新建铁路新广州站及相关工程cfg桩成桩工艺试验方案

PAGE13-新建铁路新xx站及相关工程CFG桩成桩工艺试验方案一、工程概况新建铁路新xx站及相关工程路基工程地基处理CFG桩施工范围客专线DK2178+545.93～DK2178+790段。工程段位于xx三角洲冲积平原区及剥蚀残丘，地势平缓开阔，略有起伏，地面相对高差约10米，其中DK2178+545.93~DK2178+635段为挖方路基，其他为松软土及岩溶路基。地表为素填土，主要由粘性土、耕植土组成，下伏的松软土层设计采用CFG桩加固。其设计单位为铁道第四勘测设计院。为确保施工质量及施工工艺的经济可行，在CFG桩处理正式施工前，先进行工艺试桩，以确定施工参数。用以指导地基处理施工。按照验标要求及结合现场实际情况，选定xx客运专线线GK2178+635横断面上的3根桩作为单桩试桩。二、试桩要求试桩位置：根据施工安排及现场情况，选定xx客运专线线GK2178+635横断面上的3根桩作为单桩试桩。试验数据以单桩承载力试验为准，单桩承载力试桩桩位布设采用正三角形布置，桩间距1.5m。水泥采用xx水泥厂生产的“金羊牌”P.O32.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用xx电厂生产的Ⅱ级粉煤灰,碎石采用xx石场生产的5-31.5mm碎石。CFG桩试桩数为3根，桩径φ400mm，设计桩长9.2m，施工桩长以桩尖嵌入粉砂岩全-强风化岩为准，单桩竖向承载力特征值不低于120KN。实验室理论配合比为水泥：碎石：砂子：粉煤灰：水等于169:1131:723:113:190（每m3用量）试桩目的1、通过试桩复核地质资料。2、确定桩机设备、工艺、施打顺序是否合适（群桩施工时验证）。3、确定最佳的混合料的配合比、混凝土坍落度。4、确定搅拌时间、提管速度等各项施工参数。5、确定终孔条件下的保护桩长满足要求。6、确定针对本工程的施工质量检验评定标准。7、校核复合地基承载力。四、设备选型及施工前期准备(一)、主要施工设备及其技术参数我们采用xx机械厂生产的长臂螺旋钻机CFG20牌桩机，其性能大大优越于一般沉管振动打桩机。长臂螺旋钻机CFG20桩机的主要技术参数见表1。长臂螺旋钻机CFG20系列的主要技术参数表表1型号DZ—40YDZ—50YDZ—60Y技术参数振动锤振动锤振动锤静偏心力距NMM196245294偏心块轴转速rpmm105010501050激振力KN235304363空截振幅mmm8.59.610.5重量kkg325035004000允许加压力KKN118137137允许拔桩力KN137157157电机功率KKW374555电源100m内KVA125150200每台打桩机还配置输送泵一台、水泥罐车两台、电焊机一台。混合料采用自动计量的大型拌和设备进行拌和，确保计量准确。另配置一台160型挖掘机，配合人工请整场地凿除桩头,以提高工效。（二）、劳动组织每台CFG钻机可配备机组长（指挥者）1人、操作台1人、下料开泵机手拌料2人、前台对桩位调中心1人，拉管1人。司机2人、共8人组成一个班组。一个工地可根据施工场地和数量需要配置多少钻机。此外，整个施工段设测量定位3人、凿桩头和接桩、制作扩大头可根据具体情况进行安排3人。(三)、施工前期准备1、清除地表下各种障碍物（包括建筑垃圾、地下管线、电缆等），将施工场地填垫平整。2、保证进场临时道路畅通，施工用电现场要配置一台发电机配用，3、组织材料进场，进场水泥、粉煤灰、碎石必须具备出厂合格证，并经现场取样送试验室复检合格，存放场地要充分满足施工需要，现场布局合理。4、根据桩位平面图及中心线，用经纬仪定向，钢尺量距，确定桩位。5、测量现场地面标高，确定桩顶标高。五、施工工艺（一）、施工工艺流程<图1-长臂螺旋钻机灌注桩工艺流程>施工工艺流程图图11、桩机进场根据设计桩长、钻杆入土深度确定机架高度为1.4~1.8米、钻头0.7米钻杆长度4节共16米和标定的配重进行设备组装。2、桩机就位桩机就位必须平整、稳固。待桩机就位后，调整钻杆与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％。3、钻杆钻头（1）根据设计要求测放桩位。（2）移动桩机就位进行钻头对中，即调好桩机垂直并使钻头中心与桩位中心重合，桩高垂直度偏差不大于1%。（3）启动桩机，旋转导管，旋转下沉过程中要观察钻杆是否有挤偏、跳动现象，下沉速度是否异常等。（4）灌注及拨管：钻孔至设计标高后，停止钻进，提拨钻杆20-30厘米后开始泵送混泥土，每根桩的投料量应不小于设计灌注量。钻杆芯管充满混合料后开始拨管，并保证连续拨管。施工桩顶高程宜高出设计高程30-50厘米，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶进行养护。（5）钻杆达到设计深度或持力层时，判定该深度或贯入深度是否达到规范和设计要求，满足了这些要求和规定，方可终止旋转。测定钻杆的贯入深度应在下列条件下进行：a旋转的速度和电流值的大小，；b钻杆未偏离中心。（6）钻进过程中专人做好施工记录。（7）记录电流变化及时间情况，一般在开钻到设计深度时记录一次。4、输送砼和拔管钻杆达到设计要求深度后，立即灌注混和料，减少时间间隔，以免管底渗入水和泥浆，影响成桩质量。（1）施工前选择好混和材料规格。根据施工经验和本工程的实际要求，混合料按设计配合比经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于1min，如粉煤灰用量太大，拌和时间还要适当放长，加水量按塌落度5-7cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜（施工时作适当的调整）。（2）现场合理布置CFG钻机的位置，以便输送导管的直度减低混合料出料时在导管内的阻力，提高加快输送砼的时间，第一次泵送时要根据导管的长度先泵送一部分水泥沙浆和水，当气温过高时考虑加缓凝剂，防止堵管。（3）搅拌时严格按照配合比设计进料在大型搅拌站搅拌、。（4）灌注时应先把沙浆泵送完后见混泥土才开始钻孔到设计后开始灌注不要让沙浆影响成桩质量；钻杆至设计标高后尽快泵送砼料，直到钻杆内砼下到钻头。若拨管速度控制不是很好没有到顶，在前台人员应及时扒开桩头的浮土继续灌注，以保证成桩桩顶标高满足设计要求。（5）移机：灌注时采用静止提拨钻杆（不能边行走边拔钻杆）拔管速度控制在2-3米/分钟，拔管过快易造成局部缩径或断桩；拔管太慢，容易造成钻头砼下不去致使堵管。对淤泥或淤泥质土，拔管速度可适当放慢，拔管过程中砼输送要注意泵送时间和次数。成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩长。（6）拔管时第一次不宜过高，防止向上拔管的同时土下滑造成桩底浮土过多，先拔20-30厘米后开始泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩过程中要连续进行，防止缩径和断桩。（7）灌混合料过程中按规定制作和保养混泥土试块（每台班做一组试块）。（8）钻机应先慢后快，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺否则容易导致桩孔偏斜、位移、甚至使钻杆、钻头损坏；（9）灌入过程中由专人统计混合料用量，计算充盈系数，理论灌量由钻杆外径和桩长计算得出，一般情况下充盈系数大于1。（10）施工结束后注意保护桩头，在龄期未到之前禁止重型机械局部碾压，并不得填土加载。（11）施工中采用强制式搅拌机集中搅拌，保证混合料的顺利输送，桩机移位到下个桩位时应根据轴线或周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩中心的垂直度和偏位造成挤压周围成桩。和桩位的准确行。（12）考虑到地下水较高，水压较大，地下水有可能会在邻近桩尚未初凝的桩身内形成临时排水通道，影响桩身质量，施工时在附近开挖集水井排水。（13）钻杆拔出地面后，确认桩符合要求后应用粒状材料或用粘土封顶，然后移机继续下一根桩的施工。5、打桩顺序桩施工顺序，主要应考虑新打桩对已打桩的影响。打桩顺序有连打法、间接跳打法。具体采用何种打法最好由现场实际地质情况来确定。连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易发生上述现象，但土层较硬时，在已打桩中间补打新桩，可能造成已打桩被震裂或震断。另外施打顺序与土性和桩距也有关。在软土中，桩距较大时可采用隔桩跳打，但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7天。在饱和的松散粉土中，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打。因为松散粉土振密效果较好，先打桩施工完后，土体密度会明显增加，而且打的桩越多，土的密度越大，桩越难打，在补打新桩时，一是加大了沉管的难度，二是非常容易造成已打桩断桩。满堂布桩时，无论桩距大小，均不宜采用四周转圈向内推进施工，因为这样限制了桩间土向外的侧向变形，容易造成土体大面积隆起，断桩的可能性增大。应遵循由“中间向四周”或“一边向另一边”的原则。（如下图2所示）6、封顶当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后，其上部可用粒状材料或粘土进行封顶并做好标记。此时应注意，封顶的顶面标高应加上保护桩长的高度。(注：保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，一般取50-70cm，扩大桩头施工时将其剔掉，以确保顶部桩体质量。)7、凿桩头桩身达到龄期后，在确定桩顶标高施工扩大桩头前，应先凿除桩体保护桩长至扩大桩头底部标高。砍桩头前桩周工作垫层碎石土为避免机械扰动造成断桩宜采用人工进行开挖。凿桩头可采用风稿自上而下凿除混凝土至指定标高，也可用錾子对称截桩至指定标高。8、接桩当CFG桩在凿除浮浆后或由于浅部断桩（1.5m之内，超过1.5m接桩开桩土体可能回导致相邻CFG桩断桩）造成桩体顶面标高低于扩大桩头底面标高时，应采用强度高出桩身一级的混凝土进行接桩。接桩部分的桩径应比设计桩径大20cm，与既有桩体的咬结长度不小于20cm。如下图3《CFG接桩示意图》。（二）、CFG桩施工质量检测1、CFG桩施工中，每台班做一组试块（3块），进行28d强度检验。成桩28d后按总数的2‰进行单桩承载力或复合地基承载力试验，且每检验批不少于3根。其承载力、变形模量应符合设计要求。2、CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求，利用低应变检测方法检验，按总桩数的10%进行检验。3、CFG桩施工的允许偏差、检验数量及方法符合下表2的规定。CFG桩施工允许偏差、检验数量及检验方法(表2)序号检验项目允许偏差检验数量检验方法1桩位(纵横向)0，50mm按成桩总数的110%抽样检验验，且每检检验批不少少于5根经纬仪或钢尺丈丈量2桩身垂直度1.0%经纬仪或吊线测测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50—1000cm深后，用用钢尺丈量量（三）、施工注意事项1、CFG桩施工严格按试桩确定的混合料配合比和技术参数进行，技术人员旁站监督，确保成桩质量。并作详细的成桩记录。2、CFG桩施工时从一边向另一边推进，采用隔桩跳打，CFG桩应快速施工完，以防缩径、断桩。用收紧钢丝绳加压方式提高沉管效率时，防止发生翻架事故。3、桩入土深度，桩以标高控制（桩架上画进尺标记）为主；端承桩以贯入度控制为主。混合料充盈系数应≥1.2，当小于1时，采用全桩复打；缩径桩局部复打超过缩径处1.0m以上。4、每次泵送砼时，第一次泵送灌满钻杆。拔杆过程中前台指挥人员要听钻杆内砼下滑的声音和排风孔是否有混泥土浆出来，防止拔管过快，造成缩径或断桩。气温5℃以下灌桩时，混合料加热保暖；桩顶混合料强度达到50%设计强度前，应采取防冻措施。成桩过程中密切注意地面隆起和桩顶浮浆（不超过20cm）情况，必要时桩顶静压（≥3min/桩，1.2倍桩设计荷载），以防缩径和断桩。六、质量及安全保证措施（一）、质量保证措措施1、严格过程控制：：定位偏差差、垂直度度要求符合合规范，严严格按施工工参数：配配合比、塌塌落度、终终孔条件、拔拔管速度施施工。2、做好检测和测试试工作a)测量桩位前前应对施工工现场原始始地面标高高进行抄平平测量，将将施工现场场整平碾压压密实后放放出各桩位位的准确位位置，将线线路的纵坡坡、横坡考考虑在内，施施工桩顶控控制在比设设计高30-550厘米处，将将施工区域域进行划分分，并将各各桩位进行行编号，定定机、定人人进行管理理。b)布桩时CFG的的数量、布布置形式及及间距必须须严格按设设计要求，并并遵循从一一边到另一一边推进施施工原则，具体的施工方法按技术交底施工。c)对进场施工的长长螺旋钻机机在开钻前前应由现场场的技术人人员对标尺尺，刻画进进行复核，消消除标识误误差，并在在机架上按按0.5米进行标识识，好确定定桩长。d)现场值班人员每每根桩都要要根据桩机机上的垂球球目测钻杆杆的垂直度度，以保证证桩身垂直直度不大于于1%，确保桩桩体的正常常受力。e)长螺旋施工时，钻钻孔开始要要关闭阀门门，向下移移动钻杆至至钻头到地地面时，启启动马达先先慢后快，如发现现钻杆摇动动难钻时应应放慢速度度，否则容容易造成偏偏位，位移移，f)判断钻头是否到到了持力层层时根据两两个方法，一一是在钻机机的驾驶室室内观察电电流值的大大小，在软软层时一般般为50-1120在持力层层时电流值值瞬间可达达到150左右，同同时电压下下降，此时时可判定为为持力层，二二是在钻机机旁边直观观观察，当当钻头到达达持力层时时，钻杆动动力头上部部发生颤动动和轻微的的摆动，钻钻机的动力力明显的减减弱此时也也可判定为为到达持力力层。3、为避免出现CFFG桩断桩率率较高的质质量通病，采采取以下措措施：采用片石、碎石石工作垫层层的石块粒粒径不大于于30cmm。由于设计满堂布布桩且间距距较小，一一般采取连连打跳排的的施打工序序。且施工工新桩时与与已打邻桩桩的间隔时时间不应小小于7d，必要时时可在混合合料内掺入入缓凝早强强剂。4、CFG桩施工时时应从路基基中间向四四周推进施施工。（二）、安全环环