绵阳市科教创新区基础设施项目长螺旋钻孔压灌桩专项方案.docx
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绵阳市科教创新区基础设施项目长螺旋钻孔压灌桩专项方案
绵阳市科教创新区基础设施项目
CFG桩专项方案
编制单位：
四川海峡建设有限公司绵阳市
科教创新区基础设施项目项目部
编制日期：
二〇一八年一月十二日
1、施工图纸
1.1绵阳市科教创新区基础设施项目
1.2本公司有关施工、施工质量、安全生产、技术管理等文件
2、《岩土工程详细勘察报告》，勘察单位：
绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司。
1.2主要规范、规程
序号
类别
规范、规程名称
编号
01
国家
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2013
02
国家
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50202-2002
03
国家
《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB50204-2015
04
国家
《建筑结构荷载规范》
GB5009-2012
05
国家
《混凝土强度检验评定标准》
GB50107-2010
06
国家
《混凝土结构工程施工规范》
GB50666-2011
07
行业
《混凝土质量控制标准》
GB50164-2011
08
行业
《混凝土外加剂应用技术规范》
GB50119-2013
09
行业
《混凝土碱含量限制标准》
CECS53-1993
10
行业
《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ46-2012
11
行业
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ130-2011
12
行业
《建筑施工高处作业安全技术规程》
JGJ80-2011
13
行业
《混凝土结构工程施工工艺规程》
DB51/T5046-2014
14
行业
《混凝土泵送施工技术规程》
JGJ/T10-2011
15
行业
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-2011
16
行业
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2012
17
行业
《建筑桩基技术规范》
JGJ94-2008
18
行业
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2011
19
行业
《建筑基桩检测技术规范》
JGJ106-2014
20
行业
《建筑地基处理技术规范》
JGJ79-2012
3、主要参考资料
表1-2
序号
参考资料
编号
1
绵阳市科教创新区基础设施项目施工组织设计
2
建设工程施工技术规程
DBJ-01-80-2003
1、项目概况
本工程起于在建石马互通立交止点K35+672.279，左转设曲线连拱隧道下穿杨家梁子后跨泉水沟，后右转设曲线连拱隧道下穿葛家梁子，出隧道后经胡家院子，于大湾堰处左转，经桅杆梁，至彭家坝设置互通式立交上跨九院933区主干道后前行左转穿堰湾梁垭口，在顺大田坝右侧上行后右转前行，设置单喇叭互通与绵遂高速衔接，全长5.116公里。
2、CFG桩施工区域概况
本工程为K38+395至K38+505软弱地基处理,根据地质勘查报告揭示:
本段为农田区,冲沟交汇地带,表层软塑状粉质粘土5.7-6.0m（局部夹薄层可塑）,其下为冲洪积可塑状粉质粘土2.5-3.0m,下伏泥岩夹薄层砂岩,泥岩为主.软塑状粉质粘土承载力为85kpa,可塑状粉质粘土承载力为120kpa,泥岩可达300kpa以上.软弱地基层厚,路基填方高达17.49米,需对地基采取加固处理措施,设计上采取水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）对地基进行处理，面积5933平方米，处置深度平均9.0米。
工程CFG桩复合地基采用长螺旋钻成孔管内泵压混凝土成桩施工工艺，桩径500mm，保护桩长不小于0.5m，桩身混凝土采用商品混凝土，混凝土强度等级为C15。
褥垫层材料选用粒径10-20mm的碎石，厚度为300mm，每边宽出基础垫层300mm，褥垫层采用平板振动器振实，夯填度不大于0.9。
第三章资源配备计划
一、工程项目管理目标：
质量：
本分部工程达到合格工程。
安全：
无重伤、死亡事故，工伤率小于4‰以内。
进度：
45天。
施工现场：
做好现场规划，并达到安全文明工地标准。
二、施工总体部署
（一）施工准备工作计划：
施工准备工作是整个施工生产的前提，根据本工程的工程内容和实际情况，公司及项目部共同制定施工的准备计划。
为工程顺利进展打下良好的基础。
施工准备工作计划表
序号
项目
内容
备注
1
建立施工组织机构
成立项目经理部，确定各班组及组成人员。
2
图纸会审
桩基础施工图。
3
施工组织设计编制
确定施工方案和质量技术安全等措施，并报审。
4
编写施工预算
计算工程量，人工、材料限额量、机械台班。
5
现场定位放线
点线复核，建立平面布置和建筑物的定位和控制细部。
6
混凝土
商品砼
7
现场平面布置
按总平面图布置水、电及临时设施。
8
劳动力进场与教育
组织劳动力陆续进场，进行三级安全技术教育。
9
主要机具进场
机械设备进场就位。
10
主要材料进场
部分急用材料进场。
11
施工方案与施工技术交底
施工方案、施工技术，向有关人员和班组仔细交底。
12
进度计划交底
明确总进度安排及各部门的任务和期限。
13
质量安全交底
明确质量等级特殊要求，加强安全劳动保护。
（二）技术准备：
施工前的准备工作，必须细致、认真的进行，否则会造成人力、物力的浪费。
施工准备的范围可以根据不同的施工阶段划分。
1、组织各专业人员熟悉图纸，对图纸进行自审，熟悉和掌握施工图纸的全部内容和设计意图。
发现问题，提前与建设单位、设计单位协商，参加由建设单位、设计单位和监理单位组织的设计交底和图纸综合会审。
2、编制施工图预算，根据施工图纸，计算桩基础工程所需要材料的详细数量、人工数量、大型机械台班数，以便做进度计划和供应计划，更好地控制成本，减少消耗。
3、做好技术交底工作。
本工程每一道工序开工前，均需进行技术交底，技术交底是施工企业技术管理的一个重要制度，是保证工程质量的重要因素，其目的是通过技术交底使参加施工的所有人员对工程技术要求做到心中有数，以便科学地组织施工和按合理的工序、工艺进行施工。
（三）进度计划
工序
2018年
一月
二月
三月
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
试桩
CFG施工组1
CFG施工组2
CFG施工组3
CFG施工组4
注:
根据施工经验平均深度9m的CFG桩每天可施工60根。
（四）物质生产及人员：
保证材料、施工机械按计划供应，对整个施工过程举足轻重，否则直接影响工期。
1）材料准备
根据施工进度计划和施工预算的分析，材料（商品砼）均应根据实际情况分批进场。
2）施工机械准备
根据工程场地、施工工作面及工期等因素情况，选择如下主要机械设备：
序号
机械设备名称
规格型号
数量
机械状况
备注
1
长螺旋钻机
KLB600
4台
良好
2
长螺旋钻杆
GS-15
80m
良好
3
钻头
8个
良好
4
电焊机
22KW
4台
良好
5
全站仪
DTA
2台
良好
6
水平仪
SL
4台
良好
7
钢卷尺
50m
4把
良好
8
汽车吊
25T
4台
良好
9
砂轮切割机
3kw
4台
良好
10
送料管
150
4套
良好
11
压路机
33t
1台
良好
12
其它辅助设备配套
3）人员配备：
需要工种人员：
机修工，施工员，值班技术员，在施工中应该各司其职，认真负责，相互协作，互相监督。
施工组织管理机构图：
项目经理部机构成员职责如下：
职别
职责内容
项目经理
全面负责工程项目施工管理、生产经营、行政管理；
工程质量第一终身责任人；
安全生产第一责任人；
现场文明施工。
技术负责人
负责工程技术管理工作，参与经营决策，协调各专业技术施工的交叉作业。
对工程质量负主要责任。
施工员
按图纸、规范、施工方案组织施工，保证工期和质量、管理各专业工长和现场劳动力的使用和分配。
造价员
工程结算；
工程技术档案管理；
技术核定、设计变更。
材料员
材料的采购，管理等。
质检员
落实各项质量控制措施，工程质量监督、检查。
安全员
落实各项安全生产措施，工程安全生产监督、检查。
劳动力组织机构计划表
序号
组织机构
人员
备注
1
项目经理
1
2
技术负责人
1
3
施工员
4
4
质检员
4
5
安全员
4
6
机械操作员
9
含压路机操作手
7
专业电工
2
8
施工作业人员
28
说明：
施工作业人员均为CFG桩施工人员。
土方及褥垫层施工增加施工作业人员。
（五）施工组织准备：
为实现本工程建设的优质、高速、安全、文明、低耗的目标而奋斗，本工程采用组建项目经理部的管理体制。
项目经理部由项目经理、技术负责人、施工员、安全员、质量员、材料员、资料员、实验员等成员组成，在建设单位、监理单位和公司的指导下，负责对本工程的工期、质量、安全等实施组织、协调、控制和决策，对各生产施工要素实施全过程的动态管理。
本工程共计6400根CFG桩，工期短，所需要的劳动力专业要求较高。
开工前根据施工进度计划制定劳动力需求计划，组织人员进场，安排生活，登记并进行进场教育。
（六）施工现场准备：
1）施工现场控制网点
会同有关单位做好现场的移交工作，包括测量控制点以及有关技术资料，并复核控制点。
根据给定控制点测设现场内的永久性标桩，并做好保护，作为工程测量的依据。
2）完成现场“三通一平”工作。
（七）施工总平面布置
1）临建用房租用附近居民房屋。
2）施工现场布置：
根据现场情况确定。
3）施工用电采用4台500KV柴油发电机供应，柴油发电机已经到达施工现场。
（八）施工前的工艺试验
施工前的工艺试验主要是考查设计的施打顺序和柱距能否保证桩身质量,本项目的工艺试验结合工程柱施工进行,作如下两种观测:
1.新打桩对未结硬的己打桩的影响
选择易于开挖的已打桩柱顶表面埋设标杆,在施打新桩时两侧已打顶的上升量,以估算植径缩小的数值,待已打桩结硬后开挖检查其桩身质量并量测桩径，测量完成后按规范进行回填。
2.在已打尚未结硬时,将标杆理置在柱顶部的混合料中,待桩体结硬后,观测打新时已打桩桩顶的位移情况
第四章施工方案与技术措施
一、施工程序
建筑物土方开挖完成、设备和施工人员进场后，按下列图所示的一系列程序做施工前的准备工作，在这些准备工作完成后进入长螺旋钻CFG桩施工阶段。
CFG桩施工前，技术负责人对施工队伍进行技术交底，重点控制桩位放线、成孔、泵送混凝土、提钻成桩施工工序。
各工序由专人负责，技术负责人全面负责现场施工、分项工程质量验收、施工组织管理。
上道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工，确保工程质量。
二、CFG桩复合地基施工工艺流程
土方开挖及平整场地→定位放线（建筑物轴线控制定点放线）→施放桩位→试桩→机械钻孔→钻孔至设计深度、达到持力层→桩身砼浇筑→钻孔弃土→CFG桩复合地基检测→褥垫层施工。
1、建筑物土方开挖、平整场地。
根据设计单位提供的地基处理及基础平面图,开挖土方。
土方开挖完成后，用压路机碾压场地土，使地面土板硬、平整便于施工。
场地平整后铺设30cm砂垫层，碾压密实、整平。
2、定位放线
根据建设单位提供的坐标点测放出路基的轴线控制点，结合地基处理及基础平面图放出轴线网格。
然后已里程DK38+处向左右两侧按照里程方向纵向1.4m间距，横向1.21m，排列放孔。
3、施放桩位
（1）布设好平面控制网和高程控制网。
CFG桩桩位的测量可直接应用周边布设的控制网进行测量。
进场后，以此来对CFG桩地基处理范围的边线及建筑轴线进行准确定位。
（2）再根据设计提供的CFG桩桩位图，使用全站仪进行CFG桩桩位控制性的测定。
排桩时成排进行测放，避免累计偏差的出现，严格按桩位图中的桩间距进行测放。
水准基点借用平面控制桩。
根据设计图纸和施工现场总进度计划，本项目的CFG桩，以里程DK38+处向左右两侧按照里程方向纵向1.4m间距，横向1.21m，排列布设。
CFG桩的桩位点布设时，采用不同直径的钢筋棍作为标识并进行保护。
确保桩位点不被碾压和扰动。
（3）放线完成后由专人进行复核，并经监理复检，复检合格后，才能施工，必须保证对应施工图设计的轴线。
并填写《施工测量放线报验单》。
4、机械钻孔
桩机就位，要做好钻具的安装和混凝土泵的管道联接，关闭单向阀门，对准桩位中心下钻头进入土层，调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%，启动马达沉管到基岩,停机，并测定实际钻孔深度。
沉管过程中做好记录,每沉1m记录电流表的电流一次,并对土层变化予以说明。
5、钻孔至设计深度、达到持力层（桩端进入中风化泥岩层深度500mm）。
钻头进入持力层判定
（1）会明显地发现进尺慢和出现机架轻微晃动。
（2）通过观察动力头底面停留位置的标高，结合前地质资料、现场地质核对资料和试打桩参数，判断钻头是否达到设计标高。
（3）通过操作室钻机电流表的量程可判定，一般在软土层中钻进电流为0-150A，进入持力层后电流突然增加达到250-300A。
（4）通过芯管钻出的土样性质判别是否进入持力层。
（5）当钻孔至设计深度、达到持力层（桩端进入中风化泥岩层深度500mm）后，验收桩孔，做好施工记录。
6、桩身砼浇筑
停机后立即向管内投料,直到混合料与进料口齐平,混合料采用商品混凝土C15混凝土,拌和时间不得少于lmin,如粉煤灰用量较多,搅时间还要适当放长,加水量按坍落160-200mm控制,成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。
启动马达,留振5~10s开始拔管,拔管速率一般为1.2-1.5min（拔管速度为线速度,不是平均速度）,每上拔1m留振5s当沉管拔至离地表3m时，减慢一般且留振10s,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速率还可放慢。
拔管过程中不允许反插,如上料不足,需在拔管过程中空中投料,以保证成柱后柱顶标高高达到要求,成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩长。
达到设计标高后,停止提钻,混凝土灌注持压10s以上。
沉管拔出地面,确认成桩复合要求后,用粒状材料或湿粘性土封顶,然后移机进行下一根的施工。
施工过程中,应随时做好施工记录。
在成桩过程中,随时观察地面升降和柱顶的上升
7、钻孔弃土
钻孔弃土由装载机转运至现场制定地点临时堆放。
然后由车辆统一运至弃土堆场。
8、CFG桩复合地基检测
应抽取不少于总桩数的10%进行桩身完整性检测，并结合桩身完整性抽取不少于总桩数的1%，且每个单体工程不应少于3点进行单桩复合地基载荷试验；抽取不少于总桩数的1%，且每个单体工程不应少于3点进行单桩静载荷试验。
9、褥垫层施工
（1）CFG桩施工完毕后，由测量人员配合施工人员控制桩间土清理标高，清桩间土、凿桩头至设计CFG桩标高，并验槽确定地基土与勘察报告是否相符，如有不符，需由设计进行处理。
（2）截桩头时严禁采用大锤直接夯击桩身，避免桩体产生剪切性破碎，应采用重锤锤击钎子、从桩身四周进行清凿，确保桩身的完整性和桩顶的平整性。
（3）褥垫层材料选用粒径不超过30mm碎石，用平板振捣器夯实至褥垫层300mm厚度，夯填度不大于0.90，混凝土垫层施工时，应采取相应措施避免扰动褥垫层。
10、技术要求：
10.1控制参数
（1）桩机提升速度：
0.8-1.2lmin。
（2）泵送混凝土量：
0.4m3-0.48m3/min。
（3）塌落度：
160-200mm。
（4）垂直度：
≤1.0%。
用线锤吊钻杆垂直度，若垂直度大于1.0%，调整液压支腿，立臂液压杆保证垂直度达到≤1.0%。
（5）灌料量：
不小于设计灌注量（包括充盈量）。
（6）保护桩长：
不小于0.5m。
（7）褥垫层：
厚度300mm。
10.2水泥粉煤灰碎石桩复合地基质量检验标准
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主
控
项
目
1
原材料
设计要求
查产品合格证或抽样送检
2
桩径
mm
-20
用钢尺量或计算填料量
3
桩身强度
设计要求
查28d试块强度
4
地基承载力
设计要求
按规定的办法
一
般
项
目
1
桩身完整性
按桩基检测技术规范
按桩基检测技术规范
2
桩位偏差
满堂布桩≤0.5D
条基布桩≤0.25D
用钢尺量，D为桩径
3
桩垂直度
%
≤1.0
用全站仪测桩管
4
桩长
mm
+100
测桩管长度或垂球测孔深
5
褥垫层夯填度
≤0.9
用钢尺量
注：
1、夯填土指夯实后的褥垫层厚度与虚体厚度的比值。
2、桩径允许偏差负值是指个别断面。
11、长螺旋钻成孔管内泵压混凝土成桩施工工艺常见问题处理措施：
长螺旋钻成孔管内泵压混凝土CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机（或商品混凝土）组成的完整的施工体系,是目前普遍应用的CFG成桩工艺。
该工艺在工程施工过程中常见的问题及所采取的措施：
11.1 堵管
堵管是长螺旋钻管内泵压CFG常见的主要问题，它不仅影响施工效率，增加劳动强度，而且还会造成材料浪费。
11.1.1 拌合料配合比不合理
CFG桩桩体混合料由水泥、卵石（或碎石）、砂、粉煤灰加水在搅拌机中强制搅拌而成，当混合料中的水泥和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，容易发生堵管。
因此混合料配合比要注意这两种材料的掺入量，特别要注意粉煤灰掺量宜控制在60kg/m3～80kg/m3。
本工程CFG桩强度等级为C20，其水泥标号选用425号普通硅酸盐水泥，这样既不影响和易性和密实度，又在粉煤灰的掺入下加大了流动性，满足了泵送的要求，而且也不影响混合料其它技术性能，重要的是不易发生堵管现象。
11.1.2 拌合料拌制质量有缺陷
在CFG桩施工过程中，混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头到达钻杆芯管内。
混合料在管线内是以圆柱体形状，借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线的。
因此所设计和搅拌的混合料必须确保混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。
工程实践证明，坍落度太大的混合料，易产生离析，在管线内水浮到上面，在泵压的作用下，水先流动，骨料与砂浆分离，摩擦力剧增，从而导致堵管。
坍落度太小，混合料在输送管内流动性差，也容易造成堵管。
搅拌时间控制在90s以上，坍落度控制在160-200mm，搅拌好的混合料到泵送混凝土储料斗时，需经一定尺寸的过滤栅。
若混合料可泵性差，可适量掺入泵送剂。
11.1.3 设备缺陷
混凝土的输送有钻杆芯管，高强柔性管，刚性管，通过弯头连接起来，要采用半圆形，曲率半径合理的弯头，弯头不能有死弯，输送管与钻杆也不能垂直连接，软管的弯曲半径要大于1m，采用合理的连接方法，将不会发生堵管。
混合料输送管无论是刚性管还是高强柔性管，若施工结束后清洗不彻底，管内会产生混合料结硬块体，会妨碍润滑砂浆流动，以致造成堵管。
11.2 冬季施工技术措施
1）在CFG桩的冬季施工前应做好准备工作，并保证连续施工。
2）冬季施工运输道路和施工现场将采取防滑和防积雪、结冰措施。
3）冬季施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，一旦保温效果不好，常在输送管和弯头处会出现混合料初凝前结冻，造成堵管。
4）冬季施工时经常采用加热水的办法来提高混合料的出口温度。
通常是直接用火加热储水箱，水温不能很好控制，一旦水温过高，如超过60℃以上，搅拌混合料时，会使混合料早凝，而产生堵管。
5）在清洗混凝土输送管道时，应根据当天气候条件，再决定是否采用温水清洗，以保障输送管道不结冰。
6）实时观测大气温度，如果天气夜间温度持续在零度以下，应用保温材料将混凝土输送管道覆盖以保温。
11.3卡钻
长螺旋钻机钻进过程中如果钻具下放速度过快，致使钻出的钻屑来不及带出孔外而积压钻杆与孔壁之间，严重时就会造成卡钻事故。
如果事故轻微，应立即关掉回转动力电源，将钻具用最低提升速度提起后重新施钻即可；如果事故严重首先应将钻机塔下大梁用机枕木垫好，再用最低提升速度拉钻具。
11.4 窜孔
11.4.1 在高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水的砂土层、流砂层和饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象，在一般情况下，完成一根桩所需时间为10min～15min，完成1号桩后，在2号桩钻进成孔过程中，1号桩混合料尚未凝固而流向2号桩钻孔中，所以发现已完的1号桩突然下落，已知1号桩下沉，当2号桩泵入混合料时，泵送压力加大，钻杆提升速度放慢，也可在30s内，不提升钻杆，迫使2号桩的混合料又流向1号桩恢复到原设计标高。
这种现象叫窜孔。
11.4.2 窜孔现象处理办法
（1）采取大桩距的设计方案，增大桩距的目的在于减少新打桩机器的剪切扰动，避免不良影响。
（2）改进钻头，提高钻进速度。
（3）减少打桩推进排数，如将一次打好几排改为2排或1排，尽快离开已打成的桩，减少对已打桩扰动能量的积累。
（4）必要时采用隔桩、隔排跳打方案，但跳打要求及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。
11.5 断桩、接桩
桩基施工完毕，对CFG桩及复合地基检测时，用低应变反射波法检测桩身混凝土的完整性，发现桩身裂缝的所在部位，应分析原因，得出自身问题是在施工时，由于提钻速度较快，空气未全部释放出来，致使桩身产生断面裂缝，另外是混合料的搅拌时间不够，和易性差，出现蜂窝麻面桩。
外部原因是土建施工时机械挖基坑平整土方时，被挖掘机和铲车碰断。
解决方案是,浅部断桩,对断桩单独进行处理,剔除上部断桩,用与桩身相同的混合料按桩径设计标高补桩。
如果是外部原因土建单位用机械施工,造成大范围的浅部断桩,应与设计单位、监理单位、建设单位共同制定方案。
一般情况下,在原定检测方案的基础上,选择几根断桩进行单桩复合地基静载荷试验,对比完整性桩和断桩试验结果,确定断桩是否能够使用,如果确定复合地基承载力和变形能满足设计要求,可不进行处理,实践经验证明,在静荷载试验的前几级荷载作用时,断桩下沉量偏大。
主要原因是断裂面以下桩没有发挥作用,主要是桩间土在发挥作用,断桩所承担的荷载很小,但到了一定的荷载作用断缝闭合后,下部桩身开始发挥作用。
而在设计荷载下,断桩的沉降与完好桩差距较小。
如不符合要求，需进行设计方案论证。
但在CFG桩施工时,要特别注意浅部的施工质量,在开挖基坑时,在桩顶标高以上0.5m采用机械开挖,桩间土开挖一定采用人工开挖,以免碰断桩身,保证CFG桩的完整性和质量。
清凿桩顶标高后，若有桩顶质量不良或桩顶标高未及设计桩顶标高时，应在桩顶制作桩帽，即将桩顶混凝土清凿至混凝土密实处,所制作的桩帽直径每侧应大于桩身10cm，并将桩帽嵌固于原桩头不少于10cm，浇注C30混凝土至桩顶设计标高；
11.6桩头不完整
造成这一问题的主要原因
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