铁路客运专线长螺旋钻孔灌注桩软土地基处理施工方案

目录HYPERLINK\l"_Toc240864773"1．适用范围1HYPERLINK\l"_Toc240864774"2．作业准备1HYPERLINK\l"_Toc240864775"2.1内业技术准备1HYPERLINK\l"_Toc240864776"2.2外业技术准备1HYPERLINK\l"_Toc240864777"3．技术要求1HYPERLINK\l"_Toc240864778"4．施工程序与工艺流程2HYPERLINK\l"_Toc240864779"4.1施工程序2HYPERLINK\l"_Toc240864780"4.2CFG桩施工工艺流程示意图2HYPERLINK\l"_Toc240864781"5．施工要求3HYPERLINK\l"_Toc240864782"5.1施工准备4HYPERLINK\l"_Toc240864783"5.2施工工艺4HYPERLINK\l"_Toc240864784"5.3、褥垫层的控制8HYPERLINK\l"_Toc240864785"6．劳动组织9HYPERLINK\l"_Toc240864786"7．材料要求10HYPERLINK\l"_Toc240864787"8．设备机具配置11HYPERLINK\l"_Toc240864788"9．质量控制及检验11HYPERLINK\l"_Toc240864789"9.1质量控制11HYPERLINK\l"_Toc240864790"9.2质量检验11HYPERLINK\l"_Toc240864791"9.3常见质量问题现象、原因分析与防治措施12HYPERLINK\l"_Toc240864792"10．安全及环保要求16HYPERLINK\l"_Toc240864793"11、临近既有线施工安全技术措施161．适用范围适用于新建铁路XX至XX客运专线CFG桩地基处理工程。2．作业准备2.1内业技术准备2.1.1熟悉图纸，做好施工图会审工作，做好技术交底工作。2.1.2绘制桩位布置图，对桩位进行编号。2.1.3对上道工序进行验收：在自检合格的基础上向监理报验。2.2外业技术准备场地施工前挖除地表植物根系并将场地整平碾压，地表碾压至K30≥60MPa/m。整平地面并压实后方可进行施工。对场地内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测。若地表水、地下水复测结果与设计不相符时及时通知有关单位进行再次复测。不能使用有侵蚀性水作为施工用水。施工前根据相关专业设计文件对路基范围内管线进行调查核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对施工造成影响的管线，注意加强保护。复核测量基线、水准点，检查施工场地所设的水准点是否会受施工影响。按桩位布置图测放桩位，在桩位中心打入钢钎或木桩，并采用白灰标志桩轴线，并作编号记录。施工机具和配套设备进场。3．技术要求3.1CFG桩施工前进行室内配合比试验，以确定混合料的配比，要求桩体混合料试块（边长15cm）标准养护28天立方体抗压强度不小于20MPa。3.2成桩工艺性试验（每工点不少于3根），以复合地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数。试验桩竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题，修改施工工艺或桩体材料配合比重新试验直至满足要求并报监理单位确认后方可施工。4．施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序为：施工准备→试桩→确定工艺→测量定位→桩机就位→对中调直→沉桩→接桩→再沉桩→送桩→打（压）至设计深度→检验验收4.2CFG桩施工工艺流程示意图采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩的施工流程为：原地面处理→测量放样→钻机就位→钻进至设计深度→停钻→泵送混合料→边泵边均匀拔管至桩顶→钻机移位。钻机就位钻机就位钻孔至设计标高混合料注满后按规定速度边泵送边提拔转杆至地表移位施打下一根桩清除弃土拌和CFG桩混合料泵送CFG桩混合料按上述工序施打完全部CFG桩后打桩结束清除桩间土、凿桩头CFG桩复合地基检测验桩、验槽清除桩间土、凿桩头长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩施工工艺流程图5．施工要求5.1施工准备CFG桩桩体混合料由水泥、卵石（或碎石）、石屑或砂、粉煤灰（必要时加适量泵送剂），加水在拌合站拌合而成。同时各种混合材料根据地下水对混凝土侵蚀类型、侵蚀程度，依据《铁路混凝土耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号有关规定执行）。5.2施工工艺5.2.1钻机就位CFG桩施工时，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。5.2.2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，起动电动机钻进，一般先慢后快，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，若发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，设置使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设计桩长，当钻头到达设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。正式施工时，当动力头底面到达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，作相应增减。5.2.3混合料搅拌混合料按设计配合比（室内配合比试验确定并通过成桩工艺性试验验证的配合比）在拌合站拌合，计量要求准确，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加石屑或砂，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在砂、石之间，不易飞扬和粘附在桶壁上，也易于搅拌均匀。混合料坍落度、拌合时间按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌合时间不小于60S，混合料坍落度控制在16～20cm。拌合好的混合料由混凝土输送车运输至现场。运至现场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、弯管和变径管而达到钻杆芯管内。5.2.4灌注及拔管CFG桩在施工钻至设计深度后，准确掌握提拔钻杆时间，混凝土泵送量与拔管速度相配合，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，同时保证钻头始终埋入混合料中。CFG桩成孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。钻杆静止提拔，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提拔速度和泵送量，成桩的提拔速度一般控制在2～3m/min，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。成桩过程连续进行，避免因后台供料慢而导致停机待料。若施工中因其他原因不能连续灌注，须根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机，避免造成混合料离析、桩身缩径、断桩和夹泥等。施工组织、施工工艺、施工作业指导书要有防止堵管、窜管的措施。灌注标高控制在超过设计桩顶标高至少50cm。施工中保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。5.2.5移机当一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩排出的土较多，经常将邻近桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生位移。桩机移机至下一桩位施工时，需根据路基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。5.2.6成桩质量施工中桩长及桩径偏差均不小于设计值，垂直度偏差不大于1%，桩位偏差不大于50mm。成桩过程中抽样做混合料试块，每台机械每天做一组（3块）试块（边长150mm的立方体），标准养护，测定其立方体抗压强度是否满足设计要求，以控制施工质量。5.2.7清土及桩头处理清土包括CFG桩钻孔弃土清运和保护土层清运两部分。在CFG桩施工中，由于采用排土成桩工艺，其排出的量取决于桩长和桩间距。在施工中及时清运打桩弃土是保证CFG桩正常施工的一个重要环节。本工程采用机械和人工联合清运施工方法，施工需遵循如下原则：a不可对设计桩顶标高以下的桩体造成损害。b不可扰动桩间土。c不可破坏工作面的未施工的部位。施工工艺：aCFG桩施工完毕在其混合料灌注至少7天后，进行打桩弃土清运。b采用挖掘机清运弃土，挖掘机进入处理范围内禁止在正在打桩工作面行走，行走时还必须用打桩弃土在已成桩工作面上铺设走行垫层，其垫层面到桩顶不得小于1m。c挖掘机工作时，须严格控制标高，防止挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。d运土车辆禁止进入处理范围内，由挖掘机将场地弃土倒至基坑边后，再装入运土车运走。打桩弃土清运完毕后，其下50cm的保护土层采用人工开挖，清除保护土层时不得扰动基底土，防止形成橡皮土。施工时严格控制标高，不得超挖，更不允许超挖后自行回填。保护土层清除后即进行下一道工序，将桩顶设计标高以上桩头截断。截桩方法：a用水准仪确定桩顶标高，地面整平，截除桩顶标高以上桩头，用切割机切割桩四周，完后用大锤击打，将桩头截断，桩顶标高允许偏差0～+2cm。b如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体短至桩顶设计标高以下，则必须采取补救措施。假如断裂面距桩顶较近，可接桩至设计桩顶标高。形式见接桩头示意图。接桩头示意图5.3、褥垫层层的控制合除筋板桩桩铺m垫层两1N强栅用由的石碎级粒2部超的最不5含能含体等采压双格先.垫压其一格铺2石碾铺土填碎压施填设幅筑白后固的每钉匀定端用将缓铺1人和次一铺铺操位设在栅内后体次量接下下筑栅搭m铁楔继进第依操同6．劳动组织6.1劳动力组组织方式：：采用架子子队组织模模式。6.2施工人员员应结合试试验段确定定的施工方方案、机械械、人员组组合、工期期要求进行行合理配置置。每台桩机人员配配备表管理人员（兼安安全员）1人机台长2人电焊工1人操作工3人记录、测量人员员2人合计10人7．材料要求混合料的密度一一般为2100～23000kg/mm3；长螺旋旋钻孔、管管内泵压混混合料灌注注法混合料料坍落度为为160～200mmm。水泥：采用422.5级普通硅硅酸盐水泥泥或硅酸盐盐水泥；当当地下水具具有侵蚀性性时，采用用抗侵蚀性性水泥或矿矿渣水泥。卵石或碎石粗骨骨料：满足足级配要求求，松散堆堆积密度大大于15000kgg/m3；最大粒粒径：长螺螺旋钻孔、管管内泵压混混合料灌注注法不大于于25mmm。砂：采用干净的的河砂，类类型宜为中中粗砂，含含泥量小于于5%。石屑：石屑率一一般在0.25～0.33。粉煤灰：长螺旋旋钻孔、管管内泵压混混合料灌注注法所用粉粉煤灰细度度（0.0045mmm方孔筛筛筛余百分比比）不大于于45%，即等级级要求Ⅲ级或Ⅲ级以上。泵送剂：泵送剂剂用于改善善混合料泵泵送性能，泵泵送剂用于于勉强可泵泵的混合料料，掺入量量根据泵送送剂的类型型而不同。当当混合料泵泵送性能满满足施工要要求时，可可不掺泵送送剂；当水水泥掺量相相对较低和和气温高的的季节，需需要时可在在配比中加加适量泵送送剂，但必必须严格控控制掺入量量。原材料检验，并并将原材料料送至试验验室按设计计要求在试试验室进行行配合比试试验，选择择最佳配比比。本工程程采用长螺螺旋管内泵泵压CFG桩成桩工工艺，粉煤煤灰选用Ⅲ级或以上上，混合料料坍落度控控制在160～200mmm。要采拉聚经格长土：纵极强k纵标强伸纵2率向N纵5率向N（2）土工合成材料料应进行严严格的质量量检验，要要求满足设设计要求的的各项性能能指标。8．设备机具配置置序号名称型号单位1长螺旋钻机10台2混凝土拖泵10台3混凝土运输罐车车30台4水准仪2台9．质量控制及检检验9.1质量控制制CFG桩质量控控制以施工工过程中试试验检测、过过程质量控控制为主。主主要控制要要点：（1）施工测量控制制及复核；；（2）施工过程中混混凝土原材材料的质量量控制；（3）施工作业过程程中质量控控制。9.2质量检检验施工质量检验主主要检查施施工记录、桩桩数、桩位位偏差、褥褥垫层厚度度、夯填度度和桩体试试块抗压强强度等。CFG桩地基竣竣工验收时时，承载力力检验采用用单桩复合合地基载荷荷试验和单单桩承载力力荷载试验验，设计要要求复合地地基承载力力、单桩承承载力满足足各工点具具体设计要要求。CFG桩地基基检验在桩桩身强度满满足试验荷荷载条件时时，并宜在在施工结束束28天后进行行，试验数数量为总桩桩数的2‰（复合地地基承载力力及单桩承承载力各1‰），且每每个单体工工程复合地地基承载力力及单桩承承载力数量量各不少于于3点。监理理单位见证证检验，勘勘察设计单单位现场确确认。抽取不少于总桩桩数10%的桩，进进行低应变变动力试验验，检测桩桩身完整性性。监理单单位按检验验桩数的20%见证检验验。9.3常见质量量问题现象象、原因分分析与防治治措施9.3.1堵堵管堵管是长螺旋管管内泵压CFG桩成桩施施工过程中中常遇到的的主要问题题之一。它它直接影响响CFG桩的施工工效率，增增加工人劳劳动强度，还还会造成材材料浪费。特特别是故障障排除不畅畅时，使已已搅拌的CFG桩混合料料失水结硬硬，增加了了再次堵管管的机率，给给施工带来来很多困难难。产生堵管有如下下几种原因因：a混合料配合比不不合理，当当混合料中中的细骨料料和粉煤灰灰用量较少少时，混合合料和易性性不好，常常发生堵管管。对此混混合料配合合比要注意意这两种材材料的掺入入量，特别别是注意粉粉煤灰掺量量宜控制在在60～80kgg/m3。b混合料搅拌质量量有缺陷，在CFG桩施工过程中，混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头达到钻杆芯管内。混合料在管线内是以圆柱体形状，借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线的。因此所设计和搅拌的混合料必须确保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。混合料坍落度太太大，易产产生泌水、离离析，骨料料与砂浆分分离，磨擦擦力剧增，从从而导致堵堵管；坍落落度太小，混混合料在输输送管内流流动性差，也也容易造成成堵管。施施工时坍落落度宜控制制在16～20cmm，若混合合料可泵性性差，可适适量掺入泵泵送剂。搅拌好的混合料料通过溜槽槽注入到混混凝土泵储储料斗时，需需经一定尺尺寸的过滤滤栅，有时时过滤栅不不起作用，可可能将混入入到粗骨料料中的大块块石或片石石漏入混凝凝土泵储料料斗，泵送送混合料时时，大块石石或片石可可能在管线线内或动力力头内腔管管处堵塞，造造成堵管。c设备缺陷，弯头头是连接钻钻杆与高强强柔性管的的重要部件件，当泵送送混合料时时，弯头曲曲率半径以以及弯头与与钻杆的连连接形式，对对混合料的的正常输送送起着至关关重要的作作用。若弯弯头的曲率率半径不合合理，会发发生堵管；；弯头与钻钻杆垂直连连接，也将将发生堵管管。混合料输送管无无论是刚性性管还是高高强柔性管管，若施工工结束后清清洗不彻底底，管内会会产生混合合料结硬块块体，妨碍碍润滑砂浆浆流动，以以至造成堵堵管。在高水头下，钻钻头阀门进进水，泵入入混合料后后，使混合合料离析，在在钻头阀门门外形成碎碎石散体，堵堵塞阀门，也也无法保证证混合料从从阀门处下下落。d施工操作不当，钻钻杆进入土土层预定标标高后，开开始泵送混混合料，管管内空气从从排气阀排排出，待钻钻杆芯管及及输送管充充满混合料料，介质是是连续体后后，应及时时提钻，保保证混合料料在一定压压力下灌注注成桩。若若注满混合合料不及时时提钻，砼砼泵一直泵泵送，同样样可使钻头头阀门处产产生无水泥泥浆的干硬硬混合料塞塞体，使管管线堵塞，混混合料不能能下落。9.3.2窜窜孔在饱和粉土、粉粉细砂层中中施工常遇遇到这种情情况，当被被加固土层层有松散粉粉土、粉细细砂且有地地下水，桩桩距较小，桩桩的长度大大，成桩时时间长，易易发生窜孔孔。防止窜窜孔常用的的方法：a改进钻头，提高高钻进速度度。减少在窜孔区域域打桩推进进排数，如如将一次打打4排改为2排或1排。尽快快离开已打打桩，减少少对已打桩桩扰动能量量的积累。b必要时采用隔桩桩、隔排跳跳打方案，但但跳打要求求及时清除除成桩时排排出的弃土土，否则会会影响施工工进度。发生窜孔后一般般采取如下下方法处理理：当提钻灌注混合合料到发生生窜孔土层层时，停止止提钻，连连接泵送混混合料直到到窜孔桩混混合料液面面上升到原原位为止。对采用上述方法法处理的窜窜孔桩，需需通过低应应变检测或或静载试验验进一步确确定其桩身身完整性和和承载力是是否受到影影响。9.3.3钻钻头阀门打打不开施工过程中，发发现有时钻钻孔到预定定标高后，泵泵送混合料料提钻时钻钻头阀门打打不开，无无法灌注成成桩。阀门打不开一般般有两个原原因；a钻头构造缺陷，如如当钻头阀阀门盖板采采用内嵌式式时，有可可能有砂粒粒、小卵石石等卡住，导导致阀门无无法开启。b当桩端落在透水水性好、水水头高的砂砂土或卵石石层中时，阀阀门外侧除除了土侧向向压力外，主主要是水的的侧压力，压压力很大，阀阀门内侧的的混合料侧侧压力小于于阀门外的的侧压力，致致使阀门打打不开。施施工中可采采用改进阀阀门的结构构形式或调调整桩长，使使桩端穿过过砂土，进进入粘性土土层的措施施，来避免免这一情况况发生。9.3.4桩桩体上部存存气截桩头时，发现现个别桩顶顶部存在空空间不大的的空心。主主要是施工工过程中，排排气阀不能能正常工作作所致。钻钻杆成孔钻钻进时，管管内充满空空气，钻孔孔到预定标标高开始泵泵混合料，此此时要求排排气阀工作作正常能将将管内空气气排出。若若排气阀被被混合料浆浆液堵塞，不不能正常工工作，钻杆杆管内空气气无法排出出，就会导导致桩体空空气并形成成空洞。为杜绝桩体存气气，必须保保证排气阀阀正常工作作。施工时时要经常检检查排气阀阀是否发生生堵塞，若若发生堵塞塞及时采取取措施加以以清洗。9.3.5先提提钻后泵料料当桩端达到设计计标高后，为为了便于打打开阀门，泵泵送混合料料前将钻杆杆提拔300cm，这这样操作存存在下列问问题：①有可能使钻头上上的土掉进进桩孔。②当桩端为饱和的的砂卵石层层时，提拔拔30cmm易使水迅迅速填充该该空间，泵泵送混合料料后，混合合料不足以以使水立即即全部排走走，这样桩桩端处的混混合料可能能存在浆液液与骨料分分开现象。这两种情况均会会影响CFG桩的桩端端承载力的的发挥。10．安全及环保要要求10.1施工人人员进入现现场必须配配戴安全帽帽、穿工作作服，严禁禁穿拖鞋进进入现场。10.2起重机机作业前，应应对转动部部位进行润润滑，检查查部件紧固固程度，钢钢丝绳是否否磨损。10.3长螺旋旋杆下严禁禁站人，作作业期间驾驾驶员不得得离开操作作室。10.4施工完完毕的桩的的桩头要加加盖，以防防行人或杂杂物等掉陷陷。10.5经常检检查吊车缆缆绳是否完完好无损，管管桩捆绑起起吊是否可可靠，避免免滑落伤人人损物；10.6经常检检查用电安安全，包括括低压照明明用电。10.7桩基所所用废弃油油料要及时时收集妥善善处理。11、临近既有线施施工安全技技术措施11.1临近既既有线施工工，对原地地面面填筑筑50cmm碎石处理理，避免由由于混凝土土泵送压力力的不均匀匀性，造成成混凝土垂垂直泵管晃晃动从而带带动机架晃晃动，发生生因机架失失稳而倾倒倒，造成重重大安全事事故。11.2在施工工过程中，五五级以上大大风停止作作业并将施施工机械撤撤离既有线线附近进行行风缆固定定的措施。11.3距离铁铁路外轨小小于10mm的路段，为为保证CFG桩施工过过程中铁路路的运营安安全，施工工前，先用用钢板桩防防护，之后后再进行CFG桩的施工工。11.4施工前前，必须与与设计单位位、业主及及设备管理理部门建立立联系，沟沟通情