二分部CFG桩施工方案讲课稿

1、新建铁路合福线合肥至福州段(DK229+919.652 DK230+553.26 段路基 )CFG桩施工方案编制复核批准中铁六局合福铁路安徽段站前六标项目经理部二分部二 0 一一年四月目录1.工程概况 .21.1.工程简述 .21.2.工程地质及水文地质概况 .21.3.CFG 桩设计里程及技术要求.22.编制依据 .33.施工工艺 .33.1.施工准备 .33.2.人员和机械配置情况 .33.3.施工工艺 .43.3.1.施工步骤 .43.3.2.工艺流程图 .64.技术人员、旁站人员现场质量监控要点 .75.施工质量问题和控制措施 .96.质量控制及检验 .116.1.质量控制 .116.

2、2.检验.117.现场纪录要求及注意事项 .128.环境保措施 .139.安全保证措施 .13CFG桩施工方案1. 工程概况1.1. 工程简述DK230+919.652DK230+553.26 段路基，前接大溪河特大桥，后接王竹园特大桥。全长 633.608 米。该段路基位于旌德县蔡家桥镇，岗地及坳谷区，地形稍有起伏， 相对高差 10-25 米，自然坡度 1530 度，植被发育，均为农田，交通较为不便。1.2. 工程地质及水文地质概况地表水为山间小溪流水和零星分布的水塘，水位受大气降水影响。地下水主要为孔隙潜水，较发育，受大气降水补给。地层岩性：（ 1） al+plQ4 粉质黏土，黄褐色，硬塑

3、 0=150kpa （ 1）1 al+plQ4 粉质黏土，灰褐色，稍密，饱和， 0=100kpa（ 2）2 el+dlQ4 粉质黏土，褐黄色，硬塑， 0=180kpa （ 3）1 花岗闪长岩，褐黄色，全风化， 0=250kpa （ 3）2 花岗闪长岩，灰黄色，强风化， 0=500kpa （ 3）3 花岗闪长岩，灰白色，弱风化， 0=1000kpa 1.3. CFG 桩设计里程及技术要求DK229+919.652+937.50、DK230+533+553.26 段地基采用 CFG 桩加固,桩径 0.5m，桩间距 1.6m，按正方形布置，桩长设计深度 7.1-14.7m，D K230+010DK2

4、30+132.50、DK230+305.65 +372.5，DK230+482.5+553.段地基采用 CFG 桩加固 ,桩径 0.5m，桩间距 1.8m，按正方形布置，桩长设计深度 3.3-12.7m 段 CFG 桩桩顶设 0.5m 碎石 +厚 0.1m 中粗砂垫层，垫层内铺二层土工格栅；其中 DK229+919.652DK229+925，DK230+010.0DK+132.5 段采用后插筋 CFG 桩，钢筋笼长度5 米，且进入原地面以下不于3米，顶端基床底层底 0.3 米范围内铺二层聚丙烯土工格栅，其极限抗拉强度不小于 260KN/m 。CFG 桩桩体原材料采用碎石、砂、粉煤灰、抗侵蚀性水

5、泥配合而成，材料按 C20 砼进行配合比试验，采用长螺旋取土工法。 CFG 桩的设计要求桩体混合料 28 天龄期标准试块抗压强度不小于 13.4MPa。2. 编制依据1、新建合肥至福州铁路客运专线安徽段站前六标设计文件2、客运专线铁路路基工程施工技术指南3、客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准4、铁路路基施工技术安全规程5、铁路工程结构混凝土强度检测规程6、铁路工程土工试验规程3. 施工工艺3.1. 施工准备3.1.1 平整场地，清除路基基底范围内的生活垃圾、工业垃圾、障碍物及表层富含植物根须种植土， 标记并处理场地范围内地下构筑物及管线。对于池塘地段根据设计图纸，将淤泥和水清理完毕后，然

6、后采用素土层层夯实，每层不大于30cm。回填至设计标高后方可进行地基处理。纵向高差不得大于 2m（困难地段），相邻截面高差大于2m的加设一道不少于2m的台阶衔接，从而减少高差再进行CFG桩施工。3.1.2 提前修好施工便道， 以作为混凝土运输通道。 施工便道宽度 6m，厚 0.6m（底层采用 0.5 土及片石，顶层采用 0.1 厚泥结碎石，两侧挖 0.4 0.5m 的排水沟）3.1.3 测量放线：施工前由技术员放出 CFG桩桩位。开钻前用尺量复核桩位。3.1.4 混合料拌制：根据现场实际情况，采用本部 1#拌和站混凝土，混凝土配合比采用 C20混凝土配合比，使用通过试桩确定的最佳施工配合比。3

7、.2. 人员和机械配置情况3.2.1 人员配置及分工情况（每台钻机）（1）配置机手 2 名，工人 8 名。分两个班组进行作业。负责现场机械操作、混合料灌注等作业。（ 2）现场技术员、安质员、试验员各 1 名。负责监控每道工序按标准化作业，并做好施工记录。（ 3）现场生产负责人 1 名。负责指挥现场生产。3.2.2 机械配置序号设备名称型号和功率单位数量备注1长螺旋钻机YTZ20台12混凝土输送泵HBT-50台13电镐把13.3. 施工工艺3.3.1. 施工步骤（ 1）钻机就位平整场地达到施工要求后，将长螺旋钻机就位，调整钻机水平并固定，专人检查将钻头锥尖对准桩位中心点；螺旋钻机就位后，司钻人员

8、根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度，确保垂直度偏差1%。使用反差大的反光贴条每 0.5 米进行标识，粘贴在钻机导向架上，利于夜间记录人员识别读数。（ 2）混合料搅拌混合料搅拌：混合料搅拌必须进行集中拌和，按照配合比进行配料，每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制。一般控制在90120 秒，具体搅拌时间根据实验确定，电脑控制和记录。混合料出厂时坍落度可控制在 160mm200mm。施工采用本部 1#搅拌站混凝土，水泥 : 粉煤灰 : 砂: 碎石：外加剂 =222：148：675：1150：3.7 （单位 kg）。 CFG桩桩身混合料 28 天龄期标准立方体设计抗压强度不小于13.4MPa。

9、（ 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。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力底面达到标记处桩长即满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，并作相应增减。注意，如遇因地质原因桩长打不到设计长度或桩底土质与设计不符时，应立即通知监理或设计单位现场核实，并做好详实记录。（4）拔管、下放钢筋笼、压灌成桩长

10、螺旋钻机钻至设计标高，停止钻进，提拔钻杆 2030cm后开始泵送混合料灌注 , 当钻杆中孔充满混合料后，开始提升钻杆、压灌混合料。一边泵送，一边拔管，严禁先提管后泵料。设专人指挥协调钻机操作手和混合料泵操作手，保证泵送混凝土和提升钻杆的默契配合，以确保成桩质量。在正常情况下，钻机的提升速度控制在23m/min。提钻的速度与混合料的泵送速率相协调，保证钻杆内混合料表面高度始终略高于钻杆底出料口。桩顶与施工作业面平齐，在桩体为凝固前立即振动插入钢筋笼，用振捣棒将钢筋笼深入原地面以下 3 米处，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。黏土厚度应能满足防冻和养护的要求，一般不小于 100cm。每根桩的投料量应符

11、合设计灌注量。（5）移机当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于 CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因支撑钻机时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，应根据灰桩或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。（6）清桩间土及破桩头当桩身混凝土强度达到设计强度的 70%时，可进行桩间土方的清除， 土方清除采用人工配合小型作业机械为主，采用小型机械清除时，要保证桩周围有 20cm的保护层，然后再用人工清除。 清理完毕后用电镐凿平桩头至设计标高，如桩头仍有浮浆，应凿除做接桩处理。（7）桩基检测先把桩顶按照试验要求打磨平整，再进行桩身质量

12、、完整性检测，检测采用低应变方法。检验根数为桩总数的10%。复合地基承载力、变形模量检测根数为总根数的 2，检测方法为平板载荷。（8）褥垫层施工待桩身检测合格后，根据施工现场情况，施工完毕后铺设0.5m 厚碎石垫层，根据设计要求，采用分层填筑，底层厚0.25m，顶层厚 0.25m，在两层之间铺设 0.1m 厚砂垫层和两层土工格栅或直接铺设二层一次性拉伸单向聚丙烯土工格栅，其极限抗拉强度不小于260KN/m。垫层采用碾压，夯实、振实等方法压实。每层材料应摊铺均匀，一般碾压不得少于3 遍，压到密实不松动为止。3.3.2.工艺流程图施工准备原材料复验试原地面处理验配合比选定桩施工桩位测量放样计量投料

13、钻机就位钻孔至设计深度拌和料搅拌停机坍落度检验试块制作拌和料泵压入管提钻至桩顶桩下放下钻机移位长螺旋钻机管内泵压混合料灌注CFG桩施工流程图4. 技术人员、旁站人员现场质量监控要点CFG桩质量控制的主要对象是：桩长；强度；桩底是否到持力层 ( 设计未要求达到持力层的桩除外 ) 这三项指标，现场管理和监控要点如下：（1）测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量，并平整碾压后放出各桩的准确位置，原地面标高控制在 2cm以内（线路纵坡、横坡考虑在内后）。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高 50cm处（见桩顶标高控制图）。将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进行管理。桩顶标高控制图（

14、2）布桩时， CFG桩的数量、布置形式及间距必须严格按设计要求。并遵循从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工的原则。不宜从四周转向内推进施工。具体的施工方法和顺序由工程技术部确定。（3）对进场施工的所有长螺旋钻机在开钻前应由施工技术人员对标尺、刻画进行复核，消除标识误差。尤其是钻机初始标识要指定专人进行复查，从而有效的控制桩长。使用反差大的反光贴条每 0.5 米进行标识，粘贴在钻机导向架上，利于夜间记录人员识别读数。（4）指派责任心强、懂技术并经严格考核合格的员工对劳务队伍施工的 CFG桩进行现场监控和记录。（5）现场管理人员每根桩都要根据桩机上的垂球用钢尺量测导向架垂直度，以保证桩身垂

15、直度不大于1%，确保桩体的正常受力。（6）长螺旋钻施工。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，一般先慢后快。在钻进过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺或停机查看地质情况，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。（7）判断钻头是否到了持力层一般有两种方法：一是在桩机驾驶室观测电流的变化。 钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时，电流较为稳定，电流量在电机额定电流规定范围之内，当钻头遇到持力层时，瞬间的电流将会增大，同时电压下降，并伴有机身晃动现象。此时，应判定钻头已达到持力层。二是在钻机旁直观观察。当钻头到达持力层时，钻杆上部的动力头发生颤动和轻微的摆动，钻

16、机的动力明显减弱，此时，应判定钻头已达到持力层。（8）CFG桩成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和地泵操作手密切配合，按照先泵料后拔管的原则，防止先拔管后泵料，影响桩身质量。（ 9）严格控制拔管速率。 拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在 23 米分钟。（ 10）整个施工过程中，应安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录（记录格式附后）。记录的内容主要有桩号、钻孔深度、瞬间电流值、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。

17、（ 11）为控制提钻速度，应购置秒表配发到记录人员，钻孔时间、拔管速度、灌注混凝土时间应记录至秒。当天的记录每页必须由设备租赁方和项目队现场记录人当天进行相互签字确认。（ 12）提钻泵送过程中，旁站人员要经常敲打输送管，确认管内混合料是否充实，以保证桩体密实。（ 13）拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，施工中应避免反插。（14）桩顶砼停灰面根据导向架上标识由值班人员判断，控制在桩顶标高以上 0.5 米位置。（15）控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度

18、宜控制在160mm200mm（可根据运送混合料的距离进行调整）和易性好。当拔管速率为 23米分钟时，一般桩顶浮浆在 50 厘米左右，成桩质量容易控制。桩身每方混合料掺加粉煤灰量控制在 140kg180kg（根据各地粉煤灰的性能指标，具体粉煤灰掺入量试验后确定）。（16）设置保护桩长。在泵送混合料时，比设计桩长多加 0.5 米的料。上部用土封项，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。（17）在截取桩头前应准确测量桩顶标高，并在纵横向挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头，防止桩头成斜面或破损，

19、截取后的桩头面应是水平面。清理桩间土和截取桩头时，应采取相应的预防措施，防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。（18）CFG桩施工中，每台班均须制作检验试件， 进行 28 天强度检验，成桩 28 天后应及时进行复合地基承载力试验， 其承载力、变形模量应符合设计要求。（19）CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕后先进行自检，自检频率为 1 0%。自检合格后报第三方进行复检，复检合格报监理工程师签认后方可进行下一道工序施工。（20） CFG桩成桩后 , 强度达到 100%，并检测合格后填筑碎石垫层及土方。当桩顶覆盖层超过1m后，方可让大型机械进入施工区。5. 施工质量问题和控制措施（1）堵管。堵管

20、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 160mm200mm之间。混合料搅拌质量有缺陷。 在 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

21、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。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

22、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

23、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

24、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。6. 质量控制及检验6.1. 质量控制（1）桩长和直径要加强控制，保证符合设计要求。桩顶标高应按客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准规定高出设计标高50cm。（2）CFG桩施工中，每台班做一组（ 3 块）试块，进行 28d 标准养护试件抗压强度检验。（3

25、）桩身每方混合料掺加粉煤灰量应严格按配合比施工。（4）整个施工过程中， 安排质检人员旁站监督， 并做好施工原始记录，记录钻孔及灌注混凝土的起至时间、混凝土坍落度、拔管速度、孔深、单孔混合料灌入量等。经分析，找出合适得工艺参数以指导 CFG桩的施工，并做好施工工艺总结。6.2. 检验（1）原材料的检验同一产地、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 时也按一3批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，分别每400m为一3时也按一批计。各种原材料施工单位每批抽样检验1 组。批，当不足 400m（

26、 2）混合料坍落度及强度应符合要求， 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。检验数量：施工单位每台班抽样检验 3 次。检验方法：现场坍落度试验。（ 3）桩身完整性检测方法、数量及标准见客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准（铁建设 2005160 号）。检测数量：检验总桩数的 10%。监理单位按检验桩数的 20%见证检验。检测方法：低应变检测。（ 4）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。断面里程CFG桩单桩断面里程CFG桩单桩断面里程CFG桩单桩承载力（KN）承载力

27、（KN）承载力（KN）DK230+920868DK230+040868DK228+530868检验数量：总桩数的 2，且每检验批不少于 3 根。监理单位见证检验，勘察设计单位现场确认。检验方法：平板载荷试验。（5）CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表规定。序检验项目允许偏差施工单位检验方法号检验数量1桩位 (纵横向 )50mm按成桩总数经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%的 10%抽样检验，经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3且每检验批不少开挖 50-100cm 深后 , 钢尺丈量桩体有效直径不小于设计值于 5 根7. 现场纪录要求及注意事项（ 1）现场记录人员应严格遵守项目部组织纪律和劳动纪律， 上班时间必须坚守工作岗位，严禁脱岗。（ 2）现场记录人员应认真填写 CFG桩施工原始记录表，并在施工现场真实填写表中的各项施工内容（记录表格式附后）。（3）施工范围应写明线路的具体里程和区域 （区域是指由技术部门提前编制的）；应写明钻机型号，并标明该区域的设计标高。（4）桩号按工