CFG桩施工分部用作业指导书.doc

CFG桩施工作业指导书1、编制依据1）路基实施性施工组织设计2）路基施工设计图及相关参考图3）客运专线路基施工技术指南及验收标准4）中交集团路基施工工艺指南2、实用范围DK650+213.4 DK692+955.54段路基3、工艺原理CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌和制成的一高粘结强度桩。多用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。受力和变形特性与素混凝土桩相似。4、施工工艺流程见下图-工艺流程图5、施工过程及作业指导1）施工准备（1）路堤地段：清理表层种植土，平整场地，再铺0.5m的碎石土，做好地表排水系统。如地表存在斜坡，应尽量开挖或填筑至横断面为水平，坑洼处回填应采用符合相应部位规范要求的填料，并碾压至相应部位压实标准。当需挖台阶时，台阶高宜为0.6m左右，横向台阶长不小于3m，纵向台阶长不小于1.2m。（2）技术人员根据设计图放出每根CFG 桩的具体位置，并用竹桩标记，或撒石灰画圈。因CFG桩灌注完成后要截除桩头约50cm，故对地面进行抄平，计算出每桩钻进深度。对施工人员进行技术交底，包括桩位、钻进深度、施工顺序和施工注意事项等。（3）技术人员按照设计要求进行路基位移和沉降观测的准备工作，布置位移和沉降观测网，埋设相应桩橛，并进行初次测量。施工期间按设计要求进行位移和沉降观测。（4）施工前应进行工艺性试验，数量为2根，以复核地质资料以及设备、工艺、施工顺序，确定材料选择、混合料配合比、坍落度、成孔时间、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，并报现场监理审查签认后作为施工依据。2）钻机就位CFG桩施工应从路基中心往两侧施工，并跳行跳桩施工。移动钻机至设计桩位，利用桩机塔身前后和左右垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩中心。钻杆的垂直度偏差不应大于1%，桩位偏差不大于5cm。设计要求保护桩长大于50cm，桩径不小于设计值。3）钻进至设计深度钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头接触至地面时，启动电机钻入，钻进时应先慢后快。在遇到较硬土层，钻杆出现摇晃，进尺困难时，应放慢速度，直至钻至设计标高。钻杆上应作好钻进长度标记，当标记处与地面持平时，钻杆就达到设计标高。整个钻进过程中应注意保持钻机稳定，避免倾斜和错位。4）混合料拌和、灌注施工时应严格按照试验室批准的配合比进行施工。CFG 桩要求使用强制式搅拌机搅拌，混合料的上料顺序为先装碎石，再加水泥、 粉煤灰、泵送剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰在砂石之间，不易飞扬粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀。每盘料搅拌时间不小于60 秒，混合料塌落度控制在1822，每台班制作检查试件一组（3块），进行28天标准立方体抗压强度检测，强度值须满足设计要求。混合料采用罐车运输，泵送。混合料的泵送量按试桩确定的数量进行，泵送时不得停泵待料。当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。钻杆应静止提拔，施工中应严格按工艺试验确定并经现场监理批准的参数控制拔管速度和混合料泵送量，并保证连续提拔，连续供料。5）成桩、质量检测当钻杆拔出地面，确认成桩符合设计要求后用湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。施工过程中，应密切关注地面隆起及桩顶浮浆情况，防止挤压造成断桩。钻机到位后，技术人员要重新做“桩机就位”的各项工作，保证桩位准确。（6）桩头截除：桩顶设计标高以上的桩头，在同一水平面采用截桩机截桩。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。当桩高程低于施工图标高程时，采用比桩体强度高一等级的混凝土接桩至施工图标示桩顶高程，做法见左图接桩示意图 桩头截除后，单桩承载力、单桩复合地基（含桩间土）承载力、桩间土承载力等指标进行检测，桩身完整性、单桩复合地基载荷板试验，检测合格后按设计要求铺设垫层。（7）清运钻渣。钻渣清运采取边钻边清的方法，使用NYSX10型轮胎式小型挖掘机，将钻渣挖移到路基桩基线外，再使用ZL50轮胎式装载机，把钻渣装到自卸汔车，运到弃土场。（8）检测全段施工完成，静置28天后，按照设计要求对桩身完整性、桩体强度、复合地基承载力、变形模量和压缩模量进行试验。6、施工质量通病处理措施（1）堵管：堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点:混合料配合比不合理,当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比，坍落度应控制在180mm200mm之间。混合料搅拌质量有缺陷,CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析，泵压作用下,骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。施工操作不当,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。冬期施工措施不当，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。冬季施工时，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。设备缺陷，弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接，否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗，否则管路内有混合料的结硬块，还会造成管路的堵塞。（2）窜孔：在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况，打完X号桩后，在施工相邻的Y桩时，发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落,当Y号桩泵入混合料时，X号桩的桩顶开始回升，此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条:被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施: a.采取隔桩、隔排跳打方法; b.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； c.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； d.合理提高钻头钻进速度。（3）桩头空芯：主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时,排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。（4）桩端不饱满：这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。（5）加强施工过程中的监测：在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测： 施工场地标高观测，施工前要测量场地的标高，并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起相联系。已打桩桩顶标高的观测，施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时，量测已打桩桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否产生缩径和窜孔。对有怀疑桩的处理，对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看，并做出必要的处理。7、施工质量控制 1）、混合料所用原材料材质性能、粒径等必须通过检验，符合设计要求。通过按检验批检查产品质量证明文件，抽验水泥和粉煤灰等材料的相关指标进行材料检验。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，当袋装水泥不足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，分别每400m3为一批，当不足400m3时也按一批计。各种原材料施工单位每批抽样检验1组。2）、混合料坍落度及强度应符合要求，按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制；每个台班均应对坍落度进行检验，并必须制作混合料检查试件，进行28d强度检验。3）、CFG桩按复合地基设计时，处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求；按柱桩设计时，处理后的单桩承载力应满足设计要求。成桩28天后应及时进行复合地基承载力或单桩承载力检测，检测方法、测点数量及结果均应满足设计要求。4）、桩长、桩径、桩顶标高、桩身完整性应满足设计要求。桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表规定：CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差检验数量检验方法1桩位 (纵横向)50mm按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50100cm深后，钢尺丈量5）、垫层厚度、密实度应符合设计要求。6）、加强混合料质量控制，混合料配比应在设计规定基础上，结合现场实际材料选用，参考粉煤灰混凝土应用技术规范（GBJ146-1990）进行配合比试验确定。配合比设计也可以参考如下经验公式进行对比试验确定：混合料28天强度与水泥标号和灰水比有如下关系：fcu=0.366Rbc（C/W-0.071）式中 fcu混合料28d强度（MPa）Rbc水泥标号C单方水泥用量（kg）W单方水用量（kg）水灰比W/C和粉灰比F/C（F为单方粉煤灰用量）有如下关系：W/C=0.187+0.791F/C混合料密度一般在2.22.3g/cm3。坍落度泵送时可取1620cm。用水量比混凝土配比的用水量略大25%。混合料中石屑与碎石（一般碎石粒径为35cm）的组成比例用石屑率表示：=G1/（G1+G2）式中 石屑率，取0.250.33；G1单方混合料石屑用量（kg）；G2单方混合料碎石用量（kg）。碎石、石屑、粉煤灰、水泥材料必须严格检验，保证其材质符合设计要求，满足施工需要。施工用水符合工程用水的有关规定。施工现场做好材料计量设备的标定工作，保证计量准确。混合料生产能力应能满足现场施工需要，并有一定富裕量。7）、开工前应在施工场地范围内进行工艺性试桩，确定拔管速度、单桩混合料投入量、施打顺序等施工参数。8）、加强施工监测，施工前测量场地标高，打桩过程中随时观察地面是否发生隆起，以判断是否发生断桩；打新桩时应注意已打桩桩顶标高的变化，尤其是桩距最小部位的桩，对桩顶上升量较大的桩或者是怀疑发生质量事故的桩要开挖察看。9）、通过施工监测发现桩顶上升量较大，且桩数较多时，可对桩逐个进行快速静压，使可能断裂并脱开的桩连接起来，消除断桩对复合地基承载力的不良影响。10）、长螺旋钻管内泵压混合料灌注成桩时，每班应检查排气阀，保证其正常工作。11）、依照设计要求设置保护桩长，确保成桩质量。12）、采用机械配合人工清除保护土层，然后进行桩头处理：首先确定桩顶标高，然后采用截桩机截桩，人工修平。13）、成桩质量检测完毕并满足设计要求后，可进行碎石垫层的施工。碎石垫层铺设使用材料应符合设计要求。碎石垫厚度由设计设定，根据设计厚度及压实机械的作业能力考虑是否需要分层铺设，虚铺厚度按下式控制:h=H/式中h褥垫层虚铺厚度(m):H褥垫层设计厚度(m):夯填度，一般取0.870.9，或者根据现场试验确定。虚铺后多采用静力压实，施工顺序如下：虚铺 静力压实 铺设土工格栅 虚铺 静力压实。14） 技术人员要加强对各道工序的严格检查，对不符合设计和规范要求的一律要求整改，并对整改结果进行复查。15）CFG 桩施工时，施工员要全程跟班监督。8、施工质量检测检验项目、数量及方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1.水泥和粗细骨料品种、规格及质量满足设计要求每批抽样检验1组质量证明文件及抽样试验2.混合料坍落度符合工艺试验确定每台班抽样检验2次现场坍落度试验3.混合料强度度符合设计要求每台班做1组试件28d标准养护抗压强度试验4.施工数量、布桩形式满足设计要求全部检验观察、现场清点5.每根桩的投料量不少于设计灌