2.5m/min进行试验。每根桩的投料量不小于设计灌注量。施工桩顶高程一般应高出设计高程50cm，灌注成桩后桩顶盖土封顶进行养护。在灌注混合料时，对于混合料的灌入量控制采用记录泵压次数的办法，据泵压次数来计算混合料的投料量。记录好灌注时间、拔管提升速度、砼坍落度、砼实际灌注量。混合料灌注控制如下图示：在混凝土灌注过程中要注意钻管的提拔高度，禁止反插；为保证成桩质量，桩顶1.52.5米范围内应采用振动棒振捣。（6）移机：灌注达到控制标高后移机进行下一根桩的施工。（7）桩间土清除及桩头截除、修整。施工完成后及时清除打桩弃土并运至弃土场。清运时不得扰动桩间土，不可破坏未施工的桩位。CFG桩施工完37天后用小型挖掘机和人工开挖桩顶以下50cm桩间土。用水准仪将设计桩顶标高打在桩身上，按3天、4天、5天、6天不同时段截桩，每次截除0.2m，截桩时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，截桩后采用人工修凿桩头，CFG桩顶端浮浆清除干净，直至露出新鲜的混凝土面。清除浮浆后的有效长度满足设计要求。桩头修整至设计高程以上35cm时，将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高，桩顶允许偏差020mm。如果在基槽开挖和截桩头时造成桩体断至设计标高以下，必须接桩到桩顶设计标高，剔平桩顶，用于桩体材料、配合比相同的混合料接桩，并超出桩周200mm。记录好桩体的有效直径、桩间距。（8）桩基检测每根桩均须制作试件6组：其中4组用于3天、4天、5天、6天砼强度检测，以确定截桩头时间，1组进行7d强度检验，以推算28天强度是否满足设计要求，1组进行28d强度检测。试桩监理单位全部见证。成桩7天后用低应变法检测桩身质量、完整性。试桩每根桩都需检验，监理见证。 六、机械、人员配备试桩机械配备见下表试桩机具设备配备表序号机械名称规格单位数量备注1长螺旋钻机YTZ20台12装载机ZL50台13自卸汽车10t台14挖掘机EX200台15砼罐车8m3台26发电机250KW台17全站仪TC402台18水准仪DSZ2台1试桩人员配备情况见表试桩人员配备表序号工 种人员工作职责1现场施工负责人1负责现场施工组织2现场技术负责人1负责现场的施工技术工作3钻机操作手1负责钻机成孔4砼罐车司机2负责运输砼5安全员1全面负责施工中的安全6质检员1全面负责施工中的质量7试验人员2负责现场的试验工作8测量2全面负责施工中的量测工作9现场施工旁站人员1负责对施工现场的记录工作10修理工1负责机械维护和修理11电工1负责施工用电12普工6负责现场的其他辅助施工合计20七、质量控制1、CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面，清除浮浆后桩的有效长度满足设计要求。施工单位每根桩检验。监理单位见证检验。2、整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并做好旁站记录，监理应全程进行旁站，并做好记录。3、每根桩的投料量不得少于设计灌注量；施工单位每根桩检验。监理单位全部见证检验。 4、CFG桩混合料坍落度应严格按选定的配合比进行控制，坍落度控制在1618cm之间,监理全部见证试验。5、防止堵管、窜孔的措施：优化拌合料配料，控制最大粒径颗粒含量，保证适宜的工作度；采用适宜的拔管速度，在拔管的同时，应监控管内拌合料顶面高程的变化，防止管内拌合料随管上浮和空管提拔；导管的内壁应光滑，接头平顺，保证