CFG桩施工作业指导书

新建铁路郑州至徐州客运专线工程施工作业指导书（路基工程CFG桩）郑西铁路客运专线有限责任公司2013年9月19日路基工程CFG桩施工作业指导书.概述工程概况郑徐客专正线新建路基工程（含区间及车站、线路所路基等）长度21.428公里，占正线总长361.937公里的5.9%。郑西客专公司范围内（9个标段，委托代建标段除外）正线路基长7.04公里，设计工点共13个，主要为松软土地层，天然地基承载力较差，部分段落地基设计采用CFG桩处理，上部设混凝土扩大桩帽或桩筏结构加固地基。施工简介CFG桩一般采用振动沉管法和长螺旋钻管内泵压混合料法施工。本作业指导书中CFG桩采用长螺旋钻管内泵压混合料法进行施工。CFG桩宜进行跳桩施工，避免造成相邻桩断桩或串孔，跳打最少间隔2根桩，根据实际地质情况，可增加跳打桩数。如果CFG桩与素混凝土桩组成的长短桩地基加固，应先施工短桩或柔性（半刚性）桩，后施工长桩（刚性桩）。适用范I适用于郑西客专公司建设管理范围内郑徐客专正线路基CFG桩地基处理工程。.作业准备内业技术准备开工前，应组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准，制定相关安全保证措施。对施工人员进行技术交底以及岗前技术培训，考核合格后持证上岗。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配合比。外业技术准备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、桩基施工区域并按照设计桩位进行放样，并对其进行复核，确定各种机械设备摆放位置。.技术要求施工前按照设计提供的配合比进行室内试验，确定施工配合比。混合料配合比应满足设计的强度要求，并经监理工程师批准方能进行施工。在CFG桩大面积施工前，应进行成桩工艺性试验，试桩根数不少于3根，通过试桩确定施工工艺、施工技术参数、机械选型、不同地质条件下施工注意事项等。对试桩进行检测，检测项目有桩身完整性检测、单桩或复合地基承载力检测，主要验证不同地质条件下所选择的机型及施工工艺与地质情况是否相匹配。.施工程序及工艺流程施工程序CFG桩在施工前应先核实地质情况，如地质情况与设计不相符时应及时与设计院联系。根据不同的地质条件进行选取相应的施工机

械，以永城北站为例，CFG桩的施工机械采用长杆螺旋钻机。长杆螺旋钻机CFG桩的施工程序为：原地面处理-测量放线-钻机就位一钻孔至设计深度一停钻一泵送混合料-均匀提钻至桩顶一钻机移位。工艺流程长螺旋钻孔管内泵压混合料CFG桩施工工艺流程图3.施工要求施工准备清表、平整场地：施工前先用推土机清除地表种植土、腐质土，然后平整场地并用压路机碾压密实。对局部平整后低于场地标高的地段换填素土至场地标高并用压路机分层碾压密实，作业场地做好排水设施，确保施工场地不积水。测量放样：利用全站仪测放出CFG桩施工的中、边线，根据CFG桩平面布置图放出每根桩施工桩位，插入竹签并撒白灰标识。工艺性试验：施工前首先进行CFG桩工艺性试验，每个工点试桩不少于3根。试桩完成后开始编制试桩工艺性总结报告，用于指导大面积施工。钻机就位CFG桩钻机就位后，应用钻机塔身两个方向的垂直标杆检查塔身导杆，确保CFG桩垂直度偏差不大于1%。校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，桩位偏差不大于5cm。混合料搅拌混合料要求按配合比进行配料，计量要求准确。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160〜200mm）根据采用的施工方法按工艺试验确定（经监理工程师批准）的参数进行控制。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，如发现钻杆摇晃或下钻困难时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。根据不同地质条件合理控制钻进速度，钻进速度一般控制在1.5〜2.5m/min。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，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。灌注及提钻CFG桩钻孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始提钻，严禁先提钻后泵料。成桩的提拔速度一般控制在2〜3m/min，成桩过程宜连续进行，在提钻过程中钻头埋深始终保持在1米左右。应避免因后台供料慢而导致停机待料。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。泵送混合料的过程中，根据钻机的生产能力及混合料运输距离配备混合料罐车数量，尽量减少钻机停机待料，严禁出现钻机灌桩过程中断料，避免产生不必要的断桩。在钻机提钻至施工桩顶标高以下1m左右时，采用小型挖掘机将桩口的钻渣进行挖除，再继续进行灌注，以便查看混凝土面是否达到施工桩顶标高。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。由于CFG桩成孔时弃土较多可能覆盖临近桩位，或因钻机施工过程振动等影响，因此，下一根桩施工前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。桩间土清除及桩头截除、修整施工完成后及时清除CFG桩成孔弃土。清运时不得扰动桩间土，不可破坏未施工的桩位。CFG桩施工完7天后用小型挖掘机和人工开挖桩顶以下40cm桩间土。用水准仪进行标高控制并将设计桩顶标高标识在桩身上，截桩采用切割机在同一水平面切割成槽，然后按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断，截桩后采用人工修凿桩头。CFG桩顶端浮浆必须清除干净，直至露出新鲜的混凝土面，清除浮浆后的有效长度满足设计要求。桩头修整至设计高程以上3〜5cm时，将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高，桩顶允许偏差±50mm。如果在基槽开挖和截桩头时造成桩体断至设计标高以下，必须接桩到桩顶设计标高，剔平桩顶，用与桩体材料、配合比相同的混凝土接桩，并超出桩周200mm。桩基检测CFG桩的质量检验包括桩身完整性、均匀性、桩身强度、单桩或复合地基承载力检测。桩身完整性、均匀性、在成桩7天后采用低应变检测。单桩或复合地基承载力检测采用在成桩28天后进行平板荷载试验。施工记录在施工过程中应认真如实填写施工记录表，详细记录电流变化值及电流变化的具体钻进位置，并分析地质情况。.人员配置施工人员应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。每个作业面人员配置表序号工种人数备注1现场施工负责人12技术主管13专兼职安全员14工班长3〜55技术、质检、测量及5〜76机械工、普工40〜60.材料要求原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：水泥：混合料强度等级按照设计要求的强度等级执行，其水泥一般选用PO42.5级普通硅酸盐水泥。粉煤灰：长螺旋钻杆内泵压混合料水泥粉煤灰碎石桩采用的粉煤灰的细度（0.045mm方孔筛筛余百分比）不大于45%，应选用等级为III级或III级以上的粉煤灰。石子、石屑：长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩粗骨料可采用卵石、碎石或卵石与碎石；掺入石屑填充碎石的孔隙，使其级配良好。在水泥掺量不高的混合料中掺入石屑是配比试验中的重要环节。.设备机具配置CFG桩施工机械设备配置分为三部分，即CFG钻机、相应配套的发电机（如大电能够满足施工用电荷载，则不需配备）、相应配套的混凝土输送泵。每个作业面主要施工机械设备配备表序号机械名称施工单元1长螺旋钻桩机3〜5台2混凝土输送泵3〜5台3小型挖掘机3〜5台4发电机组根据需要自行配置5弃渣车1〜3台.质量控制及检验质量控制混合料配合比选定时，混合料强度应符合设计要求，施工中严格按照设计配合比进行配置，每台钻机每台班随机抽取混合料试件一组，根据抗压强度作为混合料强度判定标准。钻机进场后先用钢尺检查钻机钻杆的尺寸，钻杆尺寸不小于设计桩径，钻机主塔高度大于桩长5m左右。开钻前放出控制桩位，对钻机人员进行技术交底，钻机人员根据控制桩位，用钢尺放出每根桩桩位，且用60cm长的钢筋在桩位上标识，钻机每次对位，钻杆中心要和钢筋位置重合。开钻前根据桩基设计桩长和桩头保护层厚度（虚桩头），在钻机主塔位置做明显反光标识（夜间施工控制），作为控制钻机钻进深度的依据。钻机就位后，指挥人员指挥钻机调整位置，利用钻机塔身上悬挂的两个方向垂直标确定钻机垂直度满足要求。桩机在钻进过程中，严格控制钻进速度，减少钻杆的挠度，以保证桩垂直度满足规范要求。设备贯入地层过程中，记录电流表的仪表读数和对应地层标高，记录每贯入1m及仪表突然变化时的电流值。钻机钻进至设计桩底标高，先泵送混合料至钻杆芯充满混合料后提升钻杆，严禁先提钻杆再泵送混合料。当地下出现软弱层，钻机应采用跳打施工。当平均气温低于5℃时，混合料按冬季施工要求进行加热保温处理，混合料泵送时温度不低于10℃；当平均气温低于0℃时，停止CFG桩施工。CFG桩施工完成后，禁止重载设备在桩顶行走。CFG桩混合料龄期达7天后方能进行桩间土开挖、清理，开挖、清理时采用小型挖掘机配合人工进行，施工过程中严禁挖掘机碰撞桩头，以免造成浅层断桩，桩周土采用人工清理干净。设计桩顶标高以上的桩头保护层（虚桩头），用切割机进行切割截除。部分断桩和桩顶高度低于设计高程的桩，采用高一级标号的混合料接桩至设计高程，接桩直径应大于设计桩径20cm。桩间土清理完成后，检查桩的数量是否符合设计要求。按照规范要求，做成桩检验，采用7天后低应变检测桩身完整性及28天后进行单桩或复合地基承载力检测。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。常见质量缺陷的原因及控制技术偏桩产生原因：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，地层原因使钻孔时钻杆跑偏等因素造成。控制措施：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，夹层产生原因：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:保持混合料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，保证钻头埋深始终保持在1米左右。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。桩身混合料缩颈产生原因：桩身缩颈是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解10决，施工中保证充盈系数＞1。控制措施：施工桩顶高程应高出设计桩顶高程不少于0.3m，并防止孔口土混入。选择减水效果好的减水剂。桩头质量问题产生原因：多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。控制措施：保持钻杆顶端气阀开启自如，防止混合料中积气造成桩顶混合料含气泡。桩顶浮浆多因孔内出水或混合料离析造成，应超灌排除浮浆后终孔成桩。质量检验CFG桩所用的水泥、粉煤灰、粗细骨料的品种、规格及质量应符合设计要求。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检验数量的10%见证检验，且不少于1组。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，坍落度控制在160〜200mm之间。施工单位每台班抽样检验3次，监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。CFG桩施工中每台班应制作一组（3块）试件，进行28天抗压强度检验。成桩7天后低应变检测成桩完整性，检测数量为总桩数的10%，且不少于3根。有疑问时采用钻芯取样的方法观察其完整性、均匀性，留取影像资料。成桩28天后，进行单桩或复合地基承载力检测，检测数量11为总桩数的0.2%，且不少于3根，检测方法为平板荷载试验。CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混合料面，清除浮浆后桩的有效长度满足设计要求。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。整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并做好旁站记录，监理应全程进行旁站，并做好记录。每根桩的投料量不得少于设计量。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。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。CFG桩的施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差检验方法1桩位（纵横向）50mm全站仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%控制塔身两个不同方向的垂直标3桩体有效直径不小于设计值开挖50-100cm深后，钢卷尺测量4桩顶标高±50mm仪器测量10.安全及环保要求安全环保在满足验收标准的相关要求下，还应满足郑西客专公司关于标准化建设的要求。安全保证措施CFG桩施工人员进场后，组织操作人员进行安全培训，安全培训合格后，方可在现场作业。定期组织作业人员进行安全学习12和安全教育，班前进行安全讲话。制定安全技术措施并进行交底。检查作业人员的特殊工种证件，无特殊工种证件的人员，严禁从事特殊工种作业。钻机安装、拆卸过程中，应有专职安全人员现场指挥，防止坠物伤人事故。施工用电符合安全用电的相关规定，施工现场使用的管线必须使用合格的材料，不得使用废旧材料。施工现场电力线路的架设要严格遵守有关要求、规定，保证线路安全、美观。临时用电采用三相五线制；配电房（室、变压器等固定电力设备