CFG水泥粉煤灰碎石桩试桩方案.doc

CFG桩试桩施工方案
（DK145+905～DK145+920）

编 制：
复 核：
审 批：

中铁十一局沪昆铁路客专长昆CKTJ-3标第二项目部
二零一零年十一月

长昆客专（湖南段）
I类施工组织设计(方案)报审表
编号：CKKZ02001
施工单位
中铁十一局集团有限公司
施工标段
沪昆客专长昆湖南段第二项目分部
施工组织 设计名称
DK145+905～DK145+920段CFG桩试桩

致 长沙中大/贝利沪昆客专长昆湖南段监理站 监理单位：

由我单位负责编制的 DK145+905～DK145+920段CFG桩试桩 施工组织方案已完成，请给予审核。

施工单位（章）
负 责 人
日 期

监理工程师审核意见：

监理工程师
日 期

监理组审核意见：

监理组长
日 期

注：本表适用于标段工程。一式4份，施工单位2份，公司、监理各1份。

杭长（长昆）客专湖南段III类施工组织设计报请核单
施工单位
中铁十一局集团有限公司
施工标段
沪昆客专长昆湖南段第二项目分部
施工组织
设计名称
DK145+905～DK145+920段CFG桩试桩施工方案
致 长沙中大/贝利沪昆客专长昆湖南段监理站 监理单位：
我分项工程 DK145+905～DK145+920段CFG桩试桩 施工方案已完成，请予以审核。

报审单位：中铁十一局集团有限公司 报审人： 报审时间： 年 月 日
审核意见（监理单位）：

审核单位： 审核人： 审核时间： 年 月 日

CFG（水泥、粉煤灰、碎石）桩试桩方案
一、试桩目的
优化施工工艺，确保工程质量，确定合理的工艺参数指导施工。
二、试桩地点及数量
试桩地点选在DK145+920左侧处，试桩数量4根，从线路左侧向右编号依次为①～④，桩间距1.6m，，各桩数据统计如下表。采用长螺旋钻机施工。
CFG试桩桩号数据统计表
桩位编号
桩径(m)
桩长(m)
桩顶标高
①
0.5
4.45
150.49
②
0.5
4.5
150.49
③
0.5
4.55
150.49
④
0.5
4.6
150.49
三、试桩仪器及机械设备配置表
序号
设备名称
型号
功率
数量
备注
1
长螺旋钻机
LZ-23

1套
包括混凝土泵
2
发电机

200 KW
1台

3
自卸汽车
8T

4辆

4
全站仪

1台

5
水平仪

1台

6
罐车
9m³

4台

四、人员配置
现场管理1名，技术人员6名（试验1名，记录1名，测量3人，技术负责1人），机械操作工3名，电工1名，罐车司机4人，其他人员8名。
五、工程材料
1、水泥选用湖南娄底双峰海螺水泥有限公司生产的海螺牌水泥，规格P.042.5；碎石选用杨市镇板桥碎石厂生产的，规格5-31.5；粉煤灰选用华天能环保科技开发有限公司生产的F类粉煤灰；砂选用株洲三门镇砂场生产的，规格为中砂；外加剂选用江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA（1）；水采用自来水。
2、CFG桩桩身材料为C15混凝土，根据选定原材料的性质，选定混凝土配合比为水泥：砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水＝1:4.42:5.27:0.42:0.014:0.8。
六、长螺旋钻机成孔CFG桩施工工艺流程
长螺旋钻机成孔施工工艺流程图

七、长螺旋钻孔管内泵压砼成桩试桩施工方法
（1）施工准备
施工现场内道路应符合设备运输车辆和汽车吊的行驶要求，保证运输安全。清理整平原地面，使钻机能稳定摆放，并做好排水工作。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。
（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,并用白石灰作标记。

（3）钻机就位
钻机就位前，先施工排淤沟。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%。
（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160mm～200mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200 mm。
（5）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。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，记录钻进深度，判定是否满足设计要求，满足要求后停钻。CFG桩加固深度应穿透强风化岩层内不小于0.5m，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；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顶面。施工中结合两个指标来判断桩长是否达到了设计要求。
（6）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管速度相匹配，拔管速度控制在1.2- 1.5m/min左右。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。砼灌注到桩顶后用振动棒对桩顶以下3～4m范围内进行振捣。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。
在施钻的同时,搅拌站按工地试验室确定的配合比搅拌水泥、粉煤灰、砂、碎石、外加剂混合料，并检查其坍落度。用砼罐车运到工地后，再次检查混合料的坍落度，符合要求后向管内泵送混合料。
（7）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。

（8）桩头处理
① 桩间土清理
CFG桩施工完毕后,待桩体达到一定强度后（一般为7天）,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。
② 桩头截除
桩头截除采用截桩机截除。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。桩帽间土使用满足设计要求的填料夯填密实，压实系数至0.9以上。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。
③ 加固区无保护层段落禁止任何机械进入。
④ 桩顶标高可根据地面标高调整，为确保CFG桩受力均匀，桩顶标高与控制标高偏差不应大于5cm。
（9）浇筑桩帽
按设计要求，桩帽采用圆形桩帽，直径100cm，高50cm，现场立模浇筑。
八、施工常见问题及预防措施
（1）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。以下为产生堵管的原因和具体的预防措施：
① 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。
预防措施：要注意混合料配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m³～90kg/m³的范围内,混凝土坍落度应控制在160mm～200mm之间。
② 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、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。
预防措施：严格控制混凝土坍落度。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。
③ 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。
预防措施：严格控制提钻时间，在钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时必须提钻。
④ 冬期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。
预防措施：冬季施工时,采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。
⑤ 设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。
预防措施：严格控制弯头曲率半径，弯头与钻杆不能垂直连接。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。
（2）窜孔
在饱和粉土、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号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。
① 发生窜孔的三个条件：
a)被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;
b)钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;
c)土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。
② 施工中采取的预控措施:
a)采取隔桩、隔排跳打方法;
b)设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切扰动;
c)减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累;
d)合理提高钻头钻进速度。
（3）桩头空芯
① 发生桩头空芯的原因：主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。
② 预防措施：为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。
（4）桩端不饱满
① 发生桩端不饱满的原因：主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。
② 预防措施：为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。
九、施工安全措施
1、配备专职的安全工程师负责试桩期间的安全监督、管理；
2、所有电力线均不能裸露；
3、吊车安装长螺旋钻机时派专人指挥吊装，非作业人员不能进入安装场内；
4、桩机安装必须四平八稳，以防倾倒；
5、桩机运行期间，非操作人员不能操作；
6、所有进入施工现场人员必须戴安全帽。
十、施工环保措施
1、试桩前挖好临时排水、排淤沟；
2、施工产生的泥浆及时运至指定弃土场；
3、凿桩头产生的混凝土块不能随意丢弃在施工现场或田地里，可铺摊在施工便道上。
十一、成桩检测
试桩过程中，抽样做混合料试块，一根桩做一组，试块尺寸15×15×15cm，并测定28天龄期的抗压强度不得小于15Mpa。成桩后待桩体达到一定强度后（一般为7天），对其质量进行检验，本路基段为CFG桩复合地基。
检测方法，首先，用低应变反射波法对CFG桩进行低应变检测，判断CFG桩桩身是否有缺陷，检验数量为总桩数的10%；然后，采用平板载荷试验对路基进行承载力及变形模量检测，复合地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件下，并宜在施工结束28d后进行，试验数量宜为总桩数的0.5%～1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。

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
桩体垂直度
1%
经纬仪或吊线测钻
3
桩体有效直径
不少于设计值
开挖50-100cm深后，钢尺丈量
十二、现场记录表
详见《CFG桩现场施工记录表》。

长昆客专（湖南段）
C F G 桩 施 工 记 录 表
编号：
施工单位

工程名称及里程

钻机类型

施工时间
201 年 月 日
混合料施工配合比： 水泥：砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水＝
桩径（m）： 间距（m）： 布置形式：
桩号
实测地面标高
设计桩顶标高
设计桩长(m)
钻孔深度(m)
电流值(A)
地质简述
混凝土灌注量(m3 )
停灌砼原因及时间
混合料坍落度(cm)
抗压试件编号

记录： 工班长： 现场技术负责人： 现场施工负责人：

注：此表每工班指定专人填写。坍落度每台班检验3次，混合料强度试块每台班做一组（3块）。