水泥粉煤灰碎石桩(CFG)施工作业指导书

1、水泥粉煤灰碎石桩（cfg）施工作业指导书1 目的及适用范围编制本作业指导书的目的是为了明确cfg桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范cfg桩作业施工。cfg桩适用于客运专线铁路软土路基处理。本文介绍了振动沉管cfg桩和长螺旋钻管内泵压cfg桩两种施工工艺，两者相比，长螺旋钻管内泵压cfg桩的质量优点是（1）适应性强：该桩型适用于粘性土、粉土、填土等各种土质，能在有缩径的软土、流沙层、沙卵石层、有地下水等复杂地质条件下成桩。（2）桩身质量好：由于混合料是从钻杆中心压入孔中，混合料具有密实、无断桩、无缩颈等特点，并对桩孔周围土有渗透、挤密作用。（3）单桩承载力高：由于是连续压

2、灌超流态混合料护壁成孔，对桩孔周围的土有渗透、挤密作用， 提高了桩周土的侧摩阻力，使桩基具有较强的承载力、抗拔力、抗水平力，变形小，稳定性好。2 编制依据客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路路基工程施工技术指南tz212 2005铁路工程桩基无损检测规程3 作业准备3.1技术准备核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。进行满足桩体设计强度的配合比试验，确定各种材料的施工用配比。平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。3.2材料准备cfg桩所

3、用材料主要有碎石、水泥、粉煤灰及外加剂。选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。3.3 机械设备配备表 1 cfg 桩施工主要机具表设备名称及描述序号数量功率 / 能力( 类别、型号、厂家 )1长螺旋钻机12振动沉管打桩机13拌和站175m3/h4砼输送泵 (hbt60c长沙 )260m3/h5砼输送车 (5290gjb 长沙 )436m4 施工工艺流程及操作要点4.1施工顺序cfg桩施工一般优先采用间隔跳打法，也可采用连打法。具体的施工方法由现场试验来确定。连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易发生上述现象，但土层较硬时，在已

4、打桩中间补打新桩，可能造成已打桩被振裂或振断。在软土中， 桩距较大可采用隔桩跳打，但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d；在饱和的松散粉土中，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打；全长布桩时，应遵循“由一边向另一边”的原则。4.2振动沉管灌注施工工艺流程及操作要点4.2.1工艺流程图如图1。原地面处理测量放样桩机就位沉管投料振动拔管封顶移机混站 和集中 料拌 在和 拌合图 1振动沉管 cfg桩施工工艺流程图4.2.2 操作要点振动沉管打桩机适用于粘性土、粉土以及淤泥质土。沉管根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。桩机就位，保持桩管垂直， 垂直度偏差不大于l ；若采用预制钢筋混

5、凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右。开始沉管，为避免对邻桩的影响，沉管时间应尽量短；记录激振电流变化情况，应1m记录一次，对土层变化处应予以说明。投料在沉管过程中用料斗进行空中投料（可边沉管边投料）。待沉管至设计标高且停机后须尽快完成投料，直至管内混合料顶面与钢管料口平齐。拔管启动电动机， 首次投料留振510s 再开始拔管。 拔管速率按工艺性试验并经监理工程师批准的参数进行控制，一般 1.2 1.5m min 较合适。 拔管过快易造成局部缩颈或断桩；拔管太慢振动时间过长， 会使桩顶浮浆增厚， 易使混合料离析，对淤泥质土，拔管速度可适当放慢。拔管过程中不宜反插留振。 如上料不足， 须在拔管过

6、程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5 米，且浮浆厚度不超过20cm。封顶沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用湿粘性土封顶。移机钻机移位进行下一根桩的施工。4.3长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺流程及操作要点4.3.1工艺流程图 ( 如图 2)平整场地安装钻机、混测量、放线合料搅拌机并复核桩位对中原材料进场、混合料搅拌检验钻孔至设计标高边提钻边投混合料压灌混合料至设计桩顶面停机图 2长螺旋钻管内泵压cfg桩施工工艺流程图4.3.2操作要点长螺旋钻孔管内泵压灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基。cfg桩钻机就位后， 应用钻机塔

7、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%。混合料搅拌混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确， 拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度 （设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在1620cm）根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。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

8、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。当动力头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，作相应增减。灌注及拔管cfg桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2 3m/min ，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。 施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。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

9、cfg桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，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移动。因此， 下一根桩施工时，还应根据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 长螺旋钻孔管内泵压灌注cfg桩施工注意事项5.1施工注意事项混凝土搅拌要均匀，搅拌时间不得低于1 分钟。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。桩机移机至下一桩位施工时，应根据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。每根桩的投料量不得少于设计灌注量。钻杆应采用静止提拔， 施工中应严格按工艺性实验确定并经监理工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混凝土

10、泵的泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应同拔管速度相配合， 以保证管内有一定高度的混合料， 遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料。施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定，一般不应小于0.5m。5.2常见质量缺陷的原因及控制导管堵塞由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。控制措施主要有：保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求；灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净；加强施工管理，保证

11、前后台配合紧密，及时发现和解决问题。偏桩一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；放桩位时认真仔细，严格控制误差。桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。断桩、夹层由于提钻太快泵送混合料跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。控制措施：保持砼灌注的连续性，可以采取加大混合料泵量，配备储料罐等措施。严格控制提速，确保中心钻杆内有 0.1 m3 以上的混凝土，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混合料的初凝时间时，应重新成孔灌桩。桩身混合料强度不足压灌桩受泵送混合料技术

12、要求，塌落度一般不小于16-20cm ，因此要求和易性好。混合料中有粉煤灰，这样混合料前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成混合料强度低。控制措施：优化粗骨料级配。大塌落度砼一般用0.5-1.5cm 碎石，根据桩径及地下水情况可以加入部分2-4cm 碎石，并尽量不要加大砂率。合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰至少应选用ii级灰。桩身砼收缩桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数1。控制措施：桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。选择减水效果好的减水剂。6 质量控制及检验6.1 质

13、量控制为检验 cfg桩施工工艺、机械性能及质量控制， 核对地质资料， 在工程桩施工前，应先做不少于 2 根试验桩， 并在竖向全长钻取芯样， 检查桩身混凝土密实度、 强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。cfg桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。cfg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。通常桩顶混凝土密实度差， 强度低， 对此采取桩顶以下 2.5m 内进行振动捣固的措施。为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。桩身每方混合料

14、掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。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。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。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。cfg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。6.2 检验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 200

15、t 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33400m 为一批，当不足400m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。cfg桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程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。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 2005160 号） 4.14.7：检测数量：施工单位每台班一组（3 块）试块。检测方法：每台班制作混合料试块，进行2

16、8d 标准养护试件抗压强度检测。设计要求：桩身 28d 边长 15cm立方体抗压强度达到设计强度10mpa15mpa。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 2005160 号） 4.14.11：检测数量：检测总桩数的10%。检测方法：低应变检测。 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 2005160 号） 4.14.12 。检测数量：总桩数的2，且每检测批不少于3 根。检测方法：平板载荷试验。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

17、 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。cfg桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。表 2 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施工单位检验数量检验方法1桩位 ( 纵横向 )0， 50mm按成桩总数的 10%抽经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%样检验，且每检验批经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3不少于 5 根开挖 50-100cm 深后，钢尺丈量桩体有效直径不小于设计值7 安全措施以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、安装、行政和基层专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。分析安全难点，确保安全管理重点。现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。施工机械的使用严格按照有关规定执行，无关人员严禁使用。建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上。编制安全技术交底，设计和购置安全设施。强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可， 坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等。加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。钻孔中如遇卡钻，应立即切