京沪高速铁路某站场cfg桩成桩工艺性试验

PAGE－PAGE14－京沪高速铁路xx站场CFG桩成桩工艺性试验摘要：新建京沪高速铁路xx站场长2.465km，试验区地质构造主要为黏土及粉质粘土，软基路段需采用CFG桩进行加固处理。关键词：京沪高速铁路xx站场CFG桩试验1、工程概况xx车站软基主要采用CFG桩加固，桩径0.5m，桩间距1.5，总量约130万m。本次CFG桩试桩地点选定在xx车站DK534+200永久占地边线东侧约90m，加固区主要地质情况为黏土及粉质粘土。2、试验目的通过对本段工程CFG桩加固地基试验，总结出有关CFG桩的施工参数，施工工艺，试验检测方法等，并形成具有指导性意义的工法，具体指导本标段CFG桩的施工。3、地形、地貌、地质情况DK531+971.43～DK534+437.35段地表为冲击平原，地形较平坦，均辟为耕地，地层表层为粉质黏土，硬塑～软塑，含铁锰结核，加固区主要地质情况为黏土及粉质粘土。与本次试验地质情况类似。4、施工布置本次试验12根CFG桩，共分3个独立的桩群，其中1～4#桩基为1号桩群，5～8#桩基为2号桩群，9～12#桩基为3号桩群，桩间距按设计要求进行布设，CFG桩的平面布置示意图如下：5、主要施工机具主要施工机具见表1。表1达式主要施工机具表序号机具名称型号功率（KW）产地备注1长螺旋VKL-90AA55×2山东方圆外形尺寸12××6×352发电机6135AZDD120上海3发电机TZH-2000200郑州电器4输送泵HBT60－8880湖北武汉混凝土输送量660m3/h5混凝土罐车9m36挖机CAT320徐州清土7自卸汽车斯太尔王运土6、施工时间安排⑴试桩时间：2月29日～3月1日⑵截桩头：①1#桩群在浇筑20小时后进行“软截桩”。②2#、3#桩群“硬截桩”:3月8日⑶检测时间：①单桩低应变动力检测:3月22日②试件抗压强度检测:3月27日～28日③现场钻芯取样:4月2日～3日7、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。CFG桩桩身混合料28天龄期标准立方体抗压强度不小于15Mpa，坍落度要求：泵送混合料控制在180～200mm，现场搅拌混合料控制在30～50mm。搅拌时间按普通混凝土要求进行控制。8、施工人员安排：本次试桩主要人员安排情况见表2：表2试桩人员安排表序号名称人数备注1现场总负责人1负责现场指挥、协协调、安排排2技术负责人1负责试桩现场整整个技术工工作3试验员1负责混凝土的配配比工作4工班长1具体负责工班试试桩施工5施工记录员1负责电流和钻进进深度的记记录6现场领工员2负责人员、机械械等施工配配合7钻机操作手1负责长螺旋的操操作8普工6辅助施工9罐车运输司机110合计=SUM(ABBOVE))159、混凝土配合比设计混凝土的强度等级采用C10、C15、C20三种普通混凝土，坍落度要求：泵送混凝土控制在180～200mm，外加剂、粉煤灰，均符合相关的标准及设计要求。泵送混凝土采用搅拌站搅拌混凝土（或商品混凝土），采取如下3种配合比，每个桩群各采用1种配合比见表3：表3C20砼一级配合比(1m3用量)表标号水泥(普通硅酸盐322.5)砂小石水粉煤灰(一级灰灰)外加剂(奈系FFDN复合型)坍落度单位kgkgkgkgkgkgmmC20320.00770.00979.00220.00104.008.48180～2000C15270.00840.00992.00210.0082.007.04180～2000C10222.00900.00991.00210.0075.005.35180～200010、试桩工艺及流程⑴施工方法及工艺根据CFG桩施工经验，本次试桩全部采用长螺旋成孔芯管内泵压混凝土成桩的施工工艺。①钻机就位：钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩位偏差≤5cm，确保CFG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人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。②混凝土搅拌：混凝土搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在60～120s，塌落度控制在180mm～200mm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并作详细记录。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。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、钻杆位移、钻具损坏等。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。④地质复核：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柱状图，作为施工参考；本次试桩将第一个孔进行地质复核，作为本次CFG桩试桩施工的依据。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。⑤灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混凝土灌注，每根桩的投料量应不少于设计灌注量，钻杆芯管充满混凝土后开始拔管，压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.0～2.5m/min，施工桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。在灌注混凝土时，对于混凝土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凝土的投料量。⑥移机：上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，移位，进行下一根桩的施工。⑦现场试验：对于每盘混凝土，试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行混凝土的投料，在成桩过程中抽样做混凝土试块，每台班做1组试块，测定其28天抗压强度。⑧截桩头：规范中明确要求，CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面，且截桩过程中，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。为了比较截桩时机对桩身混凝土质量的影响，本次试桩拟对1号桩群进行了“软截桩”。其他桩头在浇注完混凝土7天后进行“硬截桩”。⑨试桩检测情况：试桩完成后，进行无损低应变检测和钻芯取样检测以验证成桩质量；成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，以确定设计参数。⑩施工工艺流程见下图：CFG桩施工工艺流程图(长螺旋钻)原地面处理(对软弱地面进行碾压或夯实处理)测量放样室内配合比试验钻机就位(雨后钻机下应铺设碎石垫层)材料试验安装钻机钻进至施工图标示深度钻进成孔停止钻进配合比确定CFG混合料搅拌计量投料取样并制作试件钻杆蕊管充满混合料向管蕊泵送拌和料(检查排气阀是否正常工作)提出钻杆提钻管内拌合料有足够高度均匀拔管至桩顶移机成桩封顶挖槽(3d～7d后)桩顶封囤保护结束剔除桩头并凿平桩顶验槽合格成桩28d后进行平板荷载试验(即：单桩承载力或复合地基承载力、变形模量试验，按总桩数的0.2%且每检验批不少于3根)桩身质量验收(即：低应变检测，按成桩总数的10%且没检验批不少于5根)原地面处理(对软弱地面进行碾压或夯实处理)测量放样室内配合比试验钻机就位(雨后钻机下应铺设碎石垫层)材料试验安装钻机钻进至施工图标示深度钻进成孔停止钻进配合比确定CFG混合料搅拌计量投料取样并制作试件钻杆蕊管充满混合料向管蕊泵送拌和料(检查排气阀是否正常工作)提出钻杆提钻管内拌合料有足够高度均匀拔管至桩顶移机成桩封顶挖槽(3d～7d后)桩顶封囤保护结束剔除桩头并凿平桩顶验槽合格成桩28d后进行平板荷载试验(即：单桩承载力或复合地基承载力、变形模量试验，按总桩数的0.2%且每检验批不少于3根)桩身质量验收(即：低应变检测，按成桩总数的10%且没检验批不少于5根)⑵质量控制要点①选用技术先进、性能稳定的施工设备。针对本试验段的地质条件，长螺旋芯管内泵送混凝土具有工效高、成孔质量控制等优点，应优先选用。②确保桩长达到设计要求的控制要点：A做CFG加密探测桩每个地段正式施工前，按规范要求做CFG加密探测桩，按每1m进行取土样，通过土样与设计地质情况进行比较；B钻具晃动当钻进硬层后，钻进速度缓慢，机具晃动很剧烈；C与设计桩长比较施工前，通过设计中的横断面图和纵断面图确定每根桩的设计桩长，在钻进过程中，以设计桩底标高为控制点，通过钻机上的刻录线判断其钻进深度，与设计桩长比较；D混凝土方量的控制灌注砼的过程中，通过拖泵的次数，确定每根桩的实际混凝土用量，计算出实际的桩长，与设计桩长进行比较。③确保CFG桩实际桩长以加密探测桩及土样鉴别控制为主，以电流梯度值及突变值为辅，结合操作者的实际经验予以判断。④施工前通过精确测量放样确保桩位满足设计要求，在桩位对位过程中确保桩位偏差≤5cm；⑤桩身强度控制措施：A对混凝土的搅拌时间进行控制：严格按配合比进行配料，每盘料搅拌时间控制在60～120s，塌落度控制在180mm～200mm；B运输至施工现场的混凝土必须重新进行塌落度的检测，确保塌落度仍控制在180mm～200mm之间；C控制提杆速率：压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.0～2.5m/min。11、成桩质量检测⑴桩身完整性检测CFG桩桩体质量检测在成桩28d后进行，采用低应变动力试验检测CFG桩桩身完整性；地基承载力采用复合地基承载试验检测，试验数量宜为总桩数的0.2%，且每检验批不少于3根。⑵CFG桩混合料强度现场制作混合料标准立方体试件3组，进行28天标准养护后，进行试件抗压强度检验。按照《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB10426-2004）规定，分别对1#桩和3#桩进行了钻芯取样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。芯样试件每孔取三组，芯样直径为100㎜，芯样试件的高度与直径之比为1：1。12、质量控制及检验⑴材料检测内容①所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求；检验数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200t为一批，不足200t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。各种原材料每批抽样检验1组。检验方法：检查产品质量证明文件。在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。②CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程是师批准的参数进行控制；检验数量：每台班抽样检验3次。检验方法：现场坍落度试验。③桩体强度检测方法、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[2005]160号）4.14.7：A检测数量：施工单位每台班一组（3块）试块。B检测方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。C设计要求：桩身28d边长15cm立方体抗压强度达到设计强度10MPa～15MPa。④桩身质量、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[2005]160号）4.14.11：A检测数量：检测总桩数的10%。B检测方法：低应变检测。⑤单桩承载力及复合地基承载力检测方法、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[2005]160号）4.14.12：A检测数量：总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。B检测方法：平板载荷试验。C设计要求：抽取不少于总桩数的0.5‰的桩进行单桩承载力检测，抽取不少于总桩数的1.5‰的桩进行单桩复合地基平版载荷板试验。承载力符合设计要求。⑥CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。⑵CFG桩基检测内容①CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。②桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。③褥垫层厚度和密实度应符合设计要求。④CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验。成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。⑤每根CFG桩施工要认真填写施工记录表。每个台班施工的CFG桩数量要及时在CFG桩施工进度形象示意图上标识。⑥冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。⑦跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。⑧整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。⑨CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。⑩CFG桩施工允许偏差应符合表4的要求。表4CFG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施工单位检验数数量检验方法1桩位(纵横向)0，50mm按成桩总数的110%抽样检验验，且每检检验批不少少于5根经纬仪或钢尺丈丈量2桩体垂直度1%经纬仪或吊线测测钻杆倾斜斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50～100ccm深后，钢钢尺丈量13、总结语通过对CFG桩进行工艺性试验，确定CFG桩施工时的种参数，为CFG桩的大面积施工提供了技术上的保障。14、参考文献[1]《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；[2]《铁路工程结构混