CFG桩地基处理作业指导书.docx
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CFG桩地基处理作业指导书
CFG桩地基处理
作
业
指
导
书
新疆北新基础工程有限责任公司
二零一三年三月
一、使用范围
本作业指导书适用于黏性土、粉土、砂性土、杂土及湿陷性黄土地基中，以提高地基承载力、减少地基变形为主要目的施工场地地基加固。
二、作业准备
1、技术准备
（1）内业技术准备
施工设计图纸及有关施工资料到位后，组织技术人员进行图纸复核，组织有关人员培训。
学习相关技术规范及施工细则、设计文件。
对现场作业人员进行岗前技术、安全培训和考核，合格后持证上岗。
对考核合格的人员进行技术交底。
确定所有测量仪器都进行校核与检定，并且在有效的检定期内，保证测量精度。
（2）外业技术准备
a.技术复核。
依据设计图纸复核测量导线点、水准点，接通施工用水、用电，准备各类原材料和安全防护设施。
b.场地踏勘。
对既有架空线路、地下管线、构筑物、临近建筑物等，如果妨碍施工或对既有建筑物安全有影响，应采取改移、防护或其他有效措施妥善处理。
c.设备准备。
根据长螺旋钻机施工的要求，准备满足要求的设备，如长螺旋钻机、输送泵、混凝土搅拌车、电焊机等，并调试至最佳使用状态。
d.场地平整。
对施工现场场地进行平整硬化，以便钻机安装和移位。
对不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固等措施。
场地要采取有效的排水措施，防止积水。
工程施工所用材料的取样、试验工作已经按有关规定要求完成。
2、人员配备
项目人员的配置根据项目规模及工程量的大小配备，所选派人员经岗位培训合格或具有CFG桩作业施工经验。
每台套设备配置人员如下：
钻机机手2人、混凝土工4人、小工2人、装载机手2人、挖掘机手2人（按二班倒考虑）。
3、机具配备
主要配套机具：
长螺旋CFG桩机、混凝土输送泵、装载机、混凝土搅拌车，发电机，小型挖掘机，全站仪，水准仪，其它小型机具。
机械设备数量可以根据项目规模来决定，各种机械设备均通过相关部门的检测，可进行安全施工生产。
4、材料准备
混凝土供应暂考虑商混集中供应。
三、工艺流程
四、施工技术要求
1、测量放线
按照灌注桩设计图要求，利用施工现场附近复核报批过的导线点和水准点，根据桩的布置形式将桩位准确位置放到地面，为了在施工时便于操作，可以在放点时采用滑石粉加Φ10--Φ20钢筋在桩位处扎入深度小于500mm的孔，填入白灰标识桩位。
场地外设2～3个水准点，白线拉出轴线位置,水准仪以便控制桩顶标高和随时检查之用。
2、钻机就位
钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩位偏差≤d/4，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。
3、混合料搅拌
采用商品混凝土站集中供应，集料配合比及坍落度等各项指标满足设计要求。
4、成孔
（1）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，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。
（2）在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难以钻进时，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。
当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。
（3）施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。
根据钻机上的进尺标记，成孔达到设计标高时，停止钻进。
5、地层情况复核
为加强工程地质复核，加密设计地勘断面，在施工前先在规划好的断面位置进行桩位地层复核，并进行详细记录绘制成桩位地层纵断面图，作为施工参考；或在一定区域范围内第一个孔进行桩位地层复核，作为本区域CFG桩施工的依据。
在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地层复核情况的参考。
6、灌注及拔管
灌注及拔管：
钻孔钻至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌注，每根桩的投料量应不少于设计灌注量。
钻杆芯管充满混合料后开始拔管，施工桩顶高程宜高出设计高程50cm，灌注成桩后，桩顶盖土封顶予以保护。
（1）在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。
（2）灌注时采用静止提拔钻杆，在特殊情况下采用边转边提进行灌注，如圆砾层等情况下，拔管速度控制在2～3m/min。
（2）移机：
上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，位移，进行下一根桩的施工。
7、现场试验
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，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每台班不少于1组，按要求进行养护，并测定其28天抗压强度。
五、质量标准
（1）混合料灌注时钻杆提拔速率和输送泵的泵送量要密切配合，钻杆静止提拔，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔及提管后泵料。
灌注过程中芯管插入混合料的最小深度宜按25cm控制。
（2）确保桩长达到设计要求。
按设计要求，CFG桩必须穿透软弱土层至硬底，对于第四系地层一般应嵌入砂类土或硬塑料黏性土≮2m，对于下伏基岩段应嵌入全风化层≮1m。
（3）混合料的各种材料技术指标必须满足规范要求，其抗压强度必须满足设计要求。
（4）作好地质情况的复核工作。
对有代表性的地点在施工过程中适时提钻以确认地层分布情况是否和地质资料一致，特别是钻进达到设计深度时要确认桩尖土是否已经达到持力层足够深度。
必要时，可在相邻两地质横断面中间进行补钻，进一步复核地质情况。
若出现异常情况，则必须及时通知监理和设计单位到现场确认，并提出处理意见。
六、质量检验及控制措施
1、质量检测
（1）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28天，测定其立方体抗压强度。
（2）CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。
检测数量：
检测总桩数的10%。
检测方法：
低应变检测。
（3）CFG桩处理后的单桩承载力应满足设计要求。
检测数量：
按图纸要求进行，为总桩数的1‰，且每检测批不少于3根。
检测方法：
平板载荷试验。
（4）CFG桩处理后的单桩复合地基承载力应满足设计要求。
检测数量：
按照图纸要求进行，为总桩数的5‰。
检测方法：
平板载荷试验。
（5）CFG桩桩位、垂直度、有效直径的等技术偏差及检验方法见下表。
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
检验方法
1
桩位（纵横向）
50mm
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
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
备注：
检验数量按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
（6）其余按相关规定进行检测。
2、质量控制措施
（1）CFG桩桩体混合料在拌合站通过电子计量集中搅拌而成，混合料坍落度控制在160mm～200mm。
混凝土搅拌完成至浇筑完成时间不得长于混凝土的初凝时间。
混合料上料顺序为：
先装碎石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥和粉煤灰夹在砂、石之间，每盘料搅拌时间不小于60s；
（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，施工时按配合比配制混合料；
（3）施工前进行成桩工艺性试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根；
（4）施工中应保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞；
（5）钻孔过程中要严格遵守隔排施工，防止窜孔；
（6）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；
（7）桩机移机至下一桩位施工时，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；
（8）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；
（9）雨期施工时必须保证预留保护层的厚度,以免扰动地基土。
成孔完毕后必须及时灌筑或遮盖桩孔，防止雨水进入，造成塌孔。
3、施工预防控制措施
（1）堵管的预防措施
①混合料配合比应合理。
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。
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。
③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。
④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。
⑤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
①采取隔桩、隔排跳打方法；
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；
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。
备足混合料，随钻随浇筑，防止停工待料。
经常检查螺旋直径，防止螺旋磨耗造成桩径不足。
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
采用下开式钻头，防止砂粒、小卵石等卡住；
调整桩长，桩端穿过透水性好、高水头的砂土或卵石层，进入粘性土层。
七、常见质量缺陷的原因及控制技术
1、导管堵塞
由于混凝土配比或坍落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。
控制措施：
（1）保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求。
（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，密切配合，及时发现问题加以解决。
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，如有不妥及时调整。
3、断桩、夹层
由于提钻太快，泵送慢于提钻速度,或者是相邻桩太近串孔造成。
控制措施：
（1）保持砼灌注的连续性，可以采取加大砼泵量，配备储料罐，适当减慢提钻速度等措施。
（2）严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混凝土，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。
4、桩身砼强度不足
压灌桩受泵送混凝土和后插钢筋的技术要求，坍落度一般不小于18--20cm，因此要求和易性好。
配比中一般加粉煤灰，这样砼前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成砼强度低。
控制措施：
（1）优化粗骨料级配。
大坍落度砼一般用0.5--1.5cm碎石，根据桩径和钢筋长度及地下水情况可以加入部分2--4cm碎石，并尽量不要加大砂率。
（2）合理选择外加剂。
尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。
（3）粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰至少应选用II级灰。
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>1.1。
控制措施：
（1）桩顶至少超灌1.0m，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
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）及时清除或外运桩口出土，防止下笼时混入砼中。
（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。
（4）按规定要求进行振捣，并保证振捣质量。
7、桩底不能入岩
干钻施工时入岩难度较大，钻进工艺选择不当，钻头和螺旋叶片设计不当时长螺旋钻孔根本不能入岩。
控制措施：
（1）钻头一定用锥型，避免二翼，三翼等端部平的钻头，切削韧要用大块。
（2）钻杆螺距至少250mm，防止钻头部位挤土而发生堵塞现象。
（3）钻头加水冷却。
对要求入中风化岩较深的φ800桩可以泵送加入高压水冷却钻头。
（4）对岩石硬度大或很破碎的地层也可以用大口径潜孔锤钻入后再用螺旋钻复孔。
8、单桩承载力低
主要与钻孔入岩和桩底嵌固情况有关，在粘性土地层中施工与进展速度也有一定关系。
控制措施：
（1）增加入岩程度是最好的措施。
（2）对嵌岩桩一定要在砼带压灌注一定量后才可以提钻，以保证桩底嵌固良好。
（3）在粘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。
（4）尽量选用60泵施工，以增强泵送时孔内压力，加大砼的充盈性。
八、安全措施
1、施工现场的布置符合防火、防雷电等安全规定及文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理场等按施工总体平面布置图进行布置。
2、现场道路平整、坚实、保持畅通，危险地点悬挂按照《安全色》和《安全标志》规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设红灯示警，施工现场设置大幅安全宣传标语。
3、对施工人员进行安全教育，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。
施工现场并设专职安全员，施工作业区设安全标志，防止无关人员进入施工现场。
4、施工现场的临时用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的规定执行。
施工现场加强用电管理，严格执行临时用电安全技术措施。
5、操作人员上岗按规定穿戴防护用品。
施工负责人和安全检查人员随时检查劳动防护用品的穿戴情况，不按规定穿戴防护用品的人员不得上岗。
6、钻孔作业施工应做好孔口防护,防止人或异物坠入。
7、夜间施工应有足够的照明。
8、高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。
9、钻杆上的土应及时清理干净，防止坠下伤人。
九、环保措施
1、坚持做到“少破坏、多保护、少扰动、多防护、少污染、多防治”的环保目标。
2、明确环保条款、责任，确保环保工程建设质量，并定期整理环保、水保执行情况。
3、禁止乱仍垃圾、污水直接排入水体，以防对周围的环境及水体造成污染。
4、在机械施工过程中，尽量减少噪音、废气、废水及尘土等污染。
以保障当地居民和施工人员的健康。
5、对清理场地的表层腐植土，砍伐的荆棘等废料，要及时运到指定的地点进行废弃。
生产及生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗撒。
6、夜间施工灯光集中照射，避免灯光扰民。
7、现场的散水泥、白灰、砂石料等必须遮盖存放，废弃水泥、白灰等物应回收，避免扬尘。
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