局宝兰CFG桩试桩方案.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途新建铁路宝鸡至兰州客运专线工程(甘肃段)BLTJ-2标段(IDK740+145IDK742+881)CFG桩工艺性试桩施工方案中国铁建编制: 复核: 审批: 中铁十三局宝兰客专甘肃段项目经理部三工区 二O一三年五月 目 录一、工程概况- 1 二、水文地质信息- 1 -三、主要工程量及技术参数- 1 -四、试验目的- 1 -五、试验时间- 2 -六、施工准备 2 1、机械设备- 2 2、施工材料 2 3、施工现场准备- 2 4、施工人员配置- 2 七、施工方法 2 1、CFG桩布置原则及施工方法- 2 -2、工点地质情况- 3 -3、CFG桩体材料要求 3 -4、主要施
2、工机具- 4 5、施工人员安排 4 6、长螺旋钻机施工方法- 4 7、清土及剔桩- 6 8、施工中的注意事项- 6 -9、CFG桩施工质量检验- 7 八、检测方法 8 -1、平板载荷试验检测- 8 -2、低应变反射波法检测- 9 -九、资料整理- 10 十、施工注意事项- 11 十一、确保工程质量的措施 12 十二、施工安全管理- 17 -十一、施工环保、水保措施 21 -附图: 26 中铁十三局集团有限公司 一、工程概况工点起讫里程:IDK740+145IDK742+880 (IDK741+745。288=IDK742+800短链1054。712m) 全长1681。288m.工点位于天水市麦
3、积区元龙镇石家湾村东南侧,跨越果园及村庄,属渭河宽谷阶地区,地形较平缓、开阔,主要以填方形式通过。工点小里程端接麦积山隧道,大里程端接马鞍梁隧道。二、水文地质信息 工点处涉及地层:第四系全新统冲积黏质黄土(厚度312m具湿陷性)、粉质黏土(厚度113m)、细砂(厚度1。53。5m)、中砂(厚度13。5m)、粗砂(厚度2。24.5m)、砾砂(厚度1.87.8m)、细圆砾土(厚度1。522.5m)、粗圆砾土(厚度2.438。5m)、卵石土(厚度03m)、细角砾土(厚度1215m)、粗角砾土(厚度512m)。工点范围内黏质黄土具级自重湿陷性,湿陷厚度812m。工点内粉质黏土Ps3。0MPa,输松软土
4、,松软土层厚度约812m。工点范围内DK740+200DK740+400、DK740+460DK741+390段15m以上,地下水位以下的饱和砂土,具地震液化现象,按液化土考虑。土质最大冻结深度为66cm。 工点区无地表水发育;地下水为第四系孔隙潜水,分布于渭河一级阶地,主要赋存于圆砾土的孔隙中,地下水位埋深5.015m,水量较丰富,主要受大气降水补给,水质较好,对圬工无腐蚀性。三、主要工程量及技术参数 本工点路基采用CFG桩基的复合地基处理,复合地基承载力不小于180KPa CFG桩:IDK740+145IDK742+872段共436154延米,桩径为0.4m,正三角型布置,桩间距为1.4m
5、,桩长为517m。CFG桩处理宽度为路堤地段至两侧坡脚,路堑为两侧堑坡坡脚之间;CFG桩顶高于设计桩顶线0。5m,CFG桩底必须进入细圆砾土(断层角砾)层大于0.5且不小于设计桩长。四、试验目的检验完善设计,为大面积施工提供依据,确定如下几方面内容:总结出适宜的施工设备选型、施工工艺和方法、施工顺序。验证混合料配合比确定混凝土坍落度确定混凝土搅拌时间确定混凝土灌注过程中拔管速度按要求对试验桩进行低应变检测试验及单桩承载力试验,以确认CFG桩的设计参数及桩身的完整性。五、试验时间2013年5月15日2010年6月12日六、施工准备1、机械设备主要设备有:LS23长螺旋钻机一台,S60混凝土输送泵
6、1台,康明斯发电机(功率250W)1台。2、施工材料(1)碎石采用义斌山碎石场.(2)水泥采用祁连山水泥股份有限公司P.O.42.5水泥.(3)选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料符合设计要求,并按相关规定进行了检验。(4)按设计要求进行室内配合比试验,采用55的516mm粒径+45%的1020mm粒径碎石,中砂采用凭湾砂场粗砂.坍落度为160200mm。配合比报告已于2013年3月18日经总监批复。3、施工现场准备(1)施工便道和地方上的省道交织成交通网。(2)清除障碍物、平整场地、测量放线。4、施工人员配置序号施工队伍人员数量备注1CFG桩架子队管理人员4专业操作人员8七、施工方法1、
7、CFG桩布置原则及施工方法CFG桩布置原则为间距1.4m,按正三角型布置,桩径0.4m,试桩3根。结合单桩承载力与完整性和桩间土承载力,本次试验段内试桩6根(布置形式如附图),每根试桩辅以4根锚桩,该处设计复合地基承载力不小于180KPaCFG桩的施工采用长螺旋钻孔施工方法,试验桩桩长12米。施工里程:IDK740+366桩位平面布置形式如下: 2、工点地质情况 地表原为果园,桩体长度范围内土层结构为粉土层、黏土层、细砂层及细圆砾土层.3、CFG桩体材料要求CFG桩桩体材料必须满足设计及规范要求,砼配合比设计见后附CFG桩配合比设计书,低应变检测强度不小于设计强度的70且不小于15Mpa。水泥
8、采用普通硅酸盐水泥,混合料由拌合站统一供应,施工现场检测坍落度按160200mm控制、满足客运专线铁路路基工程施工技术指南、客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准及相应设计文件要求。具体材料要求如下:水泥:采用42。5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。卵石:粒径825mm。砂:含泥量小于5.粉煤灰:等级要求III级或III级以上.泵送剂:泵送剂用于改善拌和料泵送性能,应控制掺入量,拌和料泵送性能满足施工要求时可以不掺泵送剂。4、主要施工机具 根据本段路基的地质特征,我单位CFG桩施工采用长螺旋钻孔芯管泵送混合料成桩的施工方法,按此进行工艺性试验LS23型长螺旋钻机1台、混凝土输送泵1台、混凝
9、土罐车2台、260KW发电机1台、钢钎、小推车、工字钢、油压千斤顶。5、施工人员安排技术员 2人 ,质检员 1人 ,安全员1人,机械操作员5人,司机2人,管理人员3人,电工1人。 6、长螺旋钻机施工方法1)施工工艺流程CFG桩长螺旋钻机管内泵压混合料灌注施工流程图检桩、验槽碎石垫层施工及验收收CFG桩复合地基验收CFG桩检测钻孔就位钻孔至设计标高混合料注满后按规定速度边泵送边提拔钻杆至地表移位施工下一根桩按上述工序施工安全部CFG桩后打桩结束清除桩间土、凿桩头拌合CFG桩混合料泵送CFG桩混合料清除弃土2)施工方法CFG桩施工采用长螺旋钻机施工.钻机就位后,启动马达,螺旋钻杆钻入地下,钻孔过程
10、做好记录,进入持力层时记录钻压电流值。钻至设计标高后,开始泵压混合料,混合料下到孔底后开始均匀提钻。根据泵入混合料量控制提钻速度,保证钻头矛尖始终埋在混合料中,以防断桩。放线:施工前按照桩位平面布置图统一进行测放桩位线,桩位中心点用钎子插入地下,并用白灰明示,桩位偏差小于50mm。 成孔:长螺旋钻机成孔,一般先慢后快,试桩钻进速率拟定按1m1.2m/min控制,在施工时做好记录,避免形成螺旋孔,成孔至设计深度,确保桩端进入持力层满足设计要求,施工桩顶标高应高出设计桩顶标高不少于0。5m,垂直度偏差小于1%。 砼灌注:成孔至设计深度后,现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆,速率拟定按1。5m1.7m
11、/min控制,认真做好施工记录,并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时,应适当超过桩顶设计标高50cm,以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求:灌注砼之前,应检查管路是否顺畅稳固;CFG桩件施工中,每台班均制作检查试件,施工前,应用水泥砂浆湿润管路.施工过程中应认真填写施工记录,每台班或每日留取试块12组。7、清土及剔桩(1)第一步清土在罐压桩施工完毕后立即将多余砼铲除; (2)第二步在成桩后37天左右剔桩,避免因桩身强度较大时剔桩困难; (3)清土采用小型机械设备及人工开挖、运输,避免断桩及对地基土的扰动; (4)清土预留至少20cm人工清除,找平;(5)因剔桩造成桩顶开裂
12、、断裂,按桩基混凝土接桩规定,断面凿毛,刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。8、施工中的注意事项(1)CFG桩成孔钻孔开始时,关闭钻头阀门,操纵下移钻杆,钻头触及地面时,启动马达钻机。钻进先慢后快,同时检查钻孔的偏差及时纠正.桩机操作手和现场读尺人员要密切配合,钻机每钻进1m,读尺人员要及时通知桩机操作手记录电流数据,操作手在电流发生明显变化时,要通知现场读尺人员做好钻机进尺及土层变化的记录,当电流显示已进入硬土层时,要控制进尺,确保嵌入深度满足设计要求.桩身进入持力层的深度要求,满足设计要求。钻孔至设计高程后,对地质情况进行详细的记录。发现地质情况与设计不符,要及时通知设计单位。在成孔
13、过程中发现钻杆摇晃或钻进难钻时,应放慢进尺,防止桩孔偏差、位移及钻具损坏。当钻至设计标高后,一般才用静止提拔,但对易卡钻的区域,在圆砾层允许采用边转边提,离开圆砾层后采用静止提拔。施工过程中认真填写CFG桩施工记录表(后附)。(2)开挖及桩头处理CFG桩施工完毕,待桩体达到一定强度(一般37d)后,可进行开挖。清土和截桩时,不得造成桩顶设计标高以下桩身断裂和扰动桩间土。对基槽开挖:如果基槽较浅,可采用人工开挖;基槽较深采用人工开挖效率太低时,可采用机械和人工联合开挖,但必须遵循如下原则:a不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损害;b应尽量避免扰动桩间土.c对于这两点,关键在于要留置足够的人工开挖厚
14、度。 采用机械、人工配合开挖,人工开挖厚度留置多少,与桩体强度和土质条件等有关,施工时在现场通过试验确定.但人工开挖留置厚度一般不宜小于20cm。d基槽开挖至设计标高后,多余的桩头需要剔除,剔除桩头时宜采取如下措施:找出桩顶标高位置;使用改装后切割机进行切割,并把桩顶找平;桩头设计标高处,桩头表面不可出现斜平面.如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下,必须采取补救措施,可采取C20混凝土接桩至设计标高。注意在接桩头过程中保护好桩间土。9、CFG桩施工质量检验施工质量验收标准见表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
15、桩体试块抗压强度.b.桩位允许偏差:050mm、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 主控工区1水泥、粗细骨料的品种、规格、质量符合设计要求2混合料的坍落度本次试桩核定3混合料的强度不小于15Mpa4桩的数量、布桩形式符合设计要求5单桩投料量符合设计要求6桩的有效长度符合设计要求7桩身质量符合设计要求一般工区1允许偏差桩位(mm)502桩身垂直度1%3桩体有效长度不小于设计值施工后质量检测: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)150mm150mm150mm的试块,标准
16、养护,测定28d抗压强度.附件: CFG桩原材料检验报告及C15混凝土配合比设计书。八、检测方法宝兰客运专线路基工程检测主要检测方法为平板载荷试验、低应变检测等。低应变检测桩身完整性应在成桩7天后进行,平板荷载试验检测复合地基处理应在成桩后28天进行。具体试验方法简介如下:1、平板载荷试验检测采用慢速维持荷载法对单桩复合地基承载力进行检测。试验设备反力系统:检测设备采用地锚、钢梁联合反力系统。加载分级:采用自动加荷。加载等级分为810级,最终加载量为设计承载力的两倍,每级加载增量为最终加载量的1/81/10。沉降观测:由安装在载荷板两侧的电子位移传感器量测沉降值。每加一级荷载,按间隔1、2、2
17、、5、5、15、15、15min读记承压板沉降量,以后每隔半小时读记一次沉降量。沉降稳定标准:连续2h内1h的沉降量小于0。1mm,即可加下一级荷载。终止加载条件:当出现下列情况之一时,即可终止加载:承压板周围土层明显的侧向挤出;荷载增加不大,沉降急剧增大,P曲线出现陡降段;在某级荷载下,2h沉降速率不能达到稳定标准;相对沉降值S/b0。01;当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍.检测装置平面示意图2、低应变反射波法检测基本原理:该检测方法是将波动理论应用于桩基检测,根据应力波在不同波阻抗和不同约束条件下的传播特性来判别桩身质量。具体过程:检测时将加速度传感器紧密粘贴在被
18、测桩头上,在桩身顶部用力棒(或力锤)进行竖向激振,产生弹性波;弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显的波阻抗差异界面或桩身截面积发生变化时将产生反射信息,经接收、放大、和滤波后记录在笔记本计算机内;回到室内对记录数据进行分析处理,同时结合施工工艺、地层等综合分析,识别来自桩身不同部位的反射信息,从而对基桩的施工质量进行判释。图1完整摩擦桩纵波波速计算示意图采用中国科学院武汉岩海生产的RS1616k(s)检测仪和中国科学院岩土力学研究所生产的RSM-prt检测仪.判断标准波速计算: or 式中(图1),c桩身材料的一维应力波纵波波速(m/s),简称波速;L测点下桩的长度(m);t-桩底反射波峰值
19、与入射波峰值的时刻差(s);f-幅值谱上完整桩相邻峰值间的频率差(Hz).被检工程的桩身材料平均波速值为5根以上完整桩的波速平均值。桩身缺陷位置估算 or 式中(参考图1),场区同条件桩平均波速,桩身第j个缺陷的距离(m),桩身第j个缺陷的首次反射波峰与入射波波峰对应的时差(s),同一缺陷两相邻峰间频差。九、资料整理1、平板载荷试验检测地基的基本承载力值0可按下列方法确定:若pS曲线存在拐点,则第一拐点对应压力为比例界限pa,第二拐点对应压力为极限承载力pu。当pu1.5p时,取0=pu/2;当pu1。5p时,取0=pa.若pS曲线呈圆弧形,无明显拐点,可按下述方法确定:在绘制的lgplgS或
20、pS/p曲线上,取第一转折点所对应的荷载强度为0;取相对沉降S/b值所对应的荷载强度为0,各类土的S/b值可按铁路工程地质原位测试规程(TB100182003 J261-2003)表3。4.2取用;由双曲线拟合法确定pu值,取0pu/F(F为安全系数),可视地基工程性质取F为23(高压缩性土取低值,低压缩性土取高值)。基本承载力和极限承载力设计使用值的确定应符合下列规定:同一土层参加统计的试验点数不应少于3个;试验点的0或pu值的极差不大于其平均值的30时,可取平均值作为0或pu的设计使用值;当极差大于其平均值30时,应查找、分析出现异常值原因,并按粗差剔除准则补充试验和剔除异常值。2、低应变
21、反射波法检测桩身完整性判断类别时域信号特征幅频信号特征2L/c时刻前无缺陷反射波,有桩底反射波柱底谐振峰排列基本等间距,其相邻频差fc/2L2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波,有桩底反射波桩底谐振峰排列基本等间距,其相邻频差fc/2L,轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差 fc/2L有明显缺陷反射波,其它特征介于类和类之间2L/c时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波,无桩底反射波;或因桩深浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动,无桩底反射波缺陷谐振峰排列基本等间距,相邻频差fc/2L,无桩底谐振峰;或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰,无桩底谐振峰注:对同一场地、地质条件相近、桩型和成
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