CFG桩作业指导书.docx
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CFG桩作业指导书
合福客运专线闽赣Ⅶ标
水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）施工作业指导书
一、概况
水泥粉煤灰碎石桩是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，桩体材料主要由碎石、砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成。
桩体与桩间土体共同作用，组成水泥粉煤灰桩复合地基。
加固处理后，
地基承载力可达到2OOkPa以上，具有施工简单、加固效果好、节省材料、无污染等特点，广泛应用于地基加固。
水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂性土、杂填土及湿陷性黄土地基中以提高地基承载力和减少地基变形为主要目的的地基加固。
桩长取决于对承载力和沉降的要求、土质条件和设备能力；桩径一般为500mm；桩间距一般为3倍～5倍桩径；辱垫层厚度一般为100～300mm。
本标段内水泥粉煤灰碎石桩采用长螺旋钻孔灌筑成桩的施工方法。
长螺旋钻孔灌筑成桩适用于地下水位以上的黏土、粉土和素填土地基处理，噪声及对周边环境的污染小，但成桩成本高，成桩速度慢。
二、作业内容
1．测量放样；2．钻机就位；3．钻孔或沉管；4．压灌拌合料或投料拔管；5．成桩验收。
三、质量标准与检验方法
（一）、原材料及成品、半成品质量标准见下表：
材料质量标准
序号
材料
质量标准
1
水泥
一般采用po42.5级及以上的普通硅酸盐水泥
2
粉煤灰
一般采用细度不大于45%的Ⅱ级或Ⅱ级以上的粉煤灰
3
石子
一般采用粒径为20～50mm的坚硬碎石或卵石，含泥量不大于3％
4
石屑
一般采用粒径为2.5～5mm，含泥量不大于3%
5
砂
宜采用中砂或粗砂．含泥量不大于5％
6
外加剂
根据施工需要通过试验确定
（二）质量验收标准
1.一般规定
1.1施工前应进行成桩工艺试验（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，确定拌合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，报监理单位确认后，方可进行施工。
1.2CFG桩施工开始后应及时进行复合地基承载力或单桩承载力试验，以确认施工图给出的参数。
1.3采用长螺旋钻管内泵压拌合料灌筑成桩时，设备型号选择应根据桩径、加固深度要求确定，其施工应符合下列要求：
1.3.1施工工艺设计应有防止堵管、窜孔的措施；
1.3.2钻进应先慢后快。
在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺；
1.3.3拌合料应按施工配合比经拌和站集中拌制，坍落度、搅制时间应按工艺试验确定的参数指标进行控制；必须保证拌合料能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内；
1.3.4CFG桩成孔到施工图标示高程后，停止钻进，开始泵送拌合料，当钻杆芯管充满拌合料后开始拔管，严禁先提管后泵料；
1.3.5钻杆应采用静力提拔，施工中应严格按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数指标控制钻杆提拔速度和拌合料泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔；
1.3.6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；
1.3.7桩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。
2.主控项目质量要求及检验方法见下表：
CFG桩主控项目质量要求、检验数量及检验方法
分部工程
检验项目
质量要求
检查数量
检验方法
原材料
水泥
所用的水泥品种、规格及质量
应符合施工图要求
同一产地、品种、规格连续进场的水泥，袋装水泥200t为一批、散装水泥500t为一批，当袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计。
每批抽检一组。
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。
粗细骨料
所用粗细骨料品种、规格及质
量应符合施工图要求。
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时也按一批计。
每批抽样检验1组。
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。
CFG桩
坍落度
CFG桩拌合料坍落度应按160-200mm参数进行控制，并经监理工程师复核确定
每台班抽样检验3次
现场坍落度试验
强度
CFG桩拌合料强度应不小于13.4MPa
每台班做一组（3块）试块
每台班制做拌合料试块，
进行28d标准养护试件抗
压强度检验。
桩数布桩
CFG桩的数量、布桩形式应符
合施工图要求
全检
观察、现场清点
投料量
每根桩的投料量不得少于施工
图要求灌筑量
全检
料斗现场计量或混凝土泵
自动记录
桩身质量
CFG桩的桩身质量、完整性应满足施工图需要。
满足施工图要求
检验总桩数的1O％
低应变检测
承载力
CFG桩处理后的复合承载力、
变形模量应满足施工图要求；
柱桩的单桩承载力应满足施工
图要求。
总桩数的2‰，且每检验批不少3根。
平板荷载试验
3.CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法。
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。
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
不小于施工图标示值
开挖5O～100cm深后，钢尺丈量
四、施工准备
（一）材料
水泥、粉煤灰、石屑、砂、外加剂。
（二）机具设备
长螺旋钻机、高压混凝土泵、混凝土泵管等辅助设施与机具。
（三）作业条件
1.施工场地达到“三通一平”，对软弱地面进行碾压或夯实处理。
2.施工范围内的地上、地下障碍物应清理或改移完毕，对不能改移的障碍物必须进行标识。
并采取保护措施。
（四）技术准备
1.收集场地工程地质、水文地质资料，编制水泥粉煤灰碎石桩施工方案、施工工艺设计和工序质量控制设计并经审批，对操作人员进行技术交底。
2.测设水准控制点和路基轴线桩，测放桩位并作好标记。
3.对材料进行复试、试配。
4.试桩，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜。
五、施工机械及工艺装备
（一）长螺旋钻机
常用长螺旋钻机的钻孔直径为3OO～8O0mm，钻孔深度8～27．5m。
（二）辅助设施与机具
1.高压混凝土泵、混凝土泵管、振捣器、材料秤、机动翻斗车、小推车、重锤等。
2.水准仪、经纬仪、测绳、钢尺等检测工具。
六、作业控制流程
长螺旋钻管内泵压CFG桩的工艺及质量控制流程见下图：
混和料在拌合站集中拌和
成孔
投料
拔管
拔管
封顶
移机
七、步骤说明
（一）开始
按照实际的机械设备、作业人员和作业环境等条件，进行实地工艺试验，验证施工技术、施工组织能达到预期的质量、进度效果，机械设备和人员配置合理，施工效率能满足施工组织确定的工期。
（二）定位布孔
1．定桩位：
放桩位后应用打人木桩、竹片桩或点白灰做标记。
2．钻机就位：
钻机就位必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。
在钻机双侧吊锤校正调整钻杆垂直度。
为准确控制钻孔深度，应在桩架上做出控制深度的标尺，以便在施工中观测、记录。
（三）钻孔
检查桩位偏差符合要求后方可开始。
第一根桩钻孔时，不可进尺太快，应考察地层对钻机的影响情况，以核对在该地层条件下的钻进参数。
长螺旋钻钻孔：
钻孔开始时，应关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头接触地面时启动电机钻进。
一般应先慢后快，减少开钻初期的钻杆晃动，防止偏孔。
在钻进中钻杆晃动过大时，应放慢进尺。
宜在钻机塔身做出钻机动力头底面停止位置标识，作为控制成孔深度的依据。
（四）清底验孔
检查孔深及垂直度偏差，填写隐检记录，并监理签字。
（五）灌筑拌合料
1.拌合料拌制
拌合料在拌和站集中拌制，要求按配合比进行配料，计量要求准确，拌合料坍落度控制在160～2OOmm。
2.灌筑拌合料
沉管法或泥浆护壁钻孔法，孔较浅时可在孔口安放漏斗直接灌筑，孔较深必须使用导管。
3．成桩
成桩过程应连续，避免中途停机。
对于螺旋钻机法施工．尤其应避免在饱和砂土、粉土层内停机。
采用振动沉管法时，灌满拌合料后，启动马达振动5～1Os，保证灌筑密实。
用振捣棒将上部5m桩体捣
固密实。
4.拔管
长螺旋钻钻机采用管内泵压法灌筑拌合料，当钻杆芯管充满拌合料后开始拔管．速度2～3m／min。
严禁先提管后泵料。
5.对于长螺旋和有水的桩孔分别采用中空钻杆泵送拌合料和水下灌筑工艺。
（六）成桩验收
1.应对灌筑的拌合料进行检查，制做15O×150×15Omm规格28d抗压强度试块。
2.应核对每根桩的拌合料灌筑量不得小于施工图标示灌筑量，确认桩长能保证有效桩体的施工图标示高程，且上端应有O.5～O.7m长的保护桩体。
（七）施工中应注意的有关问题
1.季节性施工
1.1冬期施工
应采取措施避免拌合料在初凝前遭到冻结。
泵头、泵管应采取保温措施。
施工完成清除保护土层和桩头后，应立即对桩间土和桩头采用保温材料进行覆盖，防止桩间土冻胀造成桩体拉断。
1.2雨期施工
必须保证预留保护土层的厚度，以免扰动地基土。
干作业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。
2.成品保护
2.1桩头的保护
2.1.1为了达到桩顶高程及保证桩顶的强度，应设置保护桩长，一般为5OO～7OOmm。
采用粒料材料或湿黏土对桩顶封囤保护。
2.1.2桩体达到一定强度后（一般3～7d），方可挖槽。
2.1.3严禁挖槽时机械撞击桩头。
2.1.4剔除桩头时，用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头直到施工图标示桩顶高程，并把桩顶凿平。
2.1.5不可用重锤或重物横向击打桩体。
2.1.6合理安排施工顺序，避免后序桩的施工对已施工桩头的破坏。
2.2桩间土保护
2.2.1为了避免扰动桩间地基土，桩顶高程以上宜预留300～5OOmm厚的保护土层。
2.2.2雨后钻机下应铺设碎石垫层，避免扰动地基土。
2.2.3施工图标示桩顶高程以上应预留5O～100mm厚土层，待验槽合格后，方可人工开挖至施工图标示桩顶高程。
3.应注意的质量问题
3.1泵压成桩工艺应控制提钻速度，选择合适的施工顺序，并根据土层情况调整施工工艺.以防提钻过快发生缩径和断桩现象。
3.2在施工过程中，应控制拔管速度始终保持均匀一致。
并很好地控制留振时间，以免因拌合料产生离析，造成桩体强度不均匀。
3.3应严格控制活瓣打开的宽度或提钻速度，防止拌合料下落不充分，使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。
3.4接桩：
当桩顶高程低于施工图标示高程时，如开槽或剔除桩头必须进行补桩，可采用比桩体强度高一等级的豆石混凝土接桩至施工图标示桩顶高程。
注意在接桩过程中保护好桩间土。
4.CFG桩施工质量控制措施
4.1拌合料配合比不合理
当拌合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，拌合料和易性不好，常发生堵管。
因此拌合料配合比要注意这两种材料的掺加量，特别是注意粉煤灰掺量宜控制在60～80kg／m3左右。
4.2拌合料拌制质量有缺陷
坍落度太大的拌合料，易产生泌水、离析，易造成堵管现象发生。
坍落度太小，拌合料在输送管内流动性差．也容易造成堵管。
施工时坍落度宜控制在160～2OOmm，若拌合料可泵性差，可适量掺人泵送剂。
4.3施工操作不当
钻杆进入土层预定高程后，开始泵送拌合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆芯管及输送管充满拌合料且呈连续体后，应及时提钻，保证拌合料在一定压力下灌筑成桩。
4.4桩体上部存气
为保证桩体因管内空气无法排出而形成空洞。
施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞，若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗。
4.5防止缩颈、断桩的措施
主要应优化拌合料配料，控制最大粒径和大粒径颗粒含量，保证适宜的工作度；采用适宜的拔管速度，在拔管的同时，应采用自动测量装置监控管内拌合料顶面高程的变化，防止管内拌合料随管上浮和
空管提拔；导管的内壁应光滑，接头平顺，使用前应进行摩阻测试和灌筑模拟试验。
对于振动沉管法成桩，可以附加振动装置，帮助拌合料落管。
对于长螺旋钻孔成桩法。
应保证芯管拌合料充盈度，保持足
够的泵压。
八、作业组织
劳动组织（每台钻机配备人员）
序号
工种
人数
职责
1
司钻
4
负责钻机成孔
2
修理
1
机械维护与修理
3
电工
1
负责施工用电
4
安全员
1
全面负责施工中安全质量
5
测量
1
全面负责施工中量测工作
合计
8
九、施工安全与环境保护
（一）施工安全
1.钻孔作业施工应做好孔口防护，防止人或异物坠入。
2.夜间施工应有足够的照明。
3.钻机放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的l％。
4.高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。
5.钻杆上的土应及时清理干净，防止坠下伤人。
（二）环境保护
1.在距居民生活区较近的施工现场，须采取必要的噪声控制设施，如隔声屏障等。
2.生产及生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗撒。
3.夜间施工灯光集中照射，避免灯光扰民。
4.现场的散水泥、砂石料等必须遮盖存放，废水泥应回收，避免扬尘。
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