武汉工程试验段路基基础加固CFG桩施工介绍

1、武广客运专线武汉工程试验段松软土路基桩加固施工介绍一、工程概况武广客运专线武汉工程试验段里程为1228+500 1238+750 （其中短链 973.70m ），全长 9.2763（ 双线 ）。主要 工程数量：桥梁 2 座 /967.42 延米，路堤全长 4.82 ，路堑全 长 3.49 ，分别占工程试验段总长的 10.4% 、52.0% 和 37.6% ， 其中地基加固桩 295000 延米。本标段沿线高阶地垄岗区上覆第四系地层，主要为第四 系中更新统冲击层，岩性为黏土、粉质黏土、硬塑坚硬， 厚530m ,部分谷地表层为第四系全新统冲击层，为软塑硬塑状黏土、粉质黏土、局部流塑，厚 3 10m

2、 ；下伏基岩 主要为二迭系灰岩、泥质灰岩及侏罗系砂岩及砾岩，软质多 为泥质胶结，部分为钙质胶结，以红色为主，全风化强风 化带较厚，约 10 25m ，弱风化带岩体完整，残丘区基岩裸 露，为二迭系灰岩，弱风化，岩溶不发育。沿线地下水主要 类型为上层滞水，主要赋存于第四系土层中，受大气降水及 地表水补给， 地下水位随季节变化， 地下水埋深约 0.5 6m 。武汉工程试验段桩 设计单桩长 4.016.2m ，直径 50， 间距为 1.2 1.5m ，要求桩必须穿透软弱土至硬层不小于 1m 。按照设计要求需做桩工艺性试验， 确定参数后方可进行试验段桩的正式施工。武汉工程试验段于 2005年12月5日1

3、2月8日完成 了试桩，12月19日完成桩身完整性检测， 2006年元月20 日监理批复了试验报告。目前已经完成路基桩1535根/10745延米，涵洞桩 115根/690延米。二、工艺性成桩试验试验地点选在 1230+425 （桩间距1.5m ）及1230+419（桩间距1.2m ）线路左侧，路基坡脚线外侧，红线征地界 内侧，该处下卧地质情况为黏土，软塑硬塑。通过桩试验完成设备选型、确定施工工艺和施工顺序，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、钻机拔管速度等各项工艺性参数， 并形成具有指导性意义的工法，以指导本试验段以后桩的施工。桩平面示意图（单位：）CD#_#广州试验方案本次试验8根桩，共分两个

4、独立的桩群，四根一组，桩群净距6m，桩间距按设计要求正方形布置，间距分别为1.2m和 1.5m。桩桩位情况表桩号1#2#3#4#5#6#7#8#桩长(m)5.8405.8505.8408.0005.8205.9005.8005.800桩底标高(m)32.22832.20332.20730.02632.19632.18932.22430.220混合料灌注方式泵送混合料 串筒下料芯管内泵送混合料现场搅拌混合料孔 口 2m范围内振捣现场搅拌混合料全 桩长范围内振捣本次试验桩底除4#桩达到基岩顶之外，其余进入硬层不 小于1m 。1、材料要求混合料各种原材料必须满足规范标准和设计要求，通过 检测选用的原

5、材料分别为：水泥为华新水泥股份有限公司生 产的堡垒牌32.5水泥，砂为洞庭湖中粗砂，碎石为江夏区公 路局京珠采石场 525碎石，粉煤灰为湖北赤壁电厂的级 粉煤灰，外加剂为山西桑穆斯化工厂的8型泵送剂。桩桩身混合料28天龄期标准立方体抗压强度不小于15，坍落度要求：泵送混合料控制在160200 ,现场搅拌混合料控制在3050。泵送混合料配合比为：水泥：河砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水=1 : 3.85 : 5.785 : 0.50 : 0.012 : 0.94 ;现场搅拌混合料配合比为：水泥：河砂：碎石：粉煤灰：水=1 : 4.15 :5.50 ：0.5 ：0.9 。 搅拌时间按普通混凝土要求进行

6、控制2、主要机具22 型长螺旋钻机 1 台（主要参数：钻孔直径 500 、 最大成孔深度22m，动力头功率45 X2）、混合料输送泵1台、 160 发电机一台，砂浆搅拌机一台，混合料捣固棒 2 台、三 级电箱 2 个、小推车 5 辆，串筒及漏斗一套。3 、施工工艺成桩施工分别采用以下两种工艺： 采用长螺旋成孔芯管内泵压混合料成桩及采用长螺旋 成孔用串筒灌注混合料施工成桩。对于芯管内泵送混合料施 工时，单桩混合料控制以记录输送泵的泵送次数来推算单根 桩的灌注量；对于用串筒灌注混合料施工时，采用记录小斗 车运输混合料次数来推算单根桩的灌注量。试验过程1 、放线：施工前放出施工桩位，桩位中心点用钎子

7、插 入地下，并用白灰明示。2 、成孔：长螺旋钻机成孔，匀速钻进，在钻杆上每米 处做好标记，以确定进尺深度；桩桩体垂直度偏差不超过 1 。施工前，先做地质探测孔以复核地质资料，并记录地 质变化时电流的变化，以便施工时作为判断地质情况的参 考。施工顺序以延路基方向成排顺序施工。3、混合料灌注采用了四种灌注方法：长螺旋芯管内泵压混合料施工（3#、4#桩）成孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻 杆芯管内充满混合料后开始拔管，压灌混合料时一次提钻高 度小于25，采用静止提拔，提拔速度控制在23。泵送混合料， 用串筒下料， 连续灌注不振捣 （ 1#、 2# 桩）成孔至设计标高后，提升钻杆，清理孔

8、口余土，然后挂 漏斗及串筒，最底节串筒出料口距孔底不大于 1m 。泵送混 合料灌注时，保持连续灌注，不用振捣。现场搅拌混合料，用串筒下料，孔口2m范围内振捣（ 5# 、 6# 桩）成孔至设计标高后，提升钻杆，清理孔口余土，然后挂 漏斗及串筒，然后挂漏斗及串筒，最底节串筒出料口距孔底 不大于 1m 。混合料现场搅拌，人工运输，在孔口 2m 以下 不振捣，只在孔口 2m 范围内用插入式振捣棒振捣。混合料现场搅拌， 用串筒下料， 全长范围内振捣 （ 7#、 8#桩）成孔至设计标高后，提升钻杆，清理孔口余土，然后挂 漏斗及串筒，然后挂漏斗及串筒，最底节串筒出料口距孔底 不大于 1m 。混合料现场搅拌，

9、人工运输，全程振捣。成桩质量检测1、桩身完整性检测 桩桩身完整性采用低应变动力试验检测，检测工作由成 都工程检测研究所基桩检测站承担，经检测有 4 根桩为 I 类 桩（分别为 3#、5# 、7#和 8#桩），有 4 根桩为类桩（ 1#在 3.9m 左右、 2# 在 3.6m 左右、 4# 桩在 5.3m 左右、 6# 桩在 1.5m 左右有其轻微缩颈） 。2、 桩混合料强度现场制作混合料标准立方体试件 8 组，进行 28 天标准 养护后，进行试件抗压强度检验。经试块抗压强度检验，平 均抗压强度为 30.7 ，全部合格。按照铁路工程结构混凝土强度检测规程 （ 10426-2004 ）规定，分别对

10、 1# 桩和 5# 桩进行了钻芯取 样，芯样试件每孔取三组，芯样直径为100 mm,芯样试件的高度与直径之比为 1 ： 1 。经试验室检测 1 #桩上部结构混合 料强度推定值为 17.7、17.4 ，中部结构混合料强度推定值为 18.6 、19.2 ，下部结构混合料强度推定值为 19.2 、17.4 ， 全部合格； 5#桩上部结构混合料强度推定值为17.9、20.0，中部结构混合料强度推定值为 20.8 、20.6 ，下部结构混合 料强度推定值为 19.0、19.4 ，全部合格。试桩结论1 确定了施工设备和施工工艺。使用长螺旋钻机成孔及芯管泵送混合料灌注的施工方法，成桩速度快、质量比较 好，适

11、合本试验段施工。 在试桩期间也曾试用过多种设备， 如振动沉管因地层较硬只能打到地表以下23m ,很难达到设计深度；捶击沉管虽然成孔质量较好、效率高，但对邻桩 影响较大，故均未采用。2 确定了混合料原材料和配合比。混合料的各种材料 技术指标均满足规范要求，采用试验配合比的抗压强度满足 设计要求。3确定了相关参数。采用该工装时，泵送混合料配合 比的坍落度控制在 160 180 ，混合料搅拌时间控制在 60 120s ，拔管速度控制在 2.2 ，施打顺序按成排顺度施工，成 桩后不允许机械扰扰动。三、路基桩施工工点： 1237+800 +930 段 130m 路基桩地基加固。设计技术交底： 2006

12、年 1 月 14 日，武广公司武汉项 目部组织咨询、监理、设计、施工单位在武汉工程试验段对 1237+800 1237+930 段 130m 路基桩进行了设计图纸的技 术交底和施工图核对工作。施工组织在 130m 路基施工中采用长螺旋钻进成孔芯管内泵送混 合料成桩的施工方法，在施工中加强泵送混合料成桩的施工 控制，以提高桩的成桩质量；加强各工序间的施工配合，以提高成桩的速度；在施工中不断积累相关数据，为以后大面 积展开施工提供参考经验。1、施工准备测量准备：施工测量严格按测量规范要求进行，所有测 量仪器都进行校核与检定，保证测量精度。技术准备：施工设计图纸及有关施工资料到位后，组织 技术人员进

13、行图纸复核，组织相关人员培训、学习相关技术 规范及施工细则、设计文件，做好施工前的技术准备工作。施工技术交底：根据施工图，技术人员要进行技术交底。 交底内容包括：施工方法、施工工艺、施工安全、机械使用 等。物资准备：材料的取样试验工作已经按规范要求完成，全部采用试桩所选用的材料。人员配备：普工5人、钻机操作手4人、汽车驾驶员2人、 搅拌机操作手2人、修理工及电工4人、技术负责人1人、现 场施工记录人员2人、试验人员1人、现场领工员2人、工班 长2人、测量人员3人，计28人。机械及仪器准备：配置先进的施工机械及土工、混凝土检测设备、测量仪器及仪表。详见下表：设备配备表序号机械名称规格数量说明（台

14、）1长螺旋桩机3212装载机938F13自卸汽车10t34挖掘机320C15混凝土搅拌机75016混凝土罐车7m317发电机25028全站仪110119水准仪110捣固棒411电焊机112其它小型机具2、长螺旋施工工艺流程长螺旋钻机芯管内泵压混合料灌注施工流程图移位施打下一根混合料灌满后按规定速度边泵送边提拔钻杆至地表泵送混合料停钻钻机就位：钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心， 确保桩垂直度容许偏差不大于 1 %。采用在钻架上挂垂球的 方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有 专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可 开钻。混合料搅拌：混合料搅拌按配合比进行配料。每盘

15、料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在60120s，塌落度控制在160180。具体搅拌时间由搅拌站集 中控制室进行控制，并在电脑中有详细记录。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。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，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根 据钻机塔身上的进尺标记， 成孔到达设计标高时， 停止钻进。为加强工程地质复核，加密设计地勘断面（25米间隔），在施工前先在规划好的断面位置进行地质复核，并进行详细 记录绘制成地质纵断面图，作为施工参考；或在一定区域范 围内第一个孔进行

16、地质复核，作为本区域桩施工的依据。在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电 流值，作为地质复核情况的参考。灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合 料灌注，每根桩的投料量应不少于设计灌注量。钻杆芯管充 满混合料后开始拔管，施工桩顶高程宜高出设计高程 50 ，灌 注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数 的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个 固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。灌注时采用静止提拔钻杆，在特殊情况下采用边转边提 进行灌注，如圆砾层等情况下，拔管速度控制在 2 3。移机：上一根桩施工完毕，钻机头进行保护

17、，移位，进 行下一根桩的施工。现场试验：对于每盘混合料，试验人员都要进行坍落度 的检测，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样 做混合料试块，每台班做 1组试块，测定其 28 天抗压强度。3、施工工效该段路基桩施工时间为2006年元月22日3月3日，其中 净工作时间为 24 天。使用该型号长螺旋钻机芯管内泵送混合 料的施工方法，单机成桩工效约 450 天（24 小时），且不受地 下水的影响，适合各种软土地层。四、施工质量控制要点1应选用技术先进、性能稳定的施工设备。针对武汉 工程试验段的地质条件，长螺旋钻机具有工效高、成孔质量 易控制等优点，应优先选用。2混合料灌注时钻杆提拔速率和输送泵

18、的泵送量要密 切配合，钻杆静止提拔，并保证连续提拔，施工中严禁出现 超速提拔及先提管后泵料。 灌注过程中芯管插入混合料的最 小深度宜按 25 控制。3确保桩长达到设计要求。设计要求桩必须穿透软弱 土层至硬底，对于第四系地层一般应嵌入砂类土或硬塑黏性 土2m ,对于下伏基岩段应嵌入全风化层V 1m。4混合料的各种材料技术指标必须满足规范要求，其抗压强度必须满足设计要求。5做好地质情况的复核工作。对有代表性的地点在施 钻过程中适时提钻以确认地层分布情况是否和地质资料一 致，特别是钻进达到设计深度时要确认桩尖土是否已经达到 持力层足够深度。必要时，可在相邻两地质横断面中间进行 补钻，以进一步复核地质情况。若出现异常情况，则必须及 时通知监理和设计单位到现场确认，并提出处理意见。五、检