CFG桩施工方案初稿.docx
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CFG桩施工方案初稿
佛山市顺德区南浦至天湖
沙头至南沙公路工程
CFG桩施工方案
编制人：
审核人：
日期：
2010年9月
编制单位：
路桥华南工程有限公司
CFG桩专项施工方案
一、编制说明
1、编制依据
1.1、佛山市顺德区南浦至天湖、沙头至南沙公路工程有关设计施工图纸及有关技术交底资料。
1.2、我单位拥有的科技工艺成果和现有的管理水平、劳力设备、技术能力，以及从事铁路建设所积累的丰富的施工经验。
以及关于本合同工程的各类资源、技术文件资料。
1.3、本合同段招投标文件、施工合同文件和有关补充协议书。
1.4、现行施工规范、标准等
1.4.1、《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）
1.4.2、《土工试验规程》（JTJ051-93）；
1.4.3、《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80／1—2004）
1.4.4、《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）
1.4.5、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
1.4.6、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB-50202-2002）
2、编制范围
佛山市顺德区南浦至天湖、沙头至南沙公路工程（K0+000～K6+795.119），线路总长6795.119m。
全线路基的CFG桩软基处理工程。
具体施工部位：
见下表1。
涵洞及过渡段CFG桩软基处理工程量表1
序号
桩号
工程项目
单位
工程数量
1
K0+000~K3+200
CFG桩
（m）
20667
2
K3+200~K6+795.119
CFG桩
（m）
16020
3
K0+000~K3+200
袋装砂井
（m）
22840
4
K3+200~K6+795.119
袋装砂井
（m）
14220
5
K0+000~K3+200
托板C30砼
（m3）
1027.8
6
K3+200~K6+795.119
托板C30砼
（m3）
639.9
7
K0+000~K3+200
托板φ8钢筋
（kg）
41043.5
8
K3+200~K6+795.119
托板φ8钢筋
（kg）
25553.3
9
K0+000~K3+200
托板Φ12钢筋
（kg）
99559.6
10
K3+200~K6+795.119
托板Φ12钢筋
（kg）
61985.0
二、工程概况
本段路基地基处理CFG桩采用正方角形布置，桩径0.5m，平均最大桩长：
25m，平均最小桩长：
16.2m；
CFG施工段落：
K2+577.0~K2+607.0段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长20.5m，
K2+623.0~K2+660.5段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长22.0m，
K2+660.5~K2+698.0段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长22.5m，
K2+718.0~K2+748.0段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长22.5m，
K3+280.0~K3+320.0段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长16.2m，
K3+768.0~K3+808.0段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长25.0m，
K3+319.5~K3+395.5段桩间距，涵洞段为2.5m，过渡段为3m，桩长25.0m，
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混料加水拌合形成的高粘结强度桩，并与桩间土组成和褥垫层一起组成的复合地基处理方法。
根据地质情况和成孔质量要求分析，本施工段CFG桩施工采用长螺旋钻机成孔、灌注。
具体CFG桩基施工工程数量及规格详见下表2
一、涵洞段：
CFG桩等相关工程数量表（K0+000.000～K3+200.000）
序号
起点桩号
终点桩号
处理方案
平均填高（m）
长度（m）
平均 宽度（m）
n1涵洞段
n2过渡段
间距S1（m）
间距S2（m）
平均深度L（m）
CFG桩
袋装砂井
C30钢筋砼托板
砂垫层
根数
总长（m）
根数
总长（m）
C30砼（m3）
φ8钢筋（kg）
Φ12钢筋（kg）
（m3）
1
K2+577.0
K2+607.0
CFG桩
2.33
30
44.0
6
5
2.5
3.0
20.5
201
4120.5
201
2010.0
90.5
3612.0
8761.6
1055.8
2
K2+623.0
K2+660.5
CFG桩
3.02
38
46.1
6
8
2.5
3.0
22.0
261
5742.0
261
2610.0
117.5
4690.2
11377.0
1381.8
3
K2+660.5
K2+698.0
CFG桩
3.02
38
46.1
6
8
2.5
3.0
22.0
261
5742.0
261
2610.0
117.5
4690.2
11377.0
1381.8
4
K2+718.0
K2+748.0
CFG桩
4.02
30
49.1
6
5
2.5
3.0
22.5
225
5062.5
225
2250.0
101.3
4043.3
9807.8
1177.4
5
合计
135
948
20667.0
948
9480
426.6
17035.6
41323.3
4996.8
二、涵洞段：
CFG桩等相关工程数量表（K3+200.000～K6+795.119）（
1
K3+280.0
K3+320.0
CFG桩
1.58
40
41.7
4
5
2.5
3.0
16.2
225
3645
225
2250
101.3
4043.3
9807.8
1335.7
2
K3+768.0
K3+808.0
CFG桩
2.34
40
44.0
4
5
2.5
3.0
25.0
240
6000
240
2400
108.0
4312.8
10461.6
1408.6
3
K6+319.5
K6+359.5
CFG桩
2.91
40
45.7
4
5
2.5
3.0
25.0
255
6375
255
2550
114.8
4582.4
11115.5
1463.4
4
合计
120
720
16020
720
7200
324.0
12938.4
31384.8
4207.7
5
总合计
255
1668
36687
1668
16680
751
29974
72708
9204
特殊路基处理工程数量表2（桥梁、涵洞）
三、施工准备
1、施工前应进行场地平整，清除地表杂填土、种植土、垃圾土等。
地表处理采用人工配合机械按不同的要求分段作业，将原地面整至设计桩顶标高以上30～50cm，碾压密实。
表面做成适当的排水横坡，两侧人工开挖排水沟等临时排水系统，确保地面无积水。
2、地基处理前，应设置永久性平面和高程控制基点，测定边界范围，CFG桩作业场地在布桩范围外结合永久排水设施开挖排水沟。
按照设计的布置形式和间距绘制桩位布置图，并进行编号。
按照桩位布置图现场测量放样，准确定位各桩中心平面位置，在桩位中心打入木桩或竹片标志，并用白灰标明。
3、施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。
4、对基底按规定分层碾压密实至K≥0.9。
宽度必须满足设计。
5、施工前核查地质资料，重点核查软弱地基的范围、厚度、下卧层情况，地基土的物理力学指标等，沿线路纵向每100m检验2点，发现地质情况与设计不符时，应及时反馈给有关单位。
6、按桩体强度等级进行室内配合比试验，选定合适的配合比。
6.1采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥，当地下水具有侵蚀性时，应按照《土工试验规程》（JTJ051-93）；中有关规定执行；碎石、砂、粉煤灰和外加剂质量等应满足施工要求。
6.2按照桩体强度并根据不同的材料、不同的料源提前交叉做足配合比试验，严格按优选后经审批的配合比生产混合料。
四、CFG桩工时材料基本要求
1.材料要求
1.1集料：
应根据施工方法，选择合理的集料级配和最大粒径；
1.2水泥：
宜选用普通硅酸盐水泥；
1.3粉煤灰：
宜选用袋装Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。
2.施工前应进行成桩试验，试桩数量宜为5～7根。
CFG桩试桩成功，经监理
人验收合格后，方可开始施工。
3.水泥粉煤灰碎石桩施工应符合以下规定
3.1桩体施工应选择合理的施打顺序，一般应隔行隔桩跳打，相邻桩之间施工
间隔时间应大于7d，避免对已成桩造成损害。
3.2成桩过程中，应对已打桩的桩顶进行位移监测。
3.3混合料应拌和均匀。
在施工中，每台机械每天应做一组（3块）试块（试
块为边长150mm的立方体），经标准养生，测定其立方体抗压强度，应符合图纸
规定。
3.4CFG桩沉管时间宜短，拔管速度控制在1.2~1.5m/min，不允许反插，以防
止桩缩颈、断桩及桩身强度不均。
3.5桩顶设500mm保护桩长，CFG桩施工完成7d后，开挖至设计高程，截去
保护桩长。
CFG桩施工完成28d后，方可填筑路基。
3.6冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措
施。
五、主要施工方法、施工工艺
CFG桩施工采用长螺旋钻孔、管内泵压送混合料的成桩方法，施工设备采用长螺旋钻机、混凝土泵和电子计量拌合站以及混凝土运输车等。
施工前按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时严格按施工配合比配制混合料。
1、平整场地，清除障碍物
施工场地应挖除地表种植土后，换填褥垫层至设计高程并采用压路机分层碾压密实，场地顶面高程以设计的褥垫层顶面高程为控制面。
在实施涵洞底CFG桩施工时仍以褥垫层顶面高程进行控制，所不同的是涵底至褥垫层顶面为空桩打设。
整体CFG桩顶面高程应进入褥垫层内10~20cm。
场地平整应保持良好，不造成积水现象。
2、根据设计桩长和场地高程，确定螺旋管的装配长度，螺旋管的装配长度大于设计桩长5~6m。
3、以螺旋管节初节法兰盘为起点，在桩机机架上画出以0.5m为单位的长度标记，以便钻进时观察、记录钻杆的入土深度。
4、在钻机塔身前安装电流互感器，并接上1个400A的交流电流表，开启马达，检查互感器终端电流表显示值是否与操作室主机电流表显示值相同，以验证电流互感器是否正常工作。
5、放桩位：
现场复核测量基线及水准点，根据布桩图准确放出CFG桩的桩位点，测量桩位高程，做好测量原始记录，根据高程及平面测量记录列表计算每根桩的钻进深度，以便施工控制。
6、钻进成孔：
CFG桩施打顺序：
横向从线路中心向两侧顺序横向推进，纵向从有结构物或分界点顺线路方向纵向推进。
钻机就位后，用钻机塔身的前后和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CFG桩垂直度容许偏差不大于1%，桩位容许偏差不大于50mm。
钻孔开始前，应仔细检查芯管顶部的气眼是否通畅、混凝土输送软管是否接头良好，是否有扭曲现象。
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，如发现钻杆摇晃或难钻时，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。
当钻头到达设计桩长预定标高时，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。
桩机操作手和现场控制人员要密切配合，现场控制人员应站在钻头前方，以便读尺、读表、及时记录进尺进度。
随钻杆进尺，记录人员要及时记录电流，电流突变处，应及时记录钻进深度。
当电流显示一进入硬土层时，应控制进尺，确保嵌入硬层深度满足设计要求。
电流值的变化仅作为地质复核的参考，主要根据设计要求及补钻地质断面图进行桩长控制及进入持力层的控制，但发现电流变化同地质复核点电流变化有明显的较大差异时，应及时停钻，进一步采用钻探或静力触探的方法复核地质情况，当复核地质情况同设计差异较大时，应以书面形式及时通知设计单位进行协商处理。
7、泵压混合料
在钻进到设计桩底标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始匀速拔管。
严禁先拔管后泵料，钻杆应采用静止提拔，施工中应严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混凝土泵的泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。
成桩的提拔速度控制在每分钟2～3.5m，成桩过程连续进行，施工中应保证排气阀正常工作，每工班应经常检查，防止排气阀被水泥浆堵塞。
灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。
施工桩顶高程高出设计桩顶标高不少于0.5m。
8、移机：
上一根桩施工完毕，钻机重新就位，进行下一根桩的施工。
9、桩头截除、修整至村顶设计高程。
9.1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，用大锤同时击打将桩头截断，或采用截桩机截桩，并不得碰伤相邻撞桩体。
9.2截桩后，采用人工修凿桩头，CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。
10.修凿桩头后经现场监理验收合格后方可进行下道托板施工工艺。
10.1桩顶托板施工：
立侧模→钢筋绑扎→混混凝土浇筑→覆盖养护→托板周边回填砂找平。
10.2托板施工期间设专人负责。
需要夜里间施工时，照明系统应保证。
六、CFG桩工艺流程图
七、CFG桩检验
1、所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量符合设计要求；
检验数量：
同一产地、品种、规格且连续进场的水泥、粉煤灰，袋装200t为一批、散装500t为一批，当袋装不足200t或散装不足500t时按一批计。
同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，分别每400m3为一批，当不足400m3时按一批计。
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抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。
检验方法：
检查产品质量证明文件。
在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，在粉煤灰库抽样检验粉煤灰细度，在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验检验其颗粒级配。
2、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；
检验数量：
施工单位每台班抽样检验3次。
监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。
检验方法：
现场坍落度试验。
3、CFG桩混合料强度应符合设计要求。
检测数量：
施工单位每台班一组（3块）试块。
监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。
检测方法：
每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。
4、每根桩的投料量不得少于设计灌注量；
检验数量：
施工单位每根桩检验。
监理单位按施工单位抽样数量的20%平行检验。
检验方法：
料斗现场计量或混凝土泵自动记录。
5、CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。
清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。
检验数量：
施工单位每根桩检验。
监理单位按施工单位抽样数量的20%平行检验。
检验方法：
施工前测量钻杆或沉管长度，施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查并清理浮浆，计算出桩的有效长度。
6、CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。
6.1检测数量：
检测总桩数的10%。
监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验。
6.2检测方法：
低应变检测。
7、CFG桩处理后的单桩承载力应满足设计要求。
检测数量：
单桩承载力检验数量为总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。
监理单位见证检验，勘察设计单位现场确认。
检测方法：
平板载荷试验。
8、CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差符合下表的规定。
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
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%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值50㎝
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
八、施工质量控制措施
1、施工前进行成桩工艺性试验（不少于2根），以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数。
施工开始后及时进行复合地基承载力试验，以确认设计参数。
2、施工前由试验室对原材料进行全面检查。
将合格材料按照桩体强度等级进行配比试验，施工时按调整后的施工配合比配置混合料。
3、CFG桩桩体混合料在拌合站通过电子计量集中搅拌而成，由混凝土罐车运输至施工现场。
混合料上料顺序为：
先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和泵送剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和泵送剂夹在砂、石之间，每盘料搅拌时间不小于60s。
4、成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天至少应做一组（三块）试件，标准养护，测定其立方体抗压强度。
5、钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，桩位容许偏差不大于50㎜。
现场采用在钻架上挂垂球的方法，在前后及左右分别测量其垂直度，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
6、钻孔过程中要严格遵守隔排施工，防止窜孔。
7、冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土采取保温措施。
8、CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。
钻杆应采用静止提拔，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。
成桩的提拔速度控制在每分钟2～3.5m。
9、施工桩顶标高宜高出设计标高0.5m。
10、混合料采用集中拌合，混合料坍落度控制在160mm-200mm。
九、CFG桩施工注意事项
（1）施工前应按设计要求由主试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。
长
螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160～200mm，振动沉管灌注成桩施工的
坍落度宜为30～50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。
（2）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土、饱和粉土层，不得停泵待料，避免造成混合料离析、桩身缩径和断桩；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在１.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。
（3）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料。
（4）施工桩顶宜高出原地面不少于0.5m,施工时应在清表后先施工灰土垫层和20㎝下路堤填土,然后施工CFG桩,桩顶与下路堤20㎝顶面齐平.
（5）施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组（3个试块），试块为边长150mm的立方体，标准养护并测定28d抗压强度。
（6）对CFG桩承载力进行复合地基载荷试验，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.
（7）应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。
十、质量通病及其预防措施
1、堵管的预防措施
1.1混合料配合比应合理。
混合料的配合比：
粉煤灰掺量宜控制在70㎏/m~90㎏/m的范围内，条件允许时，宜采用I级粉煤灰，碎石宜采用5-25㎜的连续级配碎石，防止粒径过大穿越弯管时堵塞弯头或造成混合料和易性差。
1.2严格控制混合料坍落度。
施工时坍落度宜控制在16~20㎝。
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，导管堵塞。
坍落度太小，混合料在输送管路内流动性差，也容易造成堵塞。
1.2.1严格按工艺操作，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、硬管内混合料充满连续时方才提钻。
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。
1.2.2防止设备缺陷造成堵管。
弯头曲率半径不合理也能造成堵管。
弯头与钻杆不能垂直连接，否则也会造成堵管。
混合料输送管要定期进行清洗否则管路内有混合料的结硬块，还会造成管路的堵塞。
1.2.3钻杆达到设计高程后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，钻杆芯管及输送管充满混合料，应及时提钻，若不及时提钻，在泵送压力下会使钻头处的水泥浆液挤出，使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬少浆的混合料塞体，堵塞管道。
2、窜孔的预防措施
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到下面情况，打完1号桩后，在施工相邻的2桩时，发现未结硬的1号桩的桩顶突然下落，当2号桩泵入混合料时，1号桩的桩顶开始回升，此种现象称为窜孔。
由于窜孔对成桩质量的影响，施工中应采取的预控措施：
2.1采取隔桩、隔排跳打方法；
2.2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；
2.3改进钻头，合理提高钻头钻进速度；
3、桩头空芯的预防措施：
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。
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、桩端不饱满的预防措施：
这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侵入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。
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。
5、缩径、断桩的预防措施
严格控制拔管速度，尤其是饱和黏土、地下水丰富的孔位，应严格将拔管速度控制在2.0~2.5m/min，且送料、拔管应连续均匀。
实践证明，将钻头保持在埋深0.5m左右，基本可消除饱和黏土中CFG断桩率。
5.1备足混合料，随钻随浇注，防止停工待料。
5.2经常检查螺旋直径，防止螺旋磨耗造成桩径不足。
5.3严格控制清表后的地基压实质量，提高原地面地基承载力，同时，在长螺旋支腿处加设枕木，减少地基接触应力，防止长螺旋钻机走行挤压造成桩基断桩、变形。
6、钻头阀门打不开的预防措施
6.1采用下开式钻头，防止砂粒、小卵石等卡住。
6.2调整桩长，令桩端穿过透水性好、高水头的砂土或卵石层，进入粘性土层。
1、作好现场调查，开工前对地下管线详细调查。
2、对人员进行安全教育，进入工地时，必须佩戴安全防护用品，所有施工人员必须听从指挥。
3、施工现场设安全员，施工作业区设安全标志，防止无关人员进入现场。
4、施工现场平整密实，确保施工顺利安全进行。
5、严禁非作业人员进入施工场地。
在吊车、桩机大臂半径范围以内，机械正在作业时，施工人员应远离。
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