CFG桩试桩方案.docx
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CFG桩试桩方案
新建石家庄至济南铁路客运专线工程sjz-5标二分部
水泥粉煤灰碎石桩（CFG）
工艺性试验施工方案
编制：
复核：
审核：
审批：
中铁六局集团有限公司
二〇一四年三月
目录
第一章概述-1-
1、工程概况-1-
2、地质水文情况-2-
3、编制依据-3-
第二章试桩施工总体规划-3-
1、试桩工期安排-3-
2、施工组织机构-4-
3、作业人员组织安排-5-
4、主要机械设备配备-6-
第三章主要施工方案及工艺流程-6-
1、主要施工方案-6-
2、试桩目的-7-
3、施工准备-7-
4、施工方法及工艺流程-8-
第四章质量、安全及环保措施-12-
1、质量保证措施-12-
2、安全施工保证措施-13-
3、文明施工和环境保护措施-14-
第一章概述
1、工程概况
起点DK162+863.42开始，北绕高氏墓群（距其约1.5km），向东南依次跨京杭运河、104国道、京沪铁路，北绕封龙墓群（最近距离170m），依次跨京沪高速公路、彰卫新河岔河、彰卫新河、京沪高速铁路，以8000半径于北端引入京沪高速铁路德州东站东侧。
线路出德州东站向南，至标段重点D2K331+636.49处结束。
线路以填方通过，多为耕地及杨树林，地形平坦、开阔，路堤中心最大填高7.57m。
本段路基均为软土路基，基底需进行加固处理，加固方式主要为CFG桩、预应力混凝土高强度管桩、螺杆桩。
其中D2K329+043.04～D2K330+136.59段路基基底采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG）进行加固。
本施工区段范围内CFG桩总长约99520延米。
CFG桩按正方形布置，桩径0.4m，桩间距1.8m，桩长10～15m，具体形式详见软基处理形式汇总表。
软基处理形式汇总表
里程范围
长度（m）
桩型
桩径（m）
桩距（m）
桩长
垫层型式
备注
DK327+711.42~
DK327+933.50
222.08
预应力管桩
0.4
2.0
30
0.15m碎石+0.5m砼板
左侧应力影响线之外桩长22m；垫层：
0.35m桩帽+0.5m碎石
DK327+945.50~
DK328+302.47
356.97
预应力管桩
0.4
2.0
30
0.15m碎石+0.5m砼板
左侧应力影响线之外桩长22m；垫层：
0.35m桩帽+0.5m碎石
DK328+325.41~
DK328+355.41
30
预应力管桩
0.4
2.0
30
0.15m碎石+0.5m砼板
左侧应力影响线之外桩长22m；垫层：
0.35m桩帽+0.5m碎石
DK328+355.41~
DK328+385.41
30
螺旋桩
0.4
2.0
22
0.3m桩帽+0.5m碎石
DK328+385.41~
DK328+415.41
30
螺旋桩
0.4
2.0
15
0.3m桩帽+0.5m碎石
里程范围
长度（m）
桩型
桩径（m）
桩距（m）
桩长
垫层型式
备注
DK328+415.41~
DK328+985.32
569.91
螺旋桩
0.4
2.0
20
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K329+043.04~
D2K329+150.00
106.96
CFG
0.4
1.8
10
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K329+150.00~
D2K329+343.19
193.19
CFG
0.4
1.8
10
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K329+400~
D2K329+692.90
292.9
CFG
0.4
1.8
10
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K329+692.90~
D2K330+034.98
342.08
CFG
0.4
1.8
10
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K330+034.98~
DK330+111.59
77.61
CFG
0.4
1.8
10
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K330+111.59~
D2K330+136.59
25
CFG
0.4
1.8
15
0.3m桩帽+0.5m碎石
D2K329+922.48~
D2K330+034.98
112.5
CFG
0.4
1.8
15
0.2m碎石
2、地质水文情况
2.1、地形地貌
本标段沿线地貌为冀鲁平原，属华北平原的一部分，按成因分为山前冲洪积平原和冲积平原，局部为剥蚀残丘。
地形平坦，开阔，稍有起伏，石家庄地面高程40～80m，德州地面高程全线最低，约为20～30m。
2.2、工程地质特征
沿线地层属华北地层系，分布新生界第四系松散堆积层，厚度可达数百米。
地层为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）人工填筑土、冲洪积层（Q4al＋pl）、冲积层（Q4al）新黄土、黏性土、粉土、砂类土，第四系上更新统冲积层（Q3al）、冲洪积层（Q3al＋pl）新黄土、黏性土、粉土、砂类土和碎石类土。
下伏奥陶系中统灰岩（O2）及燕山期侵入辉长岩（υ5）。
良村至济南冲积平原区：
第四系全新统冲积层厚度约25～50m，岩性主要为黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂；第四系上更新统冲积层厚度大于50m，岩性主要为黏性土、粉土、粉细砂等。
铁路穿越衡水地区，也是地面沉降危害严重区，较长时间内无法改善。
沿线软土呈零星分布，石家庄至衡水附近分布较多，锥尖阻力小于0.7MPa，采用挖除换填及复合地基法进行加固处理。
2.3、水文地质特征
冀鲁冲洪积及冲积平原区地下水赋存于第四系松散堆积层中，地下水类型为孔隙潜水，砂砾石层局部具承压性，主要含水层为砂类土。
地下水水位埋深一般在5～30m，主要由大气降水和地表水补给，以蒸发排泄为主。
2.4、地震动参数区划
沿线地震动峰值加速度为：
0.05g（地震基本烈度Ⅵ度）。
2.5、土壤最大冻结深度为0.5m。
3、编制依据
3.1、《个别路基设计图》（石济客专施路-53、石济客专施路-51）、《路基设计通用图》（石济客专施路通-12）等相关设计计文件。
3.2、国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。
《铁路路基工程施工规范》（TB10202-2002）
《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）
《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）
《铁路混凝土耐久性设计暂行规定》修订条文（铁建设[2007]140号）
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
第二章试桩施工总体规划
1、试桩工期安排
本标段路基计划总工期为8个月，计划开工日期：
2014年4月1日，计划竣工日期：
2014年11月30日。
DK25+380～DK25+480段路基CFG桩的试桩时间安排在2014年4月1日进行。
2、施工组织机构
2.1、项目部组织结构
中铁六局石济客专5标二分部组织机构图
2.2、作业组织机构
CFG桩试桩作业由第七架子队负责施工，主要施工管理人员如表1：
表1本次试桩投入的主要管理人员
序号
姓名
职务
备注
1
赵学军
架子队队长
试桩总负责
2
徐伟
架子队副队长
现场组织、协调
3
刘泽飞
技术主管
技术负责
4
吴宝景
质检员
现场安全、质量
5
刘江
技术员
现场技术
6
王争光
技术员
现场技术
7
舒铁欣
测量队长
现场放样
8
王禹
试验员
现场相关试验检测
3、作业人员组织安排
作业工班对本次试桩投入的主要劳动力安排情况见表2：
表2本次试桩投入的劳动力计划
序号
岗位
工作范围
人数
1
工班长
试桩工作班组总负责
1
2
施工员
试桩班组的现场管理与施工协调
1
3
安全员（兼记录员）
试桩现场的安全及原始资料记录
1
4
测量员
测量工作配合
2
5
桩机手
桩机操作
2
6
电工
现场施工用电
1
合计
8
4、主要机械设备配备
本次试桩拟投入的主要机械及检测设备见表3：
表3本次试桩投入的机械设备
序号
机械名称
数量（台/套）
备注
1
长螺旋钻机
1
2
混凝土泵车
1
3
混凝土运输车
2
4
发电机组
1
5
水准仪
1
6
电焊机
1
第三章主要施工方案及工艺流程
1、主要施工方案
CFG桩按正方形布置，桩径0.4m，桩间距1.8m，试桩9根，试验桩桩长按设计桩长10m进行。
CFG桩采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩。
本次试桩9根，试桩地点在在里程D2K329+043.04～D2K330+136.59段路基范围内。
CFG桩试桩现场布置图如下图：
2、试桩目的
2.1确定CFG桩所用混合料理论配合比（包括对原材料的选择和拌和工艺）；
2.2确定钻进速度；
2.3确定灌注时所需混合料的和易性；
2.4确定提管速度及提管速度与泵送混合料的关系；
2.5确定泵车击打次数与成桩长度的关系，实地总结通过击打次数和提管高度控制桩顶标高的经验
2.6测定试桩用混合料试块标准养护28天立方体抗压强度不小于20Mpa。
2.7通过试桩核对施工图纸中的地质资料进行复核、确认；
2.8根据试桩确定的施工工艺试验参数指导后续施工。
3、施工准备
3.1、施工现场准备：
3.1.1现场桩机调试完毕，确定地基承载力是否满足安全要求。
3.1.2利用推土机与挖机清除基底范围内的表层植被、腐植土及耕植土，挖除树根，同时进行场地平整，必要时可对施工场地进行局部换填或铺垫整块钢板的方式，提高地基承载力。
3.1.3施工前根据相关专业设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护。
3.1.4施工场地应具备“三通一平”条件。
3.2技术准备
3.2.1施工前我分部已组织技术、测量、试验、质检人员熟悉、审核施工图纸，并对图纸中的疑问要求设计院予以确认。
3.2.2组织现场技术、测量、质检、试验及施工班组学习施工图纸、相关施工规范，并组织作业人员进行CFG桩施工技术交底等工作。
4、施工方法及工艺流程
4.1施工工艺流程
长螺旋钻机施工CFG桩工艺流程图见下图
4.2主要施工方法
4.2.1测量放样
根据现场整平后的测量结果，按设计要求绘制CFG桩平面布置图，绘制桩位图时需注意确保每根桩只有唯一一个编号。
测量人员根据桩位平面图，使用测量仪器测放线路的中线，定出CFG桩桩位，经复核确认后做好记号。
同时测放施工区段内的地面标高，技术人员根据地面标高计算区段的桩顶、桩底标高
4.2.2钻机就位
长螺旋钻机就位，调整钻机水平并固定，专人检查将钻头锥见对准桩位中心，工作人员根据钻机架上的铅垂调节钻机垂直度，确保垂直度偏差不大于1%，桩位允许偏差不大于5cm。
4.2.3混合料搅拌
本区段CFG桩混合料设计强度为C20，由搅拌站集中拌制，按照配合比进行配料，搅拌时间不少于60s，具体搅拌时间根据实验确定。
混合料出厂的塌落度宜控制在160～200mm。
4.2.4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，这样可以减少钻杆晃动，容易检查钻孔的偏差，一遍及时纠正。
在钻孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺。
当钻头钻进直至到达设计桩长预定标高时，动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目标记，作为施工时控制孔深的依据，施工时还需考虑工作面的标高差异作相应增减。
4.2.5泵送混合料
混合料拌制完成后由混凝土运输车送至现场（此时钻机已钻至设计标高并提拔钻杆20～30cm），开始泵送混合料，使钻杆芯管充满混合料。
现场所需混合料用量需准确计算，避免混合料出现剩余造成浪费，或混合料不够造成停机待料。
4.2.6拔管、压灌成桩
当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，一边泵送，一边拔管，严禁先提管后泵料。
钻杆应静止提拔，提拔速度宜控制在每分钟2～3m，且应连续进行，拔管过程中导管应始终埋入混合料内1m左右以防断桩。
施工过程中应经常检查泵送压力、弯头和钻杆状态，防止导管堵塞。
严禁因后台供料慢而导致停机待料造成断桩事故。
施工桩顶高程宜高出设计桩顶标高0.5m。
4.2.7钻机移位
钻机移位至下一桩位施工时，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。
CFG桩施工时弃土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时会因钻机支撑腿撑压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。
因此，下一根桩施工时，应根据周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位正确。
4.2.8弃土清运、截桩
1）弃土清运
当桩身混凝土强度达到设计强度的70%时，可将打桩弃土清运，清运时不可对设计桩顶标高以下的桩身造成损害，不可扰动桩间土，不可破坏工作面未施工桩位，因此采用小型机械清运，弃土清运应与CFG桩施工配合进行，严禁设备碰撞CFG桩，避免造成浅部断桩。
同时弃土清运时应注意保护桩位放线点，避免桩位点移位或丢失。
桩间保护土层的清运原则上应在CFG桩施工结束后进行，如在CFG桩施工期间进行，应不影响CFG桩正常施工。
桩距较小或槽底土易受扰动时采用人工开挖桩间保护土层，在桩距足够大且槽底土不易受扰动的情况下，可以采用小型机械开挖、清运。
开挖过程中应用水准仪进行测量，控制标高，以避免超挖。
桩间保护土层开挖、清运过程中，需合理安排开挖、清运顺序，避免开挖和运输机械直接在基底面上行走，造成基底土层的扰动。
在桩间保护土层开挖、清运过程中，应注意成品CFG桩的保护，特别是采用机械开挖、清运的情况下，应有专人指挥机械，严禁机械碰撞桩头，以避免造成浅部断桩。
2）截桩
保护土层清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，截桩时在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，采用截桩机截桩。
桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高。
4.3质量控制及检验
4.3.1CFG桩施工的允计偏差、检验数量及检验方法应符合下表规定：
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
测量
2
桩体垂直度
1.0%
经测量仪器或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50~100cm深后,钢卷尺测量周长，计算桩体直径
4
桩顶高程
±50mm
仪器测量
4.3.2CFG桩施工完毕，一般28天后进行检测，检测包括采用低应变法对桩身质量的检测测和静荷载试验对承载力的检测。
单桩和复合地基承载力应满足设计要求，试验数量宜为总桩数的2‰，且不少于3根；低应变检测取桩总数的10%且不少于3根。
4.4施工注意事项
4.4.1所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。
4.4.2如果在保护土层开挖和截桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须接桩至设计桩顶标高，剔平凿毛清洗干净桩顶，采用C20碎石混凝土接桩，并超出桩周20cm。
4.4.3水泥砂浆桩施工完成后28天内严禁任何机械在上面行走，满28天后进行桩身质量检测，检测合格后方能施工上部路基。
4.4.4为保证质量，施工桩顶宜高出设计桩顶标高不少于0.3m，在垫层施工时将上部质量较差的0.3m部分挖除。
第四章质量、安全及环保措施
1、质量保证措施
为了达到预期的试桩效果，得到预期的满足现场施工条件的施工工艺技术参数，必须建立可控的质量保证管理措施。
建立三全控制措施，即全过程质量控制、全面质量控制、全员参与控制。
具体质量保证控制措施如下：
1.1施工前组织工程技术、质量、试验、测量及作业班组等相关人员召开技术交底会。
1.2做好施工全过程的质量控制工作。
1.2.1配齐满足工程施工需要的人力资源。
1.2.2配齐满足工程施工需要的各类机械设备。
1.2.3组织技术精湛、责任心强的测量人员，进行测量放样。
1.2.4对已经批复的工艺试验方案、方法和指标进行严密的监视和控制，并加强监督的力度和控制的手段，使工程的每个工序均达到优良标准。
1.2.5严把过程检验和试验关。
1.3加强施工过程中的试验与检验，做好施工材料的质量控制，坚决杜绝不合格材料进场。
1.4分项工程验收合格后，及时将资料整理完善并签认归档。
资料整理必须严格按要求进行，做到资料的真实、清晰、齐全。
2、安全施工保证措施
2.1建立以项目部经理为第一责任人的安全组织机构，对各分项工作由具有丰富经验的专业人员担任安全负责人，同时各施工队队长为安全工作的第一责任人。
安全员必须每日巡查施工现场，及时处理各种安全隐患，确保安全生产。
2.2实行每周安全生产例会制度，针对施工中的安全隐患及时整改，所有参与工程施工的人员必须时刻绷紧思想中的安全弦，牢固树立管生产必须管安全、安全无小事的施工理念，同时加强安全教育，提高生产人员的安全意识，切实做到防患于未然，确保安全、优质、高效施工。
2.3做好安全生产的教育和宣传工作。
对进场人员按照不同工种进行安全教育培训，并考试合格后方可上岗作业。
施工现场设安全标语和针对性醒目标牌，时刻提醒生产人员的安全意识，坚决杜绝酒后上岗，对违反者给予严肃处罚。
2.4机械进场前，需要对场地土进行碾压密实，确保桩机平稳施工，避免发生桩机倾斜。
2.5桩机手等相关操作人员必须持证上岗，进行安全教育培训与班前安全教育。
所以进场人员必须戴安全帽。
2.6桩机入场后，需提供桩机配套相关合格证明文件及年检报告，每天上班前需要对钢丝绳及液压轮轴等易磨损部分加强检查，确保制动灵活，试机正常后方能施工。
施工过程中加强对桩机各部件的日常检查与维修保养。
2.7吊装运输及起吊时，需要专人指挥及监护，隔离操作，严禁人员通行。
2.7施工毕后，遗留下的孔洞上面要加盖或回填，以防人员掉陷。
2.9为避免挤土效应对周围建筑物的影响，需在建筑物边开挖土沟。
2.10机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作。
2.11加强安全用电防护，实行三相五线制，做好机械漏电保护，防潮、防雨设施，一机一闸，闸箱上锁。
确保用电作业安全；
3、文明施工和环境保护措施
3.1文明施工措施
现场文明施工的好坏直接关系到企业形象，为保证工程施工文明有序，预应力管桩的施工将采取以下措施：
3.1.1料场材料必须分类堆放整齐，工完料尽，清理恢复不留尾巴。
3.1.2料场、施工场地、施工道路作到布置合理，场地平整，排水畅通。
3.1.3工地生活设施按平面布置图，安排合理，清洁文明，环境卫生，施工区和生活区应有明确划分。
工地食堂、厕所和饮用水供应，制订相应的卫生制度。
3.1.4对施工生产的废弃物、建筑垃圾等及时清理，集中运至指定地点，创建一个爽心悦目的施工环境。
3.1.5实行岗位责任制，上岗前，职工进行岗前培训，持证上岗。
施工中，实行挂牌施工。
3.1.6加强施工管理，保证当地居民的正常生活，不干扰其正常生活、生产。
尊重当地风俗，遵守社会公德。
3.1.7加强施工便道的整修工作，经常洒水湿润，避免灰尘污染，同时加强便道的交通疏导，减少堵车情况的发生，保证施工用料的正常供应。
3.2环境保护措施
CFG桩施工应采取以下环境保护措施：
3.2.1由施工引起的道路尘土飞扬，定期进行洒水压尘。
3.2.2施工临时设施，如便道、料场、生产房屋、要贯彻少占农田耕地，防止水土流失，注意保护环境的原则。
3.2.3所有的施工垃圾和污水都要选择合适的地点进行掩埋或燃烧后进行处理。
3.2.4对生活用水及施工用水的水源要分别管理，不得混用。
3.2.5积极与所在乡（镇）村联成环境保护网络，认真听取地方环保部门的意见，接受监督和检查，并对所提问题认真加以改正。
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