CFG桩施工工艺总结.docx
《CFG桩施工工艺总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CFG桩施工工艺总结.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
CFG桩施工工艺总结
目录
一、编制依据-1-
二、工程概况-1-
三、试桩目的验证情况-2-
四、施工过程控制-3-
五、试验桩施工工艺控制-4-
六、质量控制-6-
七、CFG桩常见问题的预防措施-7-
八、试桩结论-11-
附件1原材料检验报告
附件2配合比报告
DK102+305～DK102+390段CFG桩工艺试验总结报告
一、编制依据
1、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、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。
2、重庆至贵阳线扩能改造工程施工图纸及路基工程设计及施工图集。
3、工地现场调查、采集、咨询所获取的资料。
4、我单位类似工程施工积累的施工经验及设备。
二、工程概况
重庆至贵阳线扩能改造工程（以下简称“渝黔铁路”）位于重庆市西南部和贵州省北部地区，起至重庆西站（YWD1K0+000），经沙坪坝区、大渡口区、遵义市、遵义县、息烽县、修文县和贵阳市，接入贵阳市新客站贵阳北站，正线全长345.352km。
本项目铁路等级为时速200km双线客货共线铁路路线，所经区域有大量路线所经区域有大量软土分布，对DK102+305～K102+390水田地段采用CFG桩处理，CFG桩根数为1514根，总延长米为7653m，最高深度7.9m，最低深度3.5m。
1、地质水文情况
（1）该段主要地层为：
表层松软土：
松软土为黄褐色、深灰色及灰黑色，软塑-流朔状，表层附近为水田，厚0～6米，含含腐植物；
强风化泥岩夹砂岩：
下伏基岩为泥岩夹砂岩，泥岩以紫红色为主，泥质结构，薄层状，质软，砂岩呈灰黄色、青灰色，中～细粒结构，泥质胶结。
强风化带厚2～10m；
弱风化泥岩夹砂岩：
弱风化带岩性完整。
（2）段内地表水及地下水对混凝土结构的侵蚀等级为H1
2、工程分布及设计、施工安排情况
根据设计图纸，路基基底地基需采用CFG桩进行加固的区域分布如下：
DK102+305左侧宽度16.7mDK102+305右侧宽度18.3m
DK102+315左侧宽度16.7mDK102+315右侧宽度18.3m
DK102+325左侧宽度18.3mDK102+325右侧宽度24.7m
DK102+334左侧宽度18.9mDK102+334右侧宽度25.0m
DK102+345左侧宽度19.2mDK102+345右侧宽度25.3m
DK102+350左侧宽度20.7mDK102+350右侧宽度25.5m
DK102+355左侧宽度20.4mDK102+355右侧宽度22.9m
DK102+366.7左侧宽度19.7mDK102+366.7右侧宽度21.8m
DK102+382左侧宽度18.2mDK102+382右侧宽度14.8m
DK102+390左侧宽度18.2mDK102+390右侧宽度14.8m
注：
方案中的左侧和右侧是相对于左线中线而言，线路的方向为从小里程向大里程。
根据设计要求，在上述区域内的CFG桩主要技术要求如下：
桩径均为0.5m，桩长3.5～7.9m。
桩间距为1.6m，平面内桩的分布采用正三角形布置,要求CFG桩打入下卧层不小于0.5m。
3、施工工艺
根据现场地质条件，CFG桩选用长螺旋钻孔、钻孔内灌注混合料成桩法。
三、试桩目的验证情况
⑴ 工艺试验的施工设备、施工工艺和方法、施工顺序满足施工需要。
⑵ 混合料配合比经试验结果印证满足施工需要
⑶ 混凝土坍落度出厂设置160mm～200mm，满足施工要求。
⑷ 工艺试验拟定的混凝土搅拌时间120～150秒。
⑸ 混凝土灌注过程中按照2m/min左右进行拔管，可保证桩身质量。
按要求对试验桩进行低应变检测试验及符合地基承载力试验，以确认CFG桩的设计参数及桩身的完整性。
四、施工过程控制
1、施工用原材料及施工配合比
（1）、配合比（长螺旋钻进泵送法）
水泥：
砂：
碎石：
水：
粉煤灰:
减水剂=211：
730:
1096:
148:
141:
3.52
（2）、材料要求混合料的强度等级要求为C15,泵送法混凝土控制在160～200mm（长螺旋钻进芯管内泵送）。
水泥采用南桐特种p.o42.5水泥；粉煤灰产地：
重庆万电粉煤灰，Ⅱ级；砂产地：
张紹荣砂石场，河砂；碎石：
重庆禾鑫石料场；外加剂：
山西凯迪；施工用水：
地下水。
所采用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量经检验均符合设计要求。
2、人员、机械设备
（1）劳动力配置计划表
序号
名称
人数
备注
1
现场技术员
2
2
长螺旋钻机司机
2
3
临时指挥员
2
4
现场工人
5
合计
11
（2）主要施工机械、设备表
序号
名称
规格型号
产地
数量（台/套）
现状
小计
自有
租赁
1
长螺旋钻机
KLB20-600
1
1
良好
2
混凝土搅拌机
1500
1
1
良好
3
混凝土输送泵
HBT90
1
1
良好
4
混凝土罐车
8m3
1
1
良好
5
发电机
250KW
1
1
良好
6
全站仪
LeicaTS06
1
1
良好
7
水准仪
DSZ2
1
1
良好
五、试验桩施工工艺控制
1、试桩地点：
在DK102+305处3根，编号分别为:
1、2、3（详见平面设计图）
2、长螺旋钻进法共试验3根桩，桩间距按设计要求正三角形布置，间距分别为1.6m，其中原地面高程均高于设计高程0.5m，桩长设计均为5m、5m、5.5m。
3、混凝土供应：
由分部拌和站统一供应。
4、设计布桩情况：
CFG桩桩径为0.5m，桩间距1.6m，呈正三角形布置。
施工顺序采用间隔跳打法,间隔距离3.2m。
5、工艺流程：
.钻机就位：
钻机就位后，使用钻杆垂直对准桩位中心。
现场控制采用在钻架上挂纵横双向垂球的方法测量钻杆的垂直度，对位误差控制在：
桩位（纵横向）偏差不大于50mm、钻杆垂直度偏差不大于1%。
每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，检查合格后方可开钻，记录好桩位偏差和垂直度。
钻孔前提前在钻架上用红油漆标出标尺，以便在施工过程中控制钻孔深度。
.混合料搅拌：
混合料搅拌按配合比进行配料。
每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在120s～150s，每方混合料掺加粉煤灰量，塌落度控制在160mm～200mm。
具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并在电脑中有详细记录,同时试验员在现场进行检测合格后，砼罐车方可出拌和站。
.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。
先慢后快，同时用全站仪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，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，成孔到达持力层0.5m时，停止钻进。
.为加强工程地质复核，安排两名技术人员进行现场核查,对每一个孔进行地质复核，作为本区域CFG桩施工的依据。
.确保CFG桩实际桩长进行硬底层的检测应以土样鉴别控制为主，以电流梯度值及突变值为辅，结合操作者的实际经验予以判断。
.灌注及拔管：
钻孔至持力层0.5m后，停止钻进，开始混合料灌注，泵管铺设应尽量减少弯曲，支撑应牢固，接头处应连接可靠，控制每根桩的投料量不少于设计灌注量。
钻杆芯管充满混合料后开始拔管，控制施工桩顶高程宜高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。
.在灌注混合料时，采用静止提拔钻杆，拔管速度控制在2m/min。
.移机：
桩施工完毕，钻机头进行保护，移位，进行下一根桩的施工。
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，进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每根桩做1组试块，检测其28天抗压强度。
整个施工过程中，安排技术人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量等。
六、质量控制
施工质量验收标准见表1。
①过程检测：
a.施工过程质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高及其质量和桩体试块抗压强度。
b.桩位允许偏差：
0～50mm、桩身倾斜不大于1%、桩体有效直径不小于设计值。
表1施工质量验收标准
CFG桩施工的质量要求各项允许偏差、检验数量及检验方法如下表规定：
序号
检验项目
允许偏差
检验数量
检验方法
1
水泥和粗细骨料品种、规格及质量
满足设计要求
每批抽样检验1组
质量证明文件及抽样试验
2
混合料坍落度
符合工艺试验确定
每台班抽样检验3次
现场坍落度试验
3
混合料强度
符合设计要求
每台班做1组试件
28d标准养护抗压强度试验
4
施工数量、布桩形式
满足设计要求
全部检验
观察、现场清点
5
每根桩的投料量
不少于设计灌注量
每根桩
料斗现场计量或砼自动记录
6
桩的有效长度
满足设计要求
每根桩
测量钻杆长度
7
桩身质量、完整性
满足设计要求
总数的10‰
低应变检测
8
复合地基承载力
满足设计要求
总数的2‰，且每检验批不少于3根
平板荷载试验
9
桩位（纵横向）
50mm
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
10
桩身垂直度
1%
经纬仪或吊线
11
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50-100cm后，钢尺丈量
②施工后质量检测：
施工结束，成桩28d后进行身完整性、土以及复合地基检测。
a.CFG桩身检测
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一个台班做一组（3块）150mm×150mm×150mm的试块，标准养护，测定28d抗压强度。
经检测，混凝土强度合格。
b.桩身完整性检测：
采用低应变动力检测桩身的完整性。
经检测，桩身完整性合格。
c.复合地基检测：
采用单桩载荷试验检测复合地基承载力，静载试验要求达到桩的极限承载力。
经检测，复合地基承载力达到设计要求。
七、CFG桩常见问题的预防措施
1导管堵塞
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。
（1）产生堵管的原因有以下几点:
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。
因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在设计及规范允许的范围内。
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。
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。
若注满混合料后不及时提钻,混凝土泵一直泵送，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,同样可使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬少浆的混合料塞体，使管路堵塞，混合料不能下落。
④设备缺陷。
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）控制措施：
①保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符合要求；②灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净；③加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。
2偏桩
一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。
多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。
控制措施：
①施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；②放桩位时认真仔细，严格控制误差；③桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。
3断桩，夹层
断桩是由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度，钻头上的泥块落入孔内桩，或是用大型机械（装载机或挖掘机）野蛮清理桩间土，造成CFG桩身浅层断桩。
如果CFG桩设计标高以下断桩，则必须采取补救措施。
假如断裂面距桩头较近，可接桩至设计标高；如果是断桩位置较深，应在旁边补加一根CFG。
控制措施：
①保持砼灌注的连续性；②严格控制提速，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩；③不能用大型机械清理桩间土，用小挖机配合人工清理桩间土；④清理出桩头后，用切割机截桩头，不能用大锤蛮力敲打桩头。
4桩身不完整、夹泥
（1）施工过程中，应控制拔管速度始终保持均匀一致。
提升速度不能超过设定值。
（2）长螺旋钻机管内泵压法泵送混凝土过程中，应严格控制钻头活瓣打开的宽度或提钻速度，防止混合料下落不充分，使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。
（3）当地层有软～流塑层时，CFG桩应跳桩施工，成桩时降低拔管速度，保持在1.5m/min或更低，泵压保持在10Mpa或以上。
5桩身砼收缩
桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数>1。
控制措施：
①桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入；②选择减水效果好的减水剂。
6桩头质量问题
（1）桩头空芯。
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。
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。
（2）桩端不饱满。
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浸入桩孔,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。
（3）多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。
控制措施：
①防止桩口土块混入砼中；②保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡；③桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。
7单桩承载力低
主要与桩底情况有关，桩底承载力不足，没有施工到设计标高。
控制措施：
①控制桩长，施工到设计标高，桩底一定要到设计所要求的持力层上；②灌注桩身混凝土时一定先泵送混凝土后提钻，以保证桩底嵌固良好；③在黏土层中钻孔时要加快进展速度，以防螺旋钻的离心作用在钻孔壁上造成泥皮而降低桩摩阻力。
8窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况,打完某号桩后,在施工相邻的桩时,发现未结硬的某号桩的桩顶突然下落,当相邻的桩泵入混合料时,某号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。
发现窜孔的条件有如下三条:
（1）被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；
（2）钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；
（3）土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。
由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施:
①采取隔桩、隔排跳打方法；②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；③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；④合理提高钻头钻进速度。
八、试桩结论
1、工艺成果
（1）、CFG桩钻进速率控制在1.5m/min内。
其中，1#桩施工长度5.5m，用时10min，平均0.55m/min，2#桩施工长度为5.7m，用时5min，平均1.14m/min，3#桩施工长度5.8m，用时5min，平均1.16m/min，3根桩钻进速率均控制在1.5m/min保证成孔质量，钻进电流为80mA，停钻电流为120mA。
（2）、CFG桩砼灌注时，速率控制在2m/min内。
1#桩施工长度5.5m，用时3min，平均1.83m/min，2#桩施工长度为5.7m，用时3min，平均1.9m/min，3#桩施工长度5.8m，用时3min，平均1.93m/min，3根桩灌注速率均控制在2m/min，保证CFG桩砼灌注质量。
（3）、混凝土塌落度为160mm～200mm，满足施工要求。
制件时塌落度为185mm，经检测，试件合格。
（4）、混凝土搅拌时间不小于120秒，满足施工要求。
混凝土试件符合要求。
（5）、CFG桩每延米混合料实际用量统计，1#桩施工长度5.5m，设计用砼量1.08m3，实际用量1.2m3，每延米0.22m3，2#桩施工长度为5.7m，设计砼用量1.12m3，实际用量1.3m3，每延米0.23m3，3#桩施工长度5.8m，设计砼用量1.14m3，实际用量1.3m3，每延米0.22m3，单桩投料量均大于设计要求，满足施工要求。
（6）、设计桩径为0.5m，现场卷尺测量周长为1#桩周长为1.63m，反算桩径为0.52m，2#桩周长为1.62m，反算桩径为0.52m，3#桩周长为1.63m，反算桩径为0.52m，全部满足设计要求。
2、施工应注意的事项
（1）、符合地质情况与设计进行对照；
（2）、严格按实验室确定的混合料配合比进行施工。
（3）、桩位放线偏差在0～50mm内。
（4）、严格控制原材料的质量，尤其控制砂的含泥量，碎石的粉质含量，确保成桩质量。
（5）、严格控制整个施工全过程，包括桩位、桩长、混凝土灌注量，施工记录要求必须专人负责。
（6）、注意砼试块的制作、养生、确保砼试件28天，强度有代表性。
（7）、CFG桩成孔时，施工桩顶标高宜高出设计桩顶高不小于0.5m，垂直度偏差小于1％。
通过在DK102+305～DK102+390处组织实施CFG桩试桩试验,使我们更深入地了解了CFG桩的施工工艺流程及需要注意的问题,检验了我们的施工工艺的可行性、施工准备的可靠性、施工组织的合理性,为我们提供了有价值的技术参数,也为我们以后CFG桩的大规模施工积累了经验,提供了一个良好的铺垫。
水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）施工记录
编号：
工程（标段）名称
渝黔铁路5标
施工单位
中铁十二局集团有限公司渝黔铁路土建5标项目经理部
单位工程
DK102+280～DK102+410段路基工程
里程及部位
DK102+305～DK102+390
布桩形式
正三角形
施工日期
2013.8.2
钻孔设备
长螺旋钻机
设计桩径
50cm
混合料配合比
1.00:
0.67:
3.62:
5.20:
0.017:
0.53
桩号
设计地面
高程（m）
设计桩长
（m）
实测地面
高程（m）
钻孔深度
（m）
钻孔电流
（mA）
成孔
起止时间
成孔
作业人
成桩
起止时间
成桩
作业人
施工桩顶
高程（m）
混合料灌注量（m3）
地质情况简述
Z1-3
3.5～7.9
412.88
7.2
125
19:
28
高坚
19:
31
白黄根
413.38
1.3
0～5.0m为紫红色泥岩、5.0m～5.8m为灰黄色砂岩
Z1-5
3.5～7.9
412.88
6.3
125
19:
18
高坚
19:
21
白黄根
413.38
1.3
0～4.9m为紫红色泥岩、4.9m～5.7m为灰黄色砂岩
Z1-7
3.5～7.9
412.88
6.0
120
18:
55
高坚
18:
58
白黄根
413.38
1.2
0～4.8m为紫红色泥岩、4.8m～5.5m为灰黄色砂岩
记录人：
专职质量检查员：
施工技术负责人：
年月日
升级会员 