CFG桩施工作业指导书

1、目目 录录 1 1适用范围适用范围.1 2 2作业准备作业准备.1 2.1 内业技术准备.1 2.2 外业技术准备.1 3 3技术要求技术要求.1 4 4施工程序与工艺流程施工程序与工艺流程 .2 4.1 施工程序.2 4.2 cfg 桩施工工艺流程示意图.2 5 5施工要求施工要求.3 5.1 施工准备.4 5.2 施工工艺.4 5.3、褥垫层的控制.8 6 6劳动组织劳动组织.9 7 7材料要求材料要求 .10 8 8设备机具配置设备机具配置.11 9 9质量控制及检验质量控制及检验.11 9.1 质量控制.11 9.2 质量检验.11 9.3 常见质量问题现象、原因分析与防治措施.12

2、1010安全及环保要求安全及环保要求.16 1111、临近既有线施工安全技术措施、临近既有线施工安全技术措施.16 1 1适用范围适用范围 适用于新建铁路天津至秦皇岛客运专线 cfg 桩地基处 理工程。 2 2作业准备作业准备 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 k3060mpa/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

3、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 3技术要求技术要求 3.1 cfg 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

4、。 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 4施工程序与工艺流程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 4.2 cfg 桩施工工艺流程示意图 工艺流程工艺流程 i排气阀 动力装置 弯头 内腔管 高强柔性管 转杆

5、卷扬系统 机架 溜槽 刚性管 转头 混凝土泵 砼输送车 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 5施工要求施工要求 5.1 施工准备 cfg 桩桩体混合料由水泥、卵

6、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 2005157 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

7、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

8、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 1620cm。 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

9、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 23m/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

10、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

11、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： a cfg 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

12、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

13、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。 接桩头示意图接桩头示意图 5.3、褥垫层的控制 cfg 桩检测合格后，除设置钢筋混凝土板地段，桩顶 （或桩帽顶）铺0.6m 厚碎石垫层，垫层内夹铺两层双向 100kn/m 高强土工格栅。垫层用碎石应由未风化的干净砾石 或轧制碎石而成，级配良好，粒径小于2mm 的部分不应超 用水冲洗干净 剔平凿毛 cfg桩 c20豆石混凝土 过总重的 45，最大粒径不宜大于50mm，含泥量不能大于 5，不含植物残体、垃圾等杂质。 褥垫层铺设宜采用静力压实法。 褥垫层内铺设双层土工格栅时，先铺设0.2m 厚碎石垫 层，碾压密实，其上铺设

14、一层土工格栅，再铺设0.2m 厚碎 石垫层，碾压密实铺设上层土工格栅，填筑其上碎石，碾 压密实后施工其上填土。 （1）土工格栅铺设前先按幅宽在铺筑层划出白线，然 后用铁钉固定格栅的端部（每米宽用钉8 根，均匀距离固 定）。 （2）固定好格栅端部后，用铺筑机将格栅缓缓向前拉 铺，每铺 10 米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷格栅 铺完，再铺下一卷，操作同前。 （3）以卷长为单位作为铺设的段长，在应铺格栅的段 长内铺满以后，再整体检查一次铺筑质量，然后接着铺筑 下一段。下一段铺筑时，格栅与格栅搭接1015cm，并用 铁钉或木楔固定后继续向前进方向铺第二段。依次类推， 操作要求同前。 6 6劳动组

15、织劳动组织 6.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。 6.2 施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、 人员组合、工期要求进行合理配置。 每台桩机人员配备表 管理人员（兼安全员）1 人 机台长2 人 电焊工1 人 操作工3 人 记录、测量人员2 人 合计10 人 7 7材料要求材料要求 混合料的密度一般为 21002300kg/m3；长螺旋钻孔、 管内泵压混合料灌注法混合料坍落度为 160200mm。 水泥：采用 42.5 级普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥；当 地下水具有侵蚀性时，采用抗侵蚀性水泥或矿渣水泥。 卵石或碎石粗骨料：满足级配要求，松散堆积密度大 于 1500 kg/m3；最大粒径

16、：长螺旋钻孔、管内泵压混合料 灌注法不大于 25mm。 砂：采用干净的河砂，类型宜为中粗砂，含泥量小于 5%。 石屑：石屑率一般在 0.250.33。 粉煤灰：长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法所用粉 煤灰细度（0.045mm 方孔筛筛余百分比）不大于 45%，即等 级要求级或级以上。 泵送剂：泵送剂用于改善混合料泵送性能，泵送剂用 于勉强可泵的混合料，掺入量根据泵送剂的类型而不同。 当混合料泵送性能满足施工要求时，可不掺泵送剂；当水 泥掺量相对较低和气温高的季节，需要时可在配比中加适 量泵送剂，但必须严格控制掺入量。 原材料检验，并将原材料送至试验室按设计要求在试 验室进行配合比试验，选择最佳

17、配比。本工程采用长螺旋 管内泵压 cfg 桩成桩工艺，粉煤灰选用级或以上，混合 料坍落度控制在 160200mm。 土工合成材料要求： （1）土工格栅可采用双向拉伸高强聚酯长丝经编土工 格栅。 双向高强聚酯长丝经编土工格栅：每延米纵、横向极 限抗拉强度100kn/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率 13%；纵、横向2%伸长率时,纵、横向拉伸力35kn/m； 纵、横向 5%伸长率时,纵、横向拉伸力70kn/m。 （2）土工合成材料应进行严格的质量检验，要求满足 设计要求的各项性能指标。 8 8设备机具配置设备机具配置 9 9质量控制及检验质量控制及检验 9.1 质量控制 序号名 称型 号单 位

18、1长螺旋钻机10 台 2混凝土拖泵10 台 3混凝土运输罐车30 台 4水准仪2 台 cfg 桩质量控制以施工过程中试验检测、过程质量控 制为主。主要控制要点： （1）施工测量控制及复核； （2）施工过程中混凝土原材料的质量控制； （3）施工作业过程中质量控制。 9.2 质量检验 施工质量检验主要检查施工记录、桩数、桩位偏差、 褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。 cfg 桩地基竣工验收时，承载力检验采用单桩复合地 基载荷试验和单桩承载力荷载试验，设计要求复合地基承 载力、单桩承载力满足各工点具体设计要求。 cfg 桩地基检验在桩身强度满足试验荷载条件时，并 宜在施工结束 28 天后进行，

19、试验数量为总桩数的 2（复 合地基承载力及单桩承载力各 1） ，且每个单体工程复合 地基承载力及单桩承载力数量各不少于 3 点。监理单位见 证检验，勘察设计单位现场确认。 抽取不少于总桩数 10%的桩，进行低应变动力试验， 检测桩身完整性。监理单位按检验桩数的 20%见证检验。 9.3 常见质量问题现象、原因分析与防治措施 9.3.1堵管 堵管是长螺旋管内泵压 cfg 桩成桩施工过程中常遇到 的主要问题之一。它直接影响 cfg 桩的施工效率，增加工 人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时， 使已搅拌的 cfg 桩混合料失水结硬，增加了再次堵管的机 率，给施工带来很多困难。 产生堵管

20、有如下几种原因： a 混合料配合比不合理，当混合料中的细骨料和粉煤 灰用量较少时，混合料和易性不好，常发生堵管。对此混 合料配合比要注意这两种材料的掺入量，特别是注意粉煤 灰掺量宜控制在 6080kg/m3。 b 混合料搅拌质量有缺陷，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。 混合料坍落度太大，易产生泌水、离析，骨料与砂浆 分离，磨擦力剧增，从而导致堵管；坍落度

21、太小，混合料 在输送管内流动性差，也容易造成堵管。施工时坍落度宜 控制在 1620cm，若混合料可泵性差，可适量掺入泵送剂。 搅拌好的混合料通过溜槽注入到混凝土泵储料斗时， 需经一定尺寸的过滤栅，有时过滤栅不起作用，可能将混 入到粗骨料中的大块石或片石漏入混凝土泵储料斗，泵送 混合料时，大块石或片石可能在管线内或动力头内腔管处 堵塞，造成堵管。 c 设备缺陷，弯头是连接钻杆与高强柔性管的重要部 件，当泵送混合料时，弯头曲率半径以及弯头与钻杆的连 接形式，对混合料的正常输送起着至关重要的作用。若弯 头的曲率半径不合理，会发生堵管；弯头与钻杆垂直连接， 也将发生堵管。 混合料输送管无论是刚性管还是

22、高强柔性管，若施工 结束后清洗不彻底，管内会产生混合料结硬块体，妨碍润 滑砂浆流动，以至造成堵管。 在高水头下，钻头阀门进水，泵入混合料后，使混合 料离析，在钻头阀门外形成碎石散体，堵塞阀门，也无法 保证混合料从阀门处下落。 d 施工操作不当，钻杆进入土层预定标高后，开始泵 送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆芯管及输送管 充满混合料，介质是连续体后，应及时提钻，保证混合料 在一定压力下灌注成桩。若注满混合料不及时提钻，砼泵 一直泵送，同样可使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬混合 料塞体，使管线堵塞，混合料不能下落。 9.3.2窜孔 在饱和粉土、粉细砂层中施工常遇到这种情况，当被 加固土层有松散

23、粉土、粉细砂且有地下水，桩距较小，桩 的长度大，成桩时间长，易发生窜孔。防止窜孔常用的方 法： a 改进钻头，提高钻进速度。 减少在窜孔区域打桩推进排数，如将一次打 4 排改为 2 排或 1 排。尽快离开已打桩，减少对已打桩扰动能量的 积累。 b 必要时采用隔桩、隔排跳打方案，但跳打要求及时 清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。 发生窜孔后一般采取如下方法处理： 当提钻灌注混合料到发生窜孔土层时，停止提钻，连 接泵送混合料直到窜孔桩混合料液面上升到原位为止。 对采用上述方法处理的窜孔桩，需通过低应变检测或 静载试验进一步确定其桩身完整性和承载力是否受到影响。 9.3.3钻头阀门打不开 施

24、工过程中，发现有时钻孔到预定标高后，泵送混合 料提钻时钻头阀门打不开，无法灌注成桩。 阀门打不开一般有两个原因； a 钻头构造缺陷，如当钻头阀门盖板采用内嵌式时， 有可能有砂粒、小卵石等卡住，导致阀门无法开启。 b 当桩端落在透水性好、水头高的砂土或卵石层中时， 阀门外侧除了土侧向压力外，主要是水的侧压力，压力很 大，阀门内侧的混合料侧压力小于阀门外的侧压力，致使 阀门打不开。施工中可采用改进阀门的结构形式或调整桩 长，使桩端穿过砂土，进入粘性土层的措施，来避免这一 情况发生。 9.3.4桩体上部存气 截桩头时，发现个别桩顶部存在空间不大的空心。主 要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致。钻杆

25、成孔钻 进时，管内充满空气，钻孔到预定标高开始泵混合料，此 时要求排气阀工作正常能将管内空气排出。若排气阀被混 合料浆液堵塞，不能正常工作，钻杆管内空气无法排出， 就会导致桩体空气并形成空洞。 为杜绝桩体存气，必须保证排气阀正常工作。施工时 要经常检查排气阀是否发生堵塞，若发生堵塞及时采取措 施加以清洗。 9.3.5 先提钻后泵料 当桩端达到设计标高后，为了便于打开阀门，泵送混 合料前将钻杆提拔 30cm，这样操作存在下列问题： 有可能使钻头上的土掉进桩孔。 当桩端为饱和的砂卵石层时，提拔 30cm 易使水迅速 填充该空间，泵送混合料后，混合料不足以使水立即全部 排走，这样桩端处的混合料可能存

26、在浆液与骨料分开现象。 这两种情况均会影响 cfg 桩的桩端承载力的发挥。 1010安全及环保要求安全及环保要求 10.1 施工人员进入现场必须配戴安全帽、穿工作服， 严禁穿拖鞋进入现场。 10.2起重机作业前，应对转动部位进行润滑，检查部 件紧固程度，钢丝绳是否磨损。 10.3长螺旋杆下严禁站人，作业期间驾驶员不得离开 操作室。 10.4施工完毕的桩的桩头要加盖，以防行人或杂物等 掉陷。 10.5经常检查吊车缆绳是否完好无损，管桩捆绑起吊 是否可靠，避免滑落伤人损物； 10.6经常检查用电安全，包括低压照明用电。 10.7 桩基所用废弃油料要及时收集妥善处理。 1111、临近既有线施工安全技术措施、临近既有线施工安全技术措施 11.1 临近既有线施工，对原地面面填筑 50cm 碎石处 理，避免由于混凝土泵送压力的不均匀性，造成混凝土垂 直泵管晃动从而带动机架晃动，发生因机架失稳而倾倒， 造成重大安全事故。 11.2 在施工过程中，五级以上大风停止作业并将施工 机械撤离既有线附近进行风缆固定的措施。 11.3 距离铁路外轨小于 10m 的路段，为保证 cfg 桩施 工过程中铁路的运营安全，施工前，先用钢板