高速铁路路基CFG桩试桩工艺性总结

1、目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1编制说明1 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 2试验目的1 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3试验概况2 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 4设计图纸要求3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 5施工准备3 HYPERLINK l bookmark37 o Current Docu

2、ment 5.1技术准备3 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 5.2人员准备3 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 5.3机械准备4 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 5.4材料准备55.5测量、试验检测仪器55.6交通状况56试桩施工工艺56.1施工工艺流程5 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 6.2施工方法67施工质量检验117.1过程检测11 HYPERLINK l bookmark70 o

3、Current Document 7.2施工后质量检测128试验总结138.1试验成果138.2成果应用139附件169.1混凝土试件抗压强度试验报告169.2低应变检测初步结果169.3单桩静载试验结果16路基CFG桩试桩总结1编制说明（1）铁路特殊路基设计规范（TB10035-2018）；（2）铁路工程地基处理技术规程（TB10106-2017）；（3）高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB 10751-2018 ）（隧 底加固执行路基验收标准）；（4）铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2018）；（5）铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）；（6）复合地基

4、技术规范（GB/T50783-2012）（7）铁路路基工程施工安全技术规程（TB10302-2009）；（8）铁路工程基桩检测技术规程（TB10218-2019）；（9）高速铁路路基工程施工技术规程（Q/CR 9602-2015）。（10）新建杭州经绍兴至台州铁路施工图设计文件；（11）总承包单位下发的指导性施工组织设计及我单位上报并经审批 的标段总体实施性施工组织设计；（12）铁总及建设单位、总承包单位下发的有关铁路建设施工安全、 质量、文明施工方面的有关文件、通知；（13）招标文件、投标文件、施工合同等合同文件；（14）我单位现场踏勘、调查、采集和咨询所获取的资料；（15）我单位拥有的科技

5、工法成果和现有的企业管理水平、劳力、设 备、技术能力，以及在同类铁路施工中所积累的丰富的施工经验。2试验目的通过试桩在大面积开工前取得满足质量要求的施工工艺和施工参数、 验证设计指标、核对现场地质情况，确定混合料配合比、塌落度、搅拌时 间、拔管速度等工艺参数，试验检测方法是否适宜。以上试验得出成果经 监理批复后，用于指导全线CFG桩的施工。3试验概况本次试验选址位于GDK238+520GDK238+580区间路基，该段路基为盆 谷地貌，植被发育，地表存在冲沟。试验段CFG桩的桩长范围内主要地层岩性为含砾粉质黏土（6 =200KPa）、凝灰岩（6=200KPa）、凝灰岩（6=500KPa）。无不

6、良地质及 特殊岩土。地下水主要为基岩裂隙水，赋存于基岩风化层及裂隙中。工点 范围内地表水和地下水对混凝土结构无侵蚀性。按设计要为正方形布置，桩径50cm，桩间距1.8m，试桩位置统计表及 桩位平面布置图如下：试桩位置统计表序号排号桩号桩径（m）桩长（m）备注117#17-3/17-4/17-5/17-60.56.5桩长以实际 施工为准219#19-3/19-4/19-5/19-60.56.5321#21-3/21-4/21-5/21-60.56.0423#23-3/23-4/23-5/23-60.56.0525#25-3/25-4/25-5/25-60.55.5627#27-3/27-4/27

7、-5/27-60.55.011s1125都旗r / ,=, ,=,通3伊罢蕈:，11试桩桩位平面布置图4设计图纸要求GDK238+520GDK238+580区间路基CFG桩桩体强度等级为C20,桩径 为0.5m，桩间距1. 8m，正方形布置，嵌入凝灰岩(6=500KPa)不少于0. 5m。CFG桩顶设置1mX1mX0.3m标号为C35桩帽，桩帽铺设0.5m厚碎石垫 层，垫层0.25m厚上铺一层聚丙烯塑料土工格室(TGG-PP-50-400)，抗拉 强度不小于120KN/m。碎石垫层级配良好，粒径宜为20-50mm，含泥量不大 于5%。设计要求单桩承载力不小于350KN，必须通过现场试桩，确定其

8、适用性 及检测桩基承载力值。试桩应进行低应变、静载试验进行检测。5施工准备施工现场是施工全体成员为实现优质、高效、低消耗的目标，有节奏、 均衡连续地组织生产的活动空间。施工现场的准备工作，主要是给工程施 工创造有利的施工条件。5.1技术准备开工前，组织相关施工人员熟悉施工图及相关技术规范、规程。项目技术负责人对相关施工人员进行CFG桩试桩施工技术交底。项目安全负责人对相关施工人员进行CFG桩试桩施工安全交底。编制施工作业计划，并对施工作业人员进行交底，对参加施工人 员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。制定施工安全保证措施，提出应急预案。导线点、水准点进行了加密复测，测量成果已经监理工程师

9、批准。5.2人员准备在进行CFG桩试桩施工前，工区配置经验丰富的人员进行管理， 施工管理人员配置见下表。施工管理人员组织及职责序号岗位姓名职 责备注1项目经理全面负责工程项目管理2项目总工全面负责施工技术管理3工区长全面负责施工现场组织与管理4工区总工对现场施工技术把关、负责现场技术管理5工区工程部长负责施工方案及施工技术交底编制6工区质检部长负责现场施工质量管理7工区物资部长负责工程物资采购，并组织进场8工区设备部长组织机械设备进场到位并督促做好保养9工区安全部长负责现场施工安全管理、保障工作10试验工程师负责现场具体试验工作11测量工程师负责施工测量放样12架子队长负责组织现场施工13技术

10、员负责现场具体技术指导14质检员负责现场质量检查15安全员负责现场安全检查5.3机械准备为保证CFG桩试桩质量，我单位投入先进的施工机械设备，主要施工 机械设备配置见下表。施工机械配置计划表序号设备名称单位数量性能备注1长螺旋钻机台1良好配置潜孔钻头、钻杆 辅助施工2发电机台1良好3混凝土罐车台2良好4混凝土地泵台1良好5挖掘机台1良好5.4材料准备(1)混凝土使用的各种原材料经检验合格，并经监理工程师同意后使用。CFG桩采用经批准的C20混凝土配合比。混凝土拌制：混凝土由拌和站集中拌制，罐车运输至现场。试桩 混凝土需求总量见下表。序号项目数量备注1C20混凝土120.9m3含超灌0.5m5.

11、5测量、试验检测仪器我标段配置先进的测量仪器及试验检测设备，保证CFG桩试桩施工质量，配置的测量、试验检测仪器见下表。序号仪器设备名称规格型号单位数量检定状态1全站仪瑞士 leica TC702套1合格2水准仪南京1002台1合格3水准尺5m铝合金尺把1合格4平板载荷试验装置/套1合格5低应变检测仪/套1合格5.6交通状况材料、机械设备等通过既有道路和贯通便道运输到施工现场，交通便 利，运输方便。6试桩施工工艺6.1施工工艺流程采用长螺旋钻机成孔，CFG桩施工工艺见“CFG桩施工工艺流程图”。6.2施工方法(1)施工准备施工前应先对场地进行平整，现场应符合相应设备和运输车辆的行驶 要求，保证运

12、输安全。用推土机或装载机清除施工原地面的腐殖土、障碍 物，再使用重型压路机进行碾压平顺，使钻机能稳定摆放，并在作业面中 间预留路拱，形成不小于2%的双面坡度使场地内水汇集到便道两侧排水沟 中。查明地下管线、电力线等设施，拆改完成或者采取必要防护措施后方 可施工。设备组装时设立隔离区，专人指挥，严格按程序组装，非安装人 员不得在组装区域内，以杜绝安全事故。安排材料进场。对全体施工人员 进行质量、安全技术交底和质量、安全教育。临时排水沟安全、技术交底（2）桩位放线根据桩位平面布置图及业主提供的测量基准点，由专职测量人员进行 放线工作。桩位定位方法现场插木质短棍表示，木质短棍入土深度不少于 25cm

13、,并用白石灰作标记。施工前利用水准仪及高程控制点测量桩位处的原地面标高，根据原地 面的标高、桩顶设计标高及设计桩长控制桩的钻孔深度。桩位放样钻机就位钻杆安装前，在钻杆上1m/道进行标记，用来确认钻孔深度。移动钻机就位，用塔机塔身前后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，确保垂直度偏差不大于1%，桩位偏差不 大于5cm。钻杆垂直度控制采用挂垂球的方法检测，通过垂线与钻杆的偏差 观察钻杆垂直度情况，每根桩施工前均要由旁站人员进行桩位对中及垂直 度检查。(4)混合料拌制混合料搅拌按配合比配制混合料，混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不 得少于60s。混合料坍落度宜为160mm200

14、mm。钻进成孔关闭钻头阀门，移动钻杆使钻头触及地面，启动马达先慢后快钻进， 减少钻杆摇晃，检查钻孔的偏差。钻进速度宜控制在2-3m/min。在成孔过 程中，发现钻杆摇晃或难钻时，可放慢进尺，避免导致桩孔偏斜、移位， 甚至使钻杆、钻具损坏。钻至基岩顶面，记录入岩钻进深度，判定是否满 足设计要求，满足要求后停钻。可通过两种方式来确定CFG桩的加固深度: 一是严格按照设计桩长施工，通过钻杆上标记的深度进行确定；二是通过 钻机上的电流表摆动情况和钻机钻杆抖动情况来判定CFG桩钻孔深度是否 已到达基岩层。施工中结合两个指标来判断桩长是否达到了设计要求。当 遇到地表填筑有碎石或入岩困难，长螺旋钻头难以施工

15、时，可采用潜孔钻 头辅助成孔。CFG桩在钻进过程中，应严格控制钻机钻杆的垂直度，每钻进1m或电 流表突变时应记录电流表一次，核对地基土层沿桩长变化情况。电流显示表混凝土性能混凝土搅拌要求按照配合比进行配料，计量要求准确。上料顺序为： 先装碎石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外 加剂夹在砂、石之间，每盘料搅拌时间不应小于60s。混凝土泵送前应当对 坍落度、含气量，温度进行检测，一般坍落度宜为160-200mm，含气量宜为 2%-4%,混凝土温度不大于30C。灌注及拔管成孔到达设计桩底，停止钻进，泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后 开始拔管，不可先拔管后泵料。混合料的泵送量与拔

16、管速度相匹配，拔管 速度控制在1.2-1.5m/min左右。桩长允许偏差不大于10cm，桩径允许偏差 不大于2cm。成桩过程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避 开饱和砂土、粉土层停机。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm灌注成桩后， 用湿黏土盖好桩头，进行保护。灌注及拔管成桩停机移位由于桩头受浮浆与自重压密的影响，在灌注至设计标高后应继续灌注 50cm的保护桩头，然后移机进行下一根桩的施工。钻机移位桩头处理桩间土清理：CFG桩施工完毕后，待桩体达到70%强度后，开始清理桩间 土。桩间土清理分两步，第一步使用挖掘机清除至桩帽顶。第二步用人工 清除至桩顶。桩头截除：桩头截除采用截桩机截除

17、。桩间土清除后，CFG桩的保护桩 头采用切割机环切，切痕10cm以上，然后人工截除桩头。禁止在桩顶标高 处打眼，重锤击打截除桩头；禁止使用挖机钩断桩头。加固区无保护层段落禁止任何机械进入。桩头环切7施工质量检验7.1过程检测施工过程质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位 偏差、桩顶标高及其质量和桩体试块抗压强度。桩位允许偏差：050mm、桩身倾斜不大于1%、桩体有效直径不小于设计值。桩身直径、桩间距检查7.2施工后质量检测7.2.1桩身混凝土强度检测成桩过程中，抽样做混合料试块，本次试验桩共做3组标准砼试块， 标准养护，测定28d抗压强度（如7天强度满足设计强度亦可），试件抗 压

18、强度组织为20.6MPa、21.6MPa、22.3MPa （试件抗压强度报告附后）。7.2.2桩身完整性检测2015年1月2日，在现场监理工程师的见证下，北京铁城信诺工程检 测有限公司HSTJC-2标项目部对CFG桩进行了低应变反射波法检测桩身的 完整性，检测结果为桩身完整，结构质量类别为I类（桩基检测报告附后）。7.2.3单桩承载力检测2015年1月2日-2015年1月5日，在现场监理工程师的见证下，北 京铁城信诺工程检测有限公司HSTJC-2标项目部对17-3#、21-4#、23-4#3 根CFG桩进行静载试验，单桩竖向抗压承载力特征值设计350KN，在700KN 极限试验荷载下，试验桩桩

19、顶沉降量均小于40mm，因此本次检测桩承载力 特征值均大于设计值350N，满足设计要求。8试验总结8.1试验成果本次试桩经试验检测，各项质量指标均能满足设计要求。通过本次试 验搜集整理工艺参数如下：判断钻头进入持力层：一是在桩机驾驶室观测电流的变化。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时， 电流较为稳定，电流维持在30A左右，电流量在电机额定电流规定范围之 内，当钻头遇到持力层时，瞬间的电流将会增大，电流值增加至达到90 100A左右，同时电压下降，并伴有机身晃动现象，此时，应判定钻头已达 到持力层。二是在钻机旁直观观察。当钻头到达持力层时，钻杆上部的动力头发 生颤动和轻微的摆动，钻机的动力明显减弱，此

20、时，应判定钻头已达到持 力层。严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩， 而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足 和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管 速率。正常的拔管速率应控制在23m/min。控制好混合料的坍落度。混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多， 桩体强度也会降低。坍落度宜控制在200mm左右(可根据运送混合料的距 离进行调整)和易性好。当拔管速率为23m/min时，一般桩顶浮浆在50 厘米左右，成桩质量容易控制。机械设备与劳动力搭配可采用一台套设备配置1名机手，4名工人 配合牵引电线及混凝土灌注。8.2成果应用（

21、1）本标段CFG桩地质岩层情况基本相似，本次试桩具有极强的代表 性，按照本次试验所得的参数施工能够满足设计要求，可在本标段内推广 使用。（2）终钻控制钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时，电流较为稳定，电流维持在30A左 右，电流量在电机额定电流规定范围之内，当钻头遇到持力层时，瞬间的 电流将会增大，电流值增加至达到90100A左右，同时电压下降，并伴有 机身晃动现象，此时，应判定钻头已达到持力层。若遇钻进深度与设计深度相差过大时，应及时与现场监理进行联系确 认，不得以“已达到设计要求深度”为由停止钻进。（3）机具及人员配备现场管理人员2名，现场技术人员2名，机长1名，操作人员4名。采 用液压步履式长

22、螺旋钻孔机1台、混凝土泵1台、柴油发电机1台、罐车1 3台（视距离远近进行增减）。（4）施工注意问题堵管：堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的 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桩混合料失水或 结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点：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。因此，要注意混合料的配合比，坍落度应控 制在160mm200mm之间。混合料搅拌质量有缺陷：在CFG桩施工中，混合料由混凝土泵通过刚 性管、

23、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和 水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料，易产生泌 水、离析。泵压作用下，骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵管。坍落度 太小，混合料在输送管路内流动性差，也容易造成堵管。施工操作不当：钻孔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，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若 提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵 塞。设备缺陷：弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂 直连接，否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗，否则管路内有混 合料的结硬块，还会造成管路的堵塞。窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况，打完X 号桩后，在施工相邻的Y桩时，发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落，当Y 号桩泵入混合料时，X号桩的桩顶开始