高速铁路CFG桩长螺旋施工作业指导书

1、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）长螺旋施工作业指导书一、概述水泥粉煤灰碎石桩是由碎石、砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成。通过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以上。具有施工操作简单、加固效果好、节省材料、无污染等特点，广泛应用于地基加固。水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）适用于加固淤泥、粘性土、粉土、砂性土、杂填土及湿陷性黄土，用以提高地基承载力和减少地基沉降变形。桩长根据土质条件、地基承载力和沉降要求、设备能力而定，长度从430m不等；桩径一般为350600mm；桩间距一般为35倍桩径；褥垫层厚度一般为100600mm。二、作业内容测量放样；钻

2、机就位；钻孔；压灌拌合料；成桩验收。三、施工准备1 材料准备按照设计配合比要求，进场水泥、粉煤灰、碎石、砂、外加剂等材料。2 机具设备长螺旋钻机、强制式搅拌机或混凝土拌合站、高压混凝土泵、混凝土泵管等辅助设施与机具。3 作业条件1） 路堤地段，挖地表植物根系和软弱土层，回填工作垫层或换填至设计桩顶标高位置，换填土分层碾压，压实系数不小于0.9；路堑地段，挖方至设计桩顶标高位置，对原状土进行碾压，压实系数不小于0.9。2） 施工场地地面上所有障碍物和地下管线、电缆等均已全部拆除或搬迁。3） 施工场地已进行平整，排水横坡2%2%，周围做好排水沟等有效的排水措施。4 技术准备1） 收集场地工程地质、

3、水文地质资料，编制施工方案、施工工艺。对操作人员进行技术交底。2） 测设水准控制点和路基轴线控制桩，测放桩位并钉标桩或撒石灰。四、工艺及质量控制流程CFG桩施工工艺及质量控制流程如图4所示。制作试件图4 CFG桩长螺旋施工工艺及质量控制流程图五、工艺步序说明1 工艺试验按照实际的机械设备、作业人员和作业环境等条件，进行实地工艺试验，确定砼配合比、砼坍落度、钻孔电流值、拔管速度、砼泵送压力值等参数，验证施工技术，施工组织能达到预期的质量、进度效果，机械设备和人员配置合理，施工效率能满足施工组织确定的工期。2 定位布孔1） 定位桩：放桩位后应用木桩、竹片桩或白灰做标记。2） 钻机就位：钻机就位平整

4、、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。在钻机双侧吊锤校正垂直度。为准确控制钻孔深度，在桩架上画出控制深度的标尺，同时在旁边贴上反光膜，以便白天及夜间施工过程中观测、记录。3 钻孔检查桩位偏差符合要求后开钻。第一根桩钻进时不宜进尺太快，以核对在该地层条件下的钻进参数。钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头接触地面时启动电机钻进。一般应先慢后快，减少开钻初期的钻杆晃动，防止偏孔。在钻进中钻杆晃动过大时应放慢进尺。4 灌注混合料1） 混合料拌制混合料拌制要求按配合比进行配料，计量要求准确，混合料坍落度控制在160200mm，先投碎石，再投水泥、粉煤灰和外加剂，最后投入石屑，使混合料搅拌均匀，每

5、盘料搅拌时间不应小于60s。2） 拔管成桩成桩过程应连续，避免中途停机；如有停机应重新钻进至设计深度。长螺旋钻机采用管内泵压法灌注拌合料，砼输送泵泵压保持在712Mpa。当钻杆芯管充满拌合料后开始拔管，拔管速度为1.53m/min。严禁先提管后泵料。灌注混合料过程中，制作标准立方体抗压强度试块，28d后检测混合料抗压强度。核对每根桩的混合料灌注量不得小于设计灌注量，确认桩长符合设计要求，且桩顶端有0.40.5m长的保护桩体。5 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

6、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。6 清理桩间土成桩2小时以后、混凝土初凝之前，采用小型挖机清理钻机钻出的虚土，自卸汽车运至弃土场。预留的0.40.5m长的保护桩体，优先采用软截桩形式，随桩间土一并清除。如采用硬截桩时，人工清理桩间土，严禁采用机械施工。7 桩头处理在设计接桩标高位置，采用手持切割机沿桩身一周切割出深23cm深的凹槽后，对称桩身采用楔形凿人工凿除桩头，处理后的桩顶截面要保证基本水平。8 检测验收桩帽施工前，采用低应变法进行桩身质量、完整性检测，采用静载试验确定桩基承载力。9 桩帽施工桩帽采用圆台形扩大桩头，扩大头直径1.0m，高

7、0.5m，在桩头0.5m深度内挖出圆台形状，截除多余桩体，现场浇筑C25混凝土。混凝土采中拌合站集中拌制，罐车运送至现场，CFG桩间人工运输，混凝土震捣采用插入式震捣器。养生采用洒水覆盖，时间不少于7天。10 施工中注意事项1） 季节性施工冬期施工应采取措施避免拌合料在初凝前遭到冻结。泵头、泵管应采取保温措施。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。在作业成孔后必须及时灌注或遮盖桩孔，防止雨水进入，造成塌孔。2）质量方面（1） 施工过程中，应控制拔管速度始终保持均匀一致。并控制好留振

8、时间，以免因混合料产生离析，造成桩体强度不均匀。（2） 长螺旋钻机管内泵压法泵送混凝土过程中，应严格控制钻头活瓣打开的宽度或提钻速度，防止混合料下落不充分，使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。（4） 当地层有软流塑层时，CFG桩应跳桩施工。成桩时降低拔管速度，保持在1.5m/min或更低，泵压保持在10MPa或以上。（5） 接桩：当桩顶高程低于施工图高程时，如开槽或剔除桩头进行补桩，可采用比桩体强度高一等级的混凝土接桩至施工图高程。注意在接桩过程中保护好桩间土。3）质量控制措施（1） 混合料拌制质量当拌和质量较差，坍落度过大的混合料，易产生泌水、离析，易造成堵管现象。坍落度太小，混合料在输

9、送管内流动性太差，也容易造成堵管。因此混合料拌和过程中，要称量准确，施工时坍落度宜控制在160200mm。（2） 施工操作钻杆进入土层预定高程后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排除，待钻杆芯管及输送管充满拌合料且呈连续体后，应及时提钻，保证混合料在一定压力下灌注成桩。（3） 桩体上部存气为保证桩体因管内空气无法排出而形成空洞，施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞，若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗。（4） 防止缩颈、断桩优化混合料配料，控制最大粒径和大粒径颗粒含量，保证适宜的工作度；采用适宜的拔管速度，在拔管的同时，采用自动测量装置监控管内混合料顶面高程的变化，防止管内混合料随管上浮和空管提拔

10、；导管的内壁光滑，接头平顺，使用之前应进行摩阻试验和灌注模拟试验。对于振动沉管法成桩，可以附加振动装置，帮助混合料落管。对于长螺旋钻孔成桩法，应保证芯管拌和料充盈度，保持足够的泵压。六、质量标准及检验方法1 一般规定1） 施工前应进行成桩工艺试验（不少于2根），以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定拌合料配合比、坍落度、搅拌时间、提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） 施工开始后应及时进行地基承载力或单桩承载力试验，验证施工图给出的参数。3）设备型号选择应根据桩径、加固深度要求确定，其施工应符合下列要求：（1） 施工工艺设计应有防堵管、串孔措施；（2） 钻进

11、应先慢后快。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。（3） 混合料应按设计配合比经搅拌机拌和，坍落度、拌和时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且不得少于1 min；搅拌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、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。（4） 成孔到设计标高后，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。（5） 钻杆应采用静止提拔，施工中应严格按工艺性试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泵的泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。（6） 施工中应保证排气阀正常工作，要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水

12、泥浆堵塞。（7） 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。2 主控项目质量要求及检验方法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、规格且连续进场的水泥，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。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时也一批计。各种原材料施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。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

13、性、凝结时间，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。2） 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：施工单位每台班抽样检验3次。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。检验方法：现场坍落度试验。3） 混合料强度应符合设计要求检验数量：施工单位每台班做一组（3块）试块。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。检验方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检验。4） 数量、布桩形式应符合设计检验数量：施工单位、监理单位全部检验。检验方法：观察、现场清点。5） 每根桩的投料量不得少于设计灌注量检验数

14、量：施工单位每根桩检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法：料斗现场计量或混凝土泵自动记录。6） 桩顶浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求检验数量：施工单位每根桩检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法：施工前测量钻杆或沉管长度，施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查并清理浮浆，计算出桩的有效长度。7）桩身质量、完整性应满足设计要求检验数量：检验总桩数的10%。监理单位按检验桩数的20%见证检验。检验方法：低应变检测。8）按复合地基设计时，处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求检验数量：总桩数的2，且每检验批

15、不少于3根。检验方法：平板载荷试验。3 一般项目质量要求及检验方法CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法见表6。表6 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）50mm按成桩总数的10%抽样检验且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50100cm深后，钢尺丈量七、作业组织1 劳动组织（每台钻机配备人员）见表7。表7 劳动组织表序号工种人数职 责1班组长1负责施工指挥，协调各工序间操作联系2司钻4负责钻机成孔3搅拌机司机5负责拌制混凝土4修理1机械维护与修理5电工1负

16、责施工用电6安全员1全面负责施工中的安全质量7测量1全面负责施工中的测量工作合计142 生产效率及材料消耗每台钻机平均每天成桩30根，桩长400600m，折合40cm CFG桩5075m3（实际圬工量是施工图表示桩体体积的1.151.35倍）。3 施工机械及工艺装备1） 长螺旋钻机。2） 辅助设施与机具（1）混凝土搅拌站、高压混凝土泵、混凝土泵管、振捣器、材料秤、混凝土运输罐车、小推车、重锤等。（2）水准仪、全站仪、测绳、钢尺等测量工具。八、施工安全及环境保护1 施工安全1） 钻孔作业施工应做好孔口防护防止人或异物坠入。2） 夜间施工应有足够的照明。3） 钻机放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应

17、小于全长的l。4） 高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。5） 钻杆上的土应及时清理干净，防止坠下伤人。2 环境保护1） 在距居民生活区较近及振动和噪声敏感区，不宜采用振动沉管法，或将其施工时间调整到非敏感时段。2） 生产及生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗撒。3） 夜间施工灯光集中照射，避免灯光扰民。4） 现场的散水泥、砂石料等必须遮盖存放，废水泥应回收，避免扬尘。5） 搅拌机械及机具清洗时应节约用水，现场应设置沉淀池，污水须经沉淀达标后，方可排放。九、成品保护1 桩头保护1） 为了达到桩顶高程及保证桩顶的强度，应设置保护桩长，一般为4050cm。采用粒料材料或湿黏土对桩顶封囤保护。2） 桩体达到一定强度后（一般37天），方可挖槽。3） 严禁挖槽时机械撞击桩头。4） 剔除桩头时，用钢钎等工具沿桩周向桩心剔除多余的桩头直到施工图标示桩顶高程，并把桩顶凿平。5） 不可用重锤或重物横向击打桩体。6） 合理安排施工顺序，避免后续桩的施工对已施工桩头的破坏。2 桩间土保护1） 为了避免扰动桩间土，桩顶高程以上宜预留300500mm