重点和难点的施工方案(基础处理CFG桩).doc

重点（关键）和难点工程的施工方案、方法及其质量控制措施本标段重点（关键）和难点工程概况1、路基工程本标段路基工程中的重点（关键）和难点工程主要为：DK1830+033DK1830+508段软弱地基处理。该段软弱层厚，采取的地基处理措施为强夯加CFG桩，路基填筑完后均需堆载预压，为尽快提供运架梁通道，应充分利用冬休期作为路基预压时间，路基基床底层填筑最晚应在2010年11月前完成，因此这些段落的路基不仅是全段路基工程质量及工期控制的重点，也是全段质量控制和工期控制的重点。2、桥梁工程本标段乌鲁木齐河特大桥中心里程：DK1831+359，全长1702m。孔跨布置为：17-32m +(40+56+40)m连续梁+5-32m +1-24m +5-32m +(1-128)m拱桥+1-32m +1-24m +(48+80+48)m连续梁+6-32m +2-24m +1-32m，共39孔简支梁、2联连续梁、1跨梁拱组合体系。桥位处依次跨越燕儿窝路、河滩路、雅山南路三条城市南北通道，同时上跨乌鲁木齐河河道及泄洪通道和平渠。连续梁及梁拱组合体系施工难度大、工期紧，跨路、跨河施工需采取有效的安全控制措施。3、 隧道工程本标段隧道1.64km/2座。其中：乌拉泊隧道（DK1827+805DK1828+925）长1120m。该隧道分别为III、IV与级围岩，级围岩最长，且隧道洞身两处穿越断层破碎带，是架梁通道上控制工期节点工程之一。第一章 术语1、施工期沉降指施工期间路基产生的沉降，它包括路基施工完成后，静置期内所产生的那部分沉降。路基沉降绝大部分发生在沉降期，它对上部轨道结构及以后不会产生影响。2、过渡段路堤与桥台、路堤与横向构筑物、路堤与路堑、路堑与隧道等衔接处的过渡区域。3、改良土通过在土中掺入石灰、水泥等掺合料改变土的化学成分或掺入土中粗砂、碎石及砾石等材料改变土的颗粒级配，提高了工程性能指标的土体。4、工后沉降路基铺轨时沉降量与最终形成的沉降量之差第二章 铁路地基处理的形式及处理原则一、处理形式1、天然地基：基本不需要进行加固处理的地基，如天然岩石地基以及符合设计要求的土质地基。此类地基目前所占的比例很少。2、换填地基：将地表浅层（一般不超过3米）的达不到设计要求的部分土层挖除，换填以其它符合要求的填料，并夯压密实的地基。3、 复合地基：主要是采用各种搅拌桩、粉喷桩以及打入管桩、CFG桩等多种手段对天然地基进行加固，从而达到设计要求的地基指标。4、 人工强化地基：采用技术手段对天然地基进行处理后得到的地基，主要有真空预压地基、强夯地基等。二、地基处理原则1、 设计核对与工程地质条件复查；2、主要施工参数经过工艺试验确认原则；3、设备能力与工程对象和地质条件匹配原则；4、 快速施工尽快加载原则；5、地基处理周期上贵在一个 “快” 字；质量上重在一个“强”字，尤其对于排水固结的路基；第三章 地基处理工艺概述一、打入桩施工工艺概述打入桩是通过锤击（部分辅以高压射水）将各种预制好的桩打入地基内所需到达的深度，使上部结构的荷载穿过软弱土层传递到更坚硬、更密实的土层或基岩上，从而达到软基处理的目的。 常用的打入桩有钢筋混凝土和预应力混凝土桩、钢桩、组合装。 二、振动沉管灌筑桩工艺概述采用振动法沉入套管，在套管内灌筑混凝土并同步拔出套管而成的桩。三、塑料排水板工艺概述它是垂直排水加固软土地基的方法，是在需要加固地基的地面上先筑横向排水并坡，铺设排水砂砾石垫层，再将塑料排水板垂直置入地基中，然后对地基加载顶压，使地基中的水沿塑料排水板渗透至砂砾石垫层排出，从而达到加速地基土沉降固结的目的。四、真空预压工艺概述是在需要加固的软土地基上铺好砂垫层，打设塑料排水板等、埋设滤水管，再在砂垫层上铺设不透气的塑料薄膜，用胶皮管将出膜装置与真空装置连成一体，利用真空装置将密封膜下的空气抽出，使其成为真空，在真空的吸力作用下将土体中的空隙吸出，通过砂井、砂垫层、滤水管排出膜外，从而使土体固结密实。五、碎石桩工艺概述是用沉管法沉孔后，将碎石材料注入孔内，在拔管的同时施加振动和沉管，使砂石挤密，形成连续的具有一定承载能力的桩体六、灰土挤密桩工艺概述灰土挤密桩是利用成孔和（或）分层夯填灰土时的侧向挤压作用，使桩间土得以挤密而提高工程性能，并形成具有一定承载能力的桩体，最终成为桩土共同作用的复合地基。七、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩)工艺概述水泥粉煤灰碎石桩是在素混凝土桩基和灌筑桩基工艺上发展起来的新型桩体。桩体材料主要由碎石、砂、粉煤灰、水泥和水拌制而成。桩体与桩间土体共同作用，组成水泥粉煤灰桩复合地基。加固处理后，地基承载力可达到200KPa，具有施工简单、加固效果好、节省材料、无污染等特点，广泛应用于地基加固。 八、强夯法工艺概述强夯法是将重锤从高处自由落下（落距一般为640m）给地基以冲击力和振力，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。九、换填法工艺概述即将一定深度的软弱土层挖除、然后回填符合要求的材料，通过碾压、夯实等措施，达到地基处理的目的。如三七灰土换填等。第四章 本工程地基处理施工工艺及质量控制措施一、本工程路基概况本标段路基工程中的重点（关键）和难点工程主要为：DK1830+033DK1830+508段软弱地基处理。二、地基处理方法采取的地基处理措施为“强夯+CFG桩+堆载预压”。注：复合地基：主要是采用各种搅拌桩、粉喷桩以及打入管桩、CFG桩等多种手段对天然地基进行加固，从而达到设计要求的地基指标。人工强化地基：采用技术手段对天然地基进行处理后得到的地基，主要有真空预压地基、强夯地基等。三、路基基础处理的总体部署1、路基基础处理里程：DK1830+033DK1830+508。2、总体计划：2010年3月1日开工，2011年2月28日完工（不包括卸载时间）。3、强夯施工工艺性试验：2010年3月1日2010年3月5日。4、堆载预压期：2010年8月16日2011年2月28日。5、施工准备：含测量放样、人材机进场、清表、施工便道与临时防排水系统的修建等；在2010年3月1日前全部完成。6、工艺性试验参加部门：项目部工程管理部、项目部质量安全部、试验检测中心、各工区技术负责人、试验人员及监理人员。7、配备的机械设备: 强夯机、打桩机、发电机、拌合站、混凝土运输车。8、配备的测量及试验设备：全站仪、水准仪、塌落度桶、灌砂桶等。9、CFG桩施工内容： CFG桩成桩、桩帽、回填碎石垫层、土工格栅；施工时间为：2010年3月16日2010年6月30日。 10、目标：“确保该段路在2011年3月1日前提供运架梁通道”。 四、施工工艺及质量控制措施（一）、CFG桩施工工艺及质量控制措施1、CFG桩的工艺原理水泥粉煤灰碎石桩是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，桩体材料主要由碎石、砂、粉煤灰与适量水泥和水拌制而成。桩体与桩间土体共同作用，组成水泥粉煤灰桩复合地基。加固处理后，地基承载力可达到200KPa，具有施工简单、加固效果好、节省材料、无污染等特点，广泛用于地基加固。水泥粉煤灰碎石桩适用于淤泥、黏性土、粉土、砂性土、杂填土及湿陷性黄土地基以提高地基承载力和减少地基变形为目的的地基加固。桩长取决于对承载力和沉降的要求、土质条件和设备能力；桩径一般为350600mm；桩间距一般为3倍-5倍桩径；辱垫层厚度一般为100300mm。2、作业内容1）、测量放样；2）、钻机就位；3）、钻孔或沉管；4）、压灌拌合料或投料拔管；5）、成桩验收。3、质量标准及检验方法1）、原材料及成品半成品质量标准 材料质量标准序号材料质量标准1水泥一般采用强度等级为32.5以上的普规水泥2粉煤灰一般采用细度模数不大于45%的II级或II级以上的粉煤灰3石子一般采用粒径为2050mm的坚硬碎石或卵石，含泥量不大于3% 4石屑一般采用粒径为2.55mm，含泥量不大于3%5砂宜采用中砂或粗砂，含泥量不大于5%6外加剂根据施工需要通过试验确定2）、质量验收标准一般规定（1）、施工前应进行成桩工艺性试验（不少于2根），以符合地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定拌合料配合比、塌落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，报监理单位确认后，方可进行施工。（2）、CFG桩施工开始后应进行复合地基承载力或单桩承载力试验，以确认施工图给出的参数。主控项目质量要求及检验方法CFG桩主控项目质量要求、检验数量及检验方法分部工程检验项目质量要求检验数量检验方法原材料水泥所用的水泥品种、规格及质量应复合施工图要求同一产地、品种、规格连续进场的水泥，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时也按一批计。每批抽检一组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、凝结时间粗细骨料所用的粗细骨料品种、规格及质量应复合施工图要求同一产地、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。每批抽样检验一组在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验检验其颗粒级配CFG桩塌落度CFG桩拌合料塌落度应按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制每台班抽样检验3次现场塌落度强度CFG桩拌合料强度应符合施工图要求每台班做一组（3块）试块每台班制作拌合料试块，进行28天标准养护试件抗压强度检验桩数、布桩CFG桩的数量、布桩形式应符合施工图要求全检观察、现场清理投料量每根桩的投料量不得少于施工图要求全检现场计量成桩桩身质量CFG桩的桩身质量、完整性应满足施工图要求检验总桩数的10%低应变检测承载力CFG桩处理后的复合承载力、变形模量应满足施工图要求总桩数的2%抽样检验，且每检验批不少于3根平板荷载试验3）、CFG桩施工的允许偏差、检验数量和检验方法CFG桩施工的允许偏差、检验数量和检验方法序号检验项目允许偏差检验数量检验方法1桩位（纵横向）50mm按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不小于5根经纬仪或钢尺量2桩体垂直度1%坡度尺3桩体有效直径不小于施工图标示值钢尺量4、施工工艺CFG桩施工工艺及质量控制流程图如下页，成孔方法的具体工艺不同，下面为振动沉管CFG桩工艺及质量控制流程。投 料振动拔管封 顶移 机混和料在拌合站集中拌和桩机就位沉 管原地面处理测量放样1、工艺流程图2、施工步骤1）、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。2）、投料拌合料拌制要求按照配合比进行配料，计量准确，拌合料塌落度控制在160200mm（振动沉管法成桩的拌合料塌落度为3050mm），先投碎石，再投水泥、粉煤灰和外加剂，最后放石屑，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在石屑、石之间，不易飞扬和黏在筒壁上，也易于拌制均匀，每盘料搅拌时间不应小于60s。孔较浅时可在孔口安放漏斗直接灌筑，孔较深时可用导管。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。3）、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1.21.5mmin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0.5m，且浮浆厚度不超过20cm。4）、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。5）、移机钻机移位进行下一根桩的施工。3、成桩验收1）、应对灌筑的拌合料进行检查，制作成150*150*150mm规格28d抗压强度试块。2）、应核对每根桩的拌合料灌筑不得小于施工图标示灌注量，确认桩长能保证有效桩体的施工图标示高程，且上端应有0.50.7m长的保护桩体。5、施工中应注意的问题1）、季节性施工冬季施工，应采取措施避免拌合料在初凝前遭到冻结。施工完成清除保护土层和桩头后，应立即对桩间土和桩头采用保温材料进行覆盖，防止桩间土冻胀造成桩体拉断。雨季施工，必须保证预留保护土层的厚度，以免扰动地基土，成孔完毕后及时灌筑或遮盖桩孔，防止雨水进入，造成塌孔。2）、成品保护桩头的保护：为了达到桩顶高程及保证桩顶强度，应设置保护桩长，一般为500700mm。采用粒料材料或湿黏土对桩顶封囤保护。桩体达到一定强度后（一般37d），方可挖槽。严禁挖槽时机械撞击桩头。剔除桩头时，用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头直到施工图标示高程，并将桩顶凿平。不可用重锤或重物横向击打桩体。合理安排施工顺序，避免后续桩的施工对施工桩头的破坏。3）、桩间土保护：为了避免扰动桩间地基土，桩顶高程以上宜预留300500mm厚的保护层。雨后钻机下应铺设碎石垫层，避免扰动地基土。施工图标示桩顶高程以上应预留50100mm厚的土层，待验槽合格后，方可人工开挖至施工图标示桩顶高程。6、质量检测方法（1）混凝土抗压强度试验（2）CFG桩小应变动力检测（3）单桩静载荷试验（4）复合地基静载荷试验7、CFG桩质量控制措施1）、拌合料配合比不合理当拌合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，拌合料和易性不好，常发生堵管。因此拌合料配合比要注意这两种材料的掺加量，特别是注意粉煤灰掺量宜控制在6080kgm3左右。2）、拌合料拌制质量有缺陷塌落度太大的拌合料，易产生泌水、离析，易造成堵管现象发生。塌落度太小，拌合料在输送管内流动性差，也容易造成堵管，施工时塌落度宜控制在160200mm。3）、CFG桩施工应采用由路基中心线向两侧推进的施工顺序，严禁从两侧向中间推进，以避免由于土的侧向挤压作用使地基向两侧移动，造成成品桩断裂。4）、防止缩颈、断桩的措施主要应优化拌合料配料，控制最大粒径和大粒径颗粒含量；采用适宜的拔管速度，在拔管的同时，应采用自动测量装置监控管内拌合料顶面高程的变化，防止管内拌合料随管上浮和空管提拔；导管的内壁应光滑，接头平顺。5）、接桩当桩顶高程低于施工图标示高程时，如开槽或剔除桩头必须进行补桩，可采用比桩体强度高一等级的混凝土接桩至施工图标示桩顶高程，并注意在接桩过程中保护好桩间土。二、强夯施工工艺及质量控制措施1、工艺概述强夯法是将重锤从高处自由落下（落距一般为640m）给地基以冲击力和振力，从而提高地基强度并降低其压缩性，该方法适用于加固从砾石到黏性土的各类地基土。2、适用地基用于加固人工土石混凝土、杂填土、碎石土、砂土、黏性土、粉土、湿陷性黄土和低含水量软土地基等。适用高速与客运专线铁路软弱地基浅层处理。3、加固深度计算梅那公式：H=（Wh10）12式中 H加固影响深度(m) W锤重（KN） h落距（m） 系数，其值为0.51.0（一般软土取0.5；黏土取0.60.7；砂土取0.70.8；杂填土取0.81.0）4、作业内容1）、夯击；2）、整平5、质量标准及检验方法 （1）、一般规定1）、施工前，应按照施工图确定的强夯参数指标，在有代表性的场地上进行工艺试验，通过强夯前后测试数据的对比，检验强夯效果，确定有关工艺参数，并报监理单位确认。2）、强夯施工应符合以下规定：夯锤重和落距应确保单击能量满足施工图要求。在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正。强夯过程中若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。强夯施工中，每个夯点的夯击次数、每击的夯沉量、夯击间隔时间及施工步骤应符合施工图要求。施工过程中应对各项参数及情况进行详细记录。（2）、强夯主控项目质量要求、检验数量及方法强夯主控项目质量要求、检验数量及方法检验项目质量要求检查数量检验方法夯击点强夯处理夯击点布置应满足施工图要求全部检验观察、尺量夯击搭接低能量満夯的搭接14夯锤直径全部检验观察、尺量地基承载力和加固深度强夯加固地基的承载力和有效深度应满足施工图要求每一工点每3000m2抽样检验12点，其中：标准贯入试验6点，静力触探试验3点，荷载试验3点按施工图规定的检验时间进行标准贯入试验、静力触探试验及平板荷载试验 （3）、强夯地基夯坑中心偏移、处理范围、横坡的允许偏差应符合以下规定。 强夯地基夯坑中心偏移、处理范围、横坡的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差检测数量检验方法1夯坑中心偏移不大于0.1倍的夯锤直径检验总夯击点的10%尺量2范围不小于施工图标示值沿线路纵向每100m抽样检验检验5处尺量3横坡0.5%沿线路纵向每100m抽样检验5个断面坡度尺量6、施工工艺流程及技术要求（1）、施工准备1）、场地平整，清除表层土，进行表面松散土层碾压，修筑机械设备进出道路，排除地表水，施工区周边作排水沟以确保场地排水通畅防止积水。加固范围：路堤地段为坡脚外4m范围，路堑地段应至侧沟平台外缘。2）、查明强夯场地范围内地下构造物和管线的位置及标高，采取必要措施，防止因强夯施工造成损坏。3）、测量放线，定出控制轴线、强夯场地边线，标出夯点位置，并在不受强夯影响地点，设置若干个水准基点。4）、施工前应按设计初步确定的强夯参数在有代表性的场地上进行工艺性试夯试验。通过强夯前后测试数据的对比，检验强夯效果，确定有关工艺参数。（2）、施工工艺1）、确定施工参数在地基加固前，应在施工现场选择有代表性的场地进行试夯，试夯过程中，应测定每个夯点每次夯击的下沉量，试夯结束后每隔0.51.0m取样。测定土的干密度、压缩系数等指标，并进行载荷试验及原位测试。当测试结果不能够满足承载力、压缩模量等要求时，需调整设计参数（夯锤质量、落距、夯击次数、夯击顺序等）重新进行试夯，若仍不能满足要求时根据地质资料调整加固方案。机械设备的确定强夯施工采用20t，提升高度1015m 并带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤锤重及夯锤底面面积根据设计文件要求的单击夯击能确定。夯锤底面采用圆形，对于粘性土、砂质土、碎石土，锤底面积为3-6m2，对于淤泥及淤泥质砂等，锤底面积大于等于6m2。夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。自动脱钩采用开钩法或用付卷筒开钩。夯锤落距确定锤重按下式初步确定：影响深度=系数（锤重落距）1/2，落距根据单击夯击能和锤重确定，即锤重（kN）落距（m）=单击夯击能（kNm）。夯击能根据处理浓度确定，点夯为20004000KNm，满夯时为1000KNm。夯击遍数的确定夯击遍数设计为23遍，具体工程根据消除黄土地基湿陷性的要求，以试验结果确定。一般第遍隔1点跳夯，第遍补第遍空隙，第遍补、遍空隙，点夯完成后，最后再以低能量满夯，达到锤印彼此搭接。夯击次数确定强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数，按现场试夯得到的夯击次数（一般为515次）与夯沉量关系曲线确定，并同时满足：单击夯击能小于4000kNm时，最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击能量大于4000kNm时，最后两击的平均夯沉量不大于100mm；夯坑周围地面不发生过大的隆起；不因夯坑过深而使起锤困难这三个条件，且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。每个夯击点安排专人检查和记录击数，保证强夯质量。夯击次数的确定必须满足下列要求：i、最后两击的平均夯沉量不得大于50mm；ii、夯坑周围地面不应发生过大的隆起。iii、不因夯坑过深而提锤困难。夯击点的布置夯击点布置与夯击点位置可根据基底平面形状，采用梅花形或正方形布置。夯击点间距可取夯锤直径的1.22.2倍。夯击遍数间隔时间确定具体间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。凡是产生超孔隙水压力、夯坑周围出现较大隆起时，不能继续夯击，要等超孔隙水压力大部分消散后，再夯下一遍。在一遍中若干夯击次数后出现上述情况，也要遵循这一要求，停止夯击，等超孔隙水压力大部分消散后，再夯下一遍。一般黄土夯击间隔时间不少于7天，对黏性土地基间隔时间不少于34周，具体间隔时间可根据工艺性试夯确定。施工时首先保证夯击遍数间隔时间，并做详细记录，其次可根据实际情况调整施工流水顺序，安排合理的流水节拍，力争使各区段间达到连续夯击。杜绝间隔时间未到就强行施工现象，确保强夯质量。（2）、强夯施工对夯击点依次夯击完成为第一遍强夯施工。在第一遍强夯完成后，用推土机将场地推平，压路机碾压两遍后进行测量布置夯击点位置及水准测量。第二次按设计选用已夯点间隙中间，依次补点夯击为第二遍，以下各遍均按设计在中间补点，最后一遍锤印彼此搭接，表面平整。强夯施工按试验确定的技术参数进行，以单夯夯击能、夯击遍数和各个夯点的夯击次数为施工控制数值，并采用试夯确定的地表平均沉降量控制。对渗透性较差的细粒土，必要时应增加夯击遍数，最后再以低能量满夯。满夯可采用轻锤或低落锤