石济铁路客运专线八标段路基工程CFG桩施工作业指导书

石济铁路客运专线八标段路基工程编号：SJ-XXX-01CFG桩施工作业指导书单位：编制：审核：批准：2014年04月10日发布2014年X月X日实施目录CFG桩施工作业指导书 3一、 目的 3二、 编制依据 3三、 适用范围 3五、施工注意事项 10六、CFG桩施工出现的问题及处理办法 11七、质量记录 13八、质量保证措施 14九、CFG桩施工安全保证措施 15CFG桩施工作业指导书目的明确CFG桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导规范CFG桩施工。编制依据《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB20005-2010）《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）《石家庄至济南客运专线施工图-个别路基设计图》《石家庄至济南客运专线施工图-路基通用设计图》《石家庄至济南客运专线施工图-齐河站路基横断面图》适用范围本作业指导书适用于中铁十局石济客专8标D2K399+731.54～D2K399+731.54、改XLDK400+380.38～改XLDK403+433.28、改右XLDK401+076.60～改右XLDK402+765段CFG桩工程施工。施工工艺及技术要求核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。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用配比。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、打桩场地边线并标识。施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。1、操作流程1.1施工现场要求1.1.1场地平整。地表处理采用人工配合挖掘机、推土机进行，处理后的基底要求平整，无草皮、树根等杂物，且无积水、无软土地带，确保桩机在施工过程中不下沉、不倾斜。根据设计文件要求，场地整平至高出设计桩顶标高不小于50cm。1.1.2施工用水、用电、道路及临时设施均已就绪。1.1.3现场已设置测量基准线、水准基点,并妥加保护。1.1.4现场测量放线定位：根据分区及编号的桩位采用全站仪放样，设好控制桩，定出线路两侧桩位。桩位以20cm左右长的竹桩，中间夹彩色塑料带或红布打入地面做标志（如图1）。1.1.5施工材料已进场并检验完毕。图11.1.6长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备应经检查、维修，保证浇筑过程顺利进行。图11.1.7配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行技术交底、安全交底。1.1.8CFG桩施工前修整施工道路，保证混凝土运输通畅。1.2桩基施打顺序CFG桩施打顺序采用从线路中心向两侧顺序推进或跳打施工。1.3操作工艺1.3.1钻机就位钻机就位后，应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%，桩位容许偏差不大于5cm。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度（如图2）。每根桩施图2工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后方可开钻。达到设计深度后空转清土,在灌注前不得提钻。图21.3.2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地时，启动马达钻进。钻孔开始时先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高，停止钻进，桩长允许偏差不大于10cm，桩径允许偏差不大于2cm。1.3.3混合料搅拌混合料按施工配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1min，塌落度控制在160～200mm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并在电脑中详细记录。1.3.4砼灌注及拔管CFG桩成孔到设计标高后，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,严禁先拔管后泵料。在施工时钻机提拔速度宜控制在2m/min～3m/min，根据提拔速度进行泵送量的匹配，严禁超拔。混凝土泵送量应与拔管速度相配合，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，灌注时采用静止状态下提拔钻杆，同时保证钻头始终埋入混合料中。施工桩顶标高应比设计标高高出0.5m，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求。灌注完成后，桩顶盖土封顶予以保护。在灌注混凝土时，对于混凝土的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混凝土的投料量。现场设专人负责检查砼灌注质量及处置意外情况；混凝土进场后应立即灌注，不得长时间搁置；混凝土供应连续，严禁长时间中断；保证桩身混凝土至少24小时养护，避免扰动。1.3.5钻机移机当一根桩施工完毕后,对钻机头进行保护，钻机移位,进行下一根桩的施工。1.3.6现场试验对于每盘混合料，试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，测定其28天抗压强度。施工过程中认真填写施工记录，每台班或每日留取试块1～2组。1.3.7截桩头图3第一步清土。在灌压桩施工完毕后立即将多余砼铲除；成桩5天后利用小型挖掘机清理桩周土，自卸汽车外运。施工时严格控制标高，不得超挖（如图3）。图3图4第二步剔桩。在成桩后5天左右剔桩，避免因桩身强度提高较大时剔桩困难。截桩头采用带合金钢锯的截桩机，在桩顶设计标高处沿桩周边切15cm深的切口，共切3刀，刀间距按120布置，以确保桩周边均被切割为宜。采用3根扁口钢钎间隔120，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用钢钎修平。桩顶标高用水准仪严格控制，桩顶允许偏差0～+20mm（如图4）。图4截桩过程中，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。如果发生断裂，必须及时清除桩头余土。桩顶凿毛后采用同标号的混凝土补齐到相应标高，并超出桩周200mm，并做好养护。2、质量控制CFG桩身施工完毕，一般28天后进行检测，采用低应变法和静荷载试验对桩身质量检测，静荷载试验数量取桩总根数的千分之二，且不小于3个，低应变检测取总桩数的10%。单桩承载力符合下表要求单桩承载力≥KN8m10m11m12m14m15m17m18mD2K399+730～DK401+900/200/270/360//DIK401+900～DIK403+045/300/360/440//DIK403+063～DIK403+913/310/360/430//DIK403+952～DIK404+811/320///500//改XLDK400+380～改XLDK400+559//280/400/530/改XLDK402+685～改XLDK402+797/320///410//改XLDK402+816.18～改XLDK403+433.25300//380////改右XLDK401+077.86～改右XLDK401+114.88///////550改右XLDK401+125.27～改右XLDK401+406.68220260//////改右XLDK401+427.22～改右XLDK401+819.46220//300////改右XLDK401+843～改右XLDK402+406.87220///////改右XLDK402+431.7～改右XLDK402+765250///////CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号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％抽取检验，且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1％经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩径允许偏差2cm开挖50～100cm深后，钢尺丈量3、工艺流程4、浇筑桩帽桩顶凿毛后直接将周围土压实，压成长、宽1m,高0.3m的土模，然后浇筑混凝土。如桩头周围没有土或者土层小于0.3m，可以从其他地方取土已制作土模。五、施工注意事项1、施工前应探明地上及地下管线情况，确保全部管线迁改完成后方可钻孔灌桩。2、施工中通过对电流的观察、对长螺旋的钻杆速率、对钻机的颤动观察等确保桩长达到设计要求，确保CFG桩已穿透软弱土层至硬底。3、做好地质情况的复核工作。对有代表性的地点在施工过程中适时提钻以确认地层分布情况是否和地质资料一致，特别是钻进达到设计深度时要确认桩尖是否已经达到持力层足够深度。必要时，可在相邻两地质横断面中间进行补钻，以进一步复核地质情况。若出现异常情况，及时通知监理单位和设计单位到现场确认，并提出处理意见。4、成孔时钻头到达设计标高后，钻杆停止转动，开始泵送混凝土。成桩的提拔速率宜控制在2～3m/min左右。成桩过程宜连续进行，应避免后台上料慢造成的供料不足、停机待机现象。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告和施工已掌握的场地土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不宜在这些土层内停机。成桩过程中必须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。当成桩至桩顶标高2.0m以内时，应连续泵送至桩体混合料高出桩顶标高。5、混凝土灌注时钻杆提拔速率和输送泵的泵送量要密切配合，钻杆静止提拔，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔及先提管后泵料。灌注过程中芯管插入混凝土的最小深度宜按25cm控制，且不得大于1.0m。灌注过程中应尽量避免中间停顿，若发生停顿，时间不应超过2小时。6、CFG桩施工完成并检验合格后要求设置沉降、位移观测设备进行沉降、位移观测。7、冬季施工时混合料入孔温度不得低于5度，对桩头及桩侧土应采取覆盖和保温措施。8、CFG桩施工完成28天内不得有任何机械在上面行走。施工完成28天以后对桩身质量、单桩承载力及复合地基承载力检测。检测合格后方可进行上部路基施工。9、涵洞底部及两侧路堤、桥头路堤CFG桩施工应在涵洞或桥台施工前进行。六、CFG桩施工出现的问题及处理办法1、混凝土超方超方原因：⑴钻杆离心作用、灌注时砼自重作用和输送泵泵压作用使CFG桩扩孔；⑵地质原有地层承载力较小，土质处于流朔状态，极易造成扩孔；⑶钻杆长度在28m以上，钻杆长细比较大，柔性大，在钻孔过程中摆幅较大，致使桩孔中下部扩孔。处理办法：⑴将钻头直径切割小，成倒圆台状；⑵将钻机电动机转速调慢，调至18rad／min左右，可减小钻杆离心力使其摆幅减小，从而底端CFG桩“瓶腹”减小；⑶调节输送泵阀门板，使管内泵压减小，减轻对桩周围土对压力。2、窜孔窜孔是指在灌注完前一根CFG桩后，钻相邻下一根桩时，前一根桩的混凝土面突然大幅度下降，混凝土涌入新钻孔内，造成下一根CFG桩钻孔和灌注困难。窜孔的结果就是相邻两个宝瓶状桩的CFG桩连接在一起。如果窜孔现象很严重，一是加大桩间距，重新检算，二是改为其它地基加固方法，如预制桩打入等。3、堵管原因：⑴混凝土和易性差，泵送困难；⑵混凝土供应不及时，等待时间较长，在输送管内已初凝；⑶混凝土骨料直径太大；⑷钻机设计不合理，弯头管半径过小，混凝土输送困难。采取相应措施进行改善。4、粘钻粘钻是指在长螺旋钻管内泵压灌注CFG桩，钻孔灌注过程中，钻杆被土层紧紧粘住，无法转动也无法拔出，需要使用其它设备才能拔出，甚至钻杆断裂而无法拔出。产生粘钻现象的主要原因是，钻孔区域有厚层的处于流塑状态的饱和土，土的液限指数和粘聚力都很大；或者是钻孔过程中由于机械故障或电力供应中断，使钻机停转时间较长，钻杆无法转动。5、断桩断桩原因：⑴施工保护不够，大型机械进入已灌桩区域；⑵钻杆排气阀门设置不当，使CFG桩内有空气，极易产生断桩；⑶混凝土供应不及时，待料时间过长凝固，新旧混凝土接触面处发生断桩；⑷地下水丰富，也易产生断桩；⑸拔管和泵送混凝土配合不协调；⑹截桩时人为的损坏。预防措施：⑴加强施工区域的防护，严禁一切机械进入；⑵经常检查排气阀，并将包裹混合料和泥巴及时清除，保证芯管排气畅通；⑶加强混凝土运输组织调度，保证混凝土及时供应；⑷对流朔状态和地下水丰富地质情况进行论证；⑸加强技术交底和操作培训，操作配合默契；(6)使用锯石机切割，使CFG桩从预裂处断开。接桩方法：⑴浅部断桩，在断桩位置挖一个比设计CFG桩直径大20cm的圆坑，圆坑和CFG桩同心，挖至断桩面下10～20cm处，灌注混凝土至设计桩顶标高；⑵断桩位置较深，须扩孔下挖，支模板浇注混凝土，模板直径比CFG桩直径大20cm,安装与CFG桩同心，下部比断桩面低10～20cm，拆模板后用原土夯实回填。七、质量记录1、工程定位测量记录；2、原材出厂合格证；3、原材试验报告；4、混凝土配合比、坍落度、搅拌时间记录；5、长螺旋桩机拔管速度记录；6、地质情况记录；7、静载、动载检测报告；8、混凝土抗压强度试验报告。八、质量保证措施1、工区成立质量管理领导小组，成员主要是质检工程师、班组质检员，定期召开质量分析会，对发现的问题及时研究，制定改进措施。2、加强技术管理的基础工作，施工中认真执行“三检”，严把“五关”，即施工前、施工中、完工后检查，和技术图纸资料复核关、技术交底关、工程试验关，原材料进场关和隐蔽工程检查签证关。3、严把材料进场关，保证使用符合规范要求的水泥、砂、石、外加剂等材料，并做好材料试验，并认真填写有关记录。4、混凝土现场浇灌过程中一定要确保桩体混凝土的密实性，保证桩截面尺寸，钻头提升应保持匀速，提升速度不得大于混凝土浇筑速度，防止发生缩径，断