CFG-试桩方案.doc

CFG桩基工艺性试验施工方案

一、工艺试验目的及意义
通过设计及验收标准，施工前应进行工艺性试验，通过试验确定相关施工参数以指导我标段CFG桩桩基施工。
（1）通过工艺性试验确定施工工艺、施工顺序的合理性。
（2）通过工艺性试验确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、钻进速度、拔管速度、单位时间成桩量、钻机型号、混凝土泵型号、成桩时间等各项工艺参数。
（3）通过试验确定合理的机械设备、人员配置方案。
（4）通过试验复核地质资料。
（5）通过试验获取施工数据以便指导大面积施工。
二、编制依据
《新建铁路*******JQZJZQ-2标路基工点图相关设计图》
《关于公布*******段工程工艺试验管理办法的通知》
《新建*******JQZJZQ-2标段施工图设计技术交底（路基）》
《建筑地基处理技术规范》JGJ79
《铁路工程地基处理技术规程》TB10106-2010
《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003
《新建时速200公里客货共线铁路工程质量验收暂行标准》TB10414-2003
《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）
三、首件CFG桩工艺试验概况
本项目采用CFG桩进行地基加固处理共有两处路基段：
（1）DK35+890～DK36+668.76路基段，长度为778.76m，其中该段路基中采用CFG桩进行地基加固处理里程范围为：DK36+312.5～DK36+668.76，长度356.26m，CFG桩设计桩身强度C15，桩径0.5m，桩长4～7.4m，桩间距1.6m，按正三角形布置，桩顶设置C25混凝土桩帽，桩帽直径为0.9m，高0.5m，桩帽之间空余部分回填与垫层同种类的碎石并碾压密实，桩帽顶设置厚度0.6m碎石垫层，垫层铺设至0.3m时铺一层双向土工格栅，每侧回折不小于2m，后铺设0.3m碎石垫层；总根数为4008根，共22878延米。
（2）DK268+000~DK268+460路基段，长度为460m，其中该段路基中采用CFG桩进行地基加固处理里程范围为：DK268+040～DK268+457.06路基段，长度为417.06m，CFG桩设计桩身强度C15，桩径0.5m，桩长4～8.4m，桩间距1.6m，按正三角形布置，桩顶设置C25混凝土桩帽，桩帽直径为0.9m，高0.5m，桩帽之间空余部分回填与垫层同种类的碎石并碾压密实，桩帽顶设置厚度0.6m碎石垫层，垫层铺设至0.3m时铺一层双向土工格栅，每侧回折不小于2m，后铺设0.3m碎石垫层；总根数为10369根，共47870延米。
本次工艺试验桩选取具有代表性的地段YDK36+312.5-YDK36+668.76路基段，桩间距1.6m，桩长4.29～4.68m，桩径0.5m正三角形布置，桩顶设置C25混凝土桩帽，桩帽直径为0.9m，高0.5m，桩帽之间空余部分回填与垫层同种类的碎石并碾压密实，桩帽顶设置厚度0.6m碎石垫层，垫层铺设至0.3m时铺一层双向土工格栅，每侧回折不小于2m，后铺设0.3m碎石垫层。该里程段地层代号及岩性如下：
1、粉质黏土，褐黄色，层厚约3.2～4.4m，硬塑，σ0=120KPa
2、砂砾岩，褐红色，弱风化，层厚约2.4～3.0m，砂砂结构，σ0=450KPa。
本次工艺试验桩数量拟定为3组每组为3根共计9根，选定试桩里程范围YDK36+312.5-YDK36+668.76段的有代表性断面，在该试桩里程范围内任意选取3个路基断面试桩并对这3个路基横断面的CFG桩分三组分别进行编号第一组为S1-1、S1-2、S1-3，第二组S2-1、S2-2、S2-3，第三组S3-1、S3-2、S3-3并做好里程记录，该段路基试桩的CFG桩长为4.29～4.68m，详见《DK36+400～DK36+425段CFG桩桩位布置图》。
四、工艺试验指挥体系
（1）CFG桩桩基试验施工安全保证体系
根据《安全生产管理办法》规定，成立安全生产领导小组，项目经理张宝海为组长，是安全生产管理的第一责任人，对本工程安全生产负有全面责任。副经理张永和、总工程师沙伟为副组长，各职能部门和分部负责人为组员。设立专门机构负责CFG桩的施工安全生产管理，配备专职安全监督管理人员，配备专职安全工程师，组织日程检查。
指挥部设专职安全工程师，分部设专职安全员，作业班组设兼职安全员，进行全员参加管理。
五、机械设备及材料的准备
5.1主要施工机械设备
试桩机械配置见表5-1
表5-1主要机具、设备一览
序号
设备名称及描述
规格型号
数量
技术状态
备注
（类别、型号）
1
长螺旋钻机
DZ55KB
1台
良好

2
柴油发电机
250KW
1台
良好

3
电焊机
BX1-300
1台
良好

4
挖掘机
现代220
1台
良好

5
装载机
ZL10
1台
良好

6
自卸车
20m3
1辆
良好

7
全站仪
TC802
1台
良好

8
水准仪
DSZ2
1台
良好

9
钢尺
50m
1把
合格

10
坍落度筒

个
合格

5.2材料准备
桩体材料采用碎石、粉煤灰、水泥配合而成，材料按C15砼配比。桩体材料进场后需自检合格后报监理，经监理工程师同意后方可使用。
六、人员配备及劳动力组织
根据本次试验的特点和施工进度的实际需要，将派1个专业施工队伍参与施工。人员配备及劳动力组织见表6-1。

表6-1人员配备及劳动力组织
序号
姓名
职务
备注
1
张**
项目经理
现场施工总指挥
2
沙**
项目总工
现场技术负责
3
张**
生产副经理
现场指挥
4
郝**
副经理
现场施工组织
5
耿**
安质部长
现场质量、安全检查
6
方**
试验主任
现场试验检测
7
杨**
工程部长
现场技术服务指导
8
杨**
物机部长
现场材料的及时供应
9
梅**
技术主管
现场施工记录
10
朱**
测量工程师
现场放样
11
李**
电工
现场用电
12
文**
工班长
作业带班
13
操作手
4人
CFG桩机操作
14
协作人员
6人
现场施工配合
15
罐车司机
4人
现场混凝土运输
工艺试验成员主要负责制定工艺试验方案，工艺试验推进，工艺试验成果的总结等工作。根据工程实际及时编制工艺试验方案和实施细则并提报。编写好试验段工艺技术总结报告和自评报告，做好试验数据、影像资料的整理和存档工作。根据通过验收的试验数据，优化工程施工工艺，在全线推广应用。针对工艺试验工作展开相关业务知识、设备使用等专项培训工作，提高全体参建人员的业务水平。
七、计划节点安排
本工程计划于2014年8月15日开CFG桩工艺试验，试验桩数3组每组3根，8月15日完成。2014年9月12日进行质量检测工作，8月23日完成该工艺试验总结。
八、CFG桩施工要求
CFG桩施工采用长螺旋钻进成孔芯管内泵送混合料成桩工艺。混合料由水、水泥（P.O42.5级以上）、粉煤灰、碎石、河砂组成，桩体强度15MPa。施工前通过试验桩得出配合比，并报监理工程师审批认可。开工前按照室内配方进行试桩并经检验合格后取得相关工艺参数。桩体质量检查应在成桩28天后进行，CFG桩施工质量采用无损检测进行检验，加固效果检测采用载荷试验检验。
九、施工程序
9.1施工工艺流程
CFG桩以三角形布置，桩径50cm,路堤坡脚边界外，增加一排桩，施工采用长螺旋钻进成孔芯管内泵送混合料成桩施工。桩体材料为碎石、粉煤灰、水泥配合而成，材料按C15砼配比；CFG桩碎石垫层进行软基处理方式见图9-1CFG桩设计大样图；施工工艺流程见图9-2。

图9-2 CFG桩施工工艺流程图
9.2施工准备
施工现场必须清除地上和地下一切障碍物后再予以平整. 施工前应预留保护土层,厚度一般为 30cm~50cm,场地平整后的高差须控制在100mm之内。
根据设计的桩位平面图,使用全站仪测定桩位.在试桩桩位点打 30cm 深的木桩或其他钉桩,桩上钉小钉定桩位中心,并加以保护。
9.3施工方法
（1）桩位放样
按照设计图纸进行布置桩位，用全站仪按25m为一个断面测放桩位，每个断面测放5个控制点。用钢尺拉出点位后钢钎打入20cm深厚灌入白灰。
（2）钻机就位
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差。根据设计桩长确定机架高度，并在钻机表面做好明显的深度标计；钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整。CFG桩钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
（3）混合料搅拌
混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，上料顺序为：先装碎石，再加水泥、粉煤灰和泵送剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和泵送剂夹在砂、石之间，每盘料拌合时间不小于60s。混合料加水量和坍落度（设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在160～200mm）、具体搅拌时间根据试验参数确定，电脑进行拌合自动控制和记录。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌桶应备好熟料。
（4）钻机成孔
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。一般应先慢后快，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。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，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。当钻头达到设计预定标高，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。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，作为相应增减。
在钻进过程中，记录每延米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考。
（5）灌注机拔管
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后钻杆开始反向旋转提升钻杆，提钻过程中应严格控制提升速度与旋转速度，使二者匹配，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2～3m/min,成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢导致停机待料。若是因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。施工桩顶高程宜比设计桩顶高50cm左右，桩长偏差不大于10cm，桩径允许偏差不大于2cm。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
（6）移机
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位的准确。
（7）桩头清理
CFG桩桩体强度达到设计强度的70%后方可进行桩间土开挖及清运，桩间土采用小型挖机配合人工开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖，纵横向方向采用小挖机开挖，靠近桩周围预留20cm采用人工清除桩间土，小型自卸车运至弃土场，开挖工程中不得触动桩身和桩头。清除表面土层，采用人工凿除桩顶50cm桩头，破除预留桩头至设计标高，桩顶允许偏差0～+20mm。桩头清除采用切割机环向切割一圈，电钻打三眼后用錾子断掉桩头。
（8）桩帽施工
桩体施工完毕28填后，经第三方检测合格后开始进行桩帽施工。首先平整桩间表土层，使用小型夯实设备进行夯实，经试验检测合格达到90%压实度，桩帽施工采用现场浇注C25砼方法进行。桩帽模板材质为3mm钢板加工。桩帽施工前先将桩头浮土、灰尘用空压机风管清理，清理桩头表面浮土后即可进行桩帽施工。桩头砼用砼罐车运至现场，现场铺设彩条布，采用人工挑运的方法将砼运至各桩帽，桩帽砼采用小型插入式振动棒进行振捣。
十、质量检测及验收标准
10.1质量检测
（1）原材料质量检验
所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求。
检查数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥，每500t为一批，不足500t时也按一批计。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400 m3也按一批计。各种原材料每批抽样检验1组。
检验方法：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，在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。
（2）施工检测
①CFG桩混合料坍落度应按照配合比确定并经监理工程师批准的参数进行控制；
检验数量：每台班抽样检验3次。
检验方法：现场坍落度试验。
②桩体强度检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）4.14.7条。
检测数量：施工单位每台班一组（3块）试块。
检测方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。
设计要求：桩身28d边长15cm立方体抗压强度达到设计强度15MPa。
③桩身质量、完整性检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）4.14.11条。
检测数量：检测总桩数的10%。
检测方法：低应变检测。
④单桩承载力及复合地基承载力检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）4.14.13条。
检测数量：总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。
检测方法：平板载荷试验。
设计要求：抽取不少于总桩数的2‰的桩进行单桩复合地基平整载荷试验。承载力符合设计要求。
10.2质量验收标准
CFG桩施工允许误差应符合下表规定
序号
项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
全站仪或钢尺丈量
2
垂直度
1%
全站仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩径
不小于设计
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
十一、安全、质量保证措施
11.1质量保证措施
11.1.1质量管理
（1）经常宣传“百年大计，质量第一”的口号，并贯彻落实到工作中去。
（2）制定科学的组织管理制度，努力提高管理水平，实行机长负责制，对质量实行一票否决制。
（3）由质管组定期、不定期地对工程质量进行检查，以确保工程质量。
（4）开工前对全体人员进行技术交底，负责学习设计文件，体会设计意图，确保施工中实施。
（5）定期进行质量评比工作，对质量优良的机组实行奖励，对质量较差的作出批评、警告、罚款、清场等处罚措施，对不能胜任的机组人员将清除出场，并对所发生的质量事故进行总结，实行“三不放过”，以防再次发生类似事故。
11.1.2施工控制
（1）对进场原材料要严格按照批次进行试验，碎石粒径不大于25mm，砂含泥量不大于5%；选用的水泥、粉煤灰及外加剂等原材料应满足设计及验标要求。
（2）采用钻机自带垂直调控器控制垂直度，每根桩施工前都有专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后方可开钻。钻杆的垂直度在下沉前应仔细复合调整，其偏差不大于1%。
（3）混合料搅拌按照配合比进行配料，每盘混凝土搅拌时间控制在90～120s，坍落度控制在160mm～200mm（可根据运送混合料的距离进行调整）。
（4）根据钻机上的进尺标记，成孔达到设计标高时，停止钻进。在钻进时，记录电流突变位置的电流值，作为地质核查情况的参考。
（5）钻至设计标高后停止钻进，开始泵送混合料灌注，每根桩的投料量应不小于设计灌注量。钻杆新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，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶进行养护。
（6）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，对于不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量的投料量。
（7）每台班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，每台班作一组试块，测定28填抗压强度。
（8）严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不均匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析现象，导致桩身强度不足。施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在2～3米/分钟。
（9）整个施工过程中，安排技术人员旁站监督，并做好施工原始记录，记录钻机工作的电流值、桩长、混凝土灌入量，并且在施工中处理如堵管、串孔一系列问题。
11.2安全保证措施
11.2.1安全生产管理
（1）建立并完善以分部经理为首的安全生产领导小组，开展安全生产管理活动。
（2）建立各级人员安全生产责任制，明确各自的人员安全责任，落实安全责任，实施责任与目标管理，对安全生产责任落实情况进行定期检查。
（3）建立安全台账，做好施工中安全台账的记录工作。
11.2.2安全生技术措施
（1）组装和拆迁机具、登高作业必须戴好安全帽，系上安全带，并有统一指挥，进入施工场地严禁穿拖鞋。
（2）施工现场应配备有齐全的各类电器保护装置，并能有效地防雨、防水。所有电机应处接地状态，接地电阻不大于4Ω。雨雪天加强电器安全检查工作，确保电器防水。
（3）施工操作中严格注意电压、电流等仪表，电流控制在100A以内，不得长时间超负荷运行。
（4）机具移车、专向要有专人指挥，专人负责移动电缆及管线安全，严防碰撞、挤压磨伤电器。
（5）现场操作人员应戴好防尘保护品，以免灰尘粘附皮肤或吸入肺内。所有操作动作要统一讯号，统一指挥，操作要相互协调。
十二、文明、环保施工及夏季施工措施
12.1文明、环保施工措施
把CFG桩施工期间所需的各种机械、材料在空间上合理布置，实现人与物、人与场所、物与场所、物与物之间的最佳组合，使施工现场秩序化、规范化、体现文明施工水平。
（1）建立完善的规章制度，确立“安全生产，文明施工”的思想，在生产过程中时刻注意自身的形象。
（2）注意环境卫生，对施工所造成的扬尘应进行处理，防止污染附近的居民居住环境。
（3）保持机械的完好率，防止机油泄露而造成污染。
（4）材料要集中堆放整齐，保证施工现场整洁。同时工地临时性房屋应规划整齐，严禁乱设乱搭。
（5）密切配合建指做好治安、宣传工作，同时加强与地方关系的协调工作，保证与镇、村、组形成良好的合作关系。
（6）在施工中注意自身的形象，应做到不酗酒，不赌博和不做违法犯罪的事情。
（7）将现场划分若干个责任区，要求各个施工队在各自的责任区内做好卫生、洒水等工作。
12.2夏季施工措施
本次试桩工期安排在夏季，应做好夏季施工措施，保证成桩质量。
（1）加强与气象部门业务联系，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，针对人员、材料、机械设备及施工工艺做好有针对的预防方案和准备工作。
（2）施工现场所有临时用房，仓库应及时进行防渗、防风检查，并做好维修工作，凡材料堆放场地，机具设备安放地点均要有防雨、防风措施。
（3）施工现场应具备合理有效的排水措施，设置好足够的排水机具。对施工现场及材料堆放场地应根据地形，对场地排水系统进行疏通，以保证水流畅通，并防止道路上的水倒流入工地。
（4）备足雨期施工工具和材料设备，如铁锨，洋镐，塑料布，帆布，草袋，雨衣，胶鞋，水泵，胶管等。
（5）对现场的临时用电要时常进行用电安全检查，并做好记录。
十三、安全应急预案
突发性事件是指建设期间由人为或自然因素引起突发的人员伤亡、财产损失严重或产生严重危害和灾害。
主要安全应急事故如下：CFG桩桩机倾覆无伤人；人员触电。
13.1建立应急处理机制
建立以指挥部经理为组长，副经理、总工程师为副组长的应急领导小组。
建立医疗救护队，作业队建立抢险队。应急领导小组的组织机构见图11-1。
图13-1 应急领导小组的组织机构图
应急领导小组组长的职责：若出现地质灾害的紧急情况时，组织有关人员察看现场，讨论应急方案，发布各项抢险应急指令。
副组长总工程师迅速将有关情况迅速上报设计、监理单位，会商处理方案和施工技术措施。
副组长（副经理）的职责是迅速组织有关责任部门和抢修队，落实、指挥实施应急施工方案和技术措施。
各部门负责人的职责：组织本部门落实应急施工方案和技术措施的相关要求。
分部经理在出现紧急情况后，与技术主管负责组织并带领应急抢险队实施应急处理领导小组确定的施工方案和技术措施。
医疗救护：在工程辖区范围内，积极主动和地方医疗机构建立联系，在发生紧急情况是，立即奔赴现场。
抢险队：应急抢险队由分部经理领导。由富有施工经验、具有专业技能、身体健康强壮的中青年职工、管理人员组成。在发生紧急情况下时，根据应急处理领导小组的指令，立即投入应急抢险施工。
13.2应急救援物资保障
（1）安排装载机、挖掘机、吊机等各一台随时备用。
（2）应急救援办公室安排专人值班，电话：[phone]。
（3）办公室准备一定数量应急用品，如急救箱、铁锹、灭火器等。
13.3应急救援工作程序
（1）事故发生后，现场人员应立即通知突发事件应急领导小组，突发事件应急领导小组应快速作出反应，立即启动应急预案，并快速组织救援。
（2）领导小组及办公室应组织人员对事故现场设置警戒线，在交警未到来之前维护好临近村道交通秩序，以便救援工作顺利进行。
（3）对事故现场进行严格保护，组织对现场拍照并做好详细记录。
（4）对受伤人员特别是重伤员应立即送往就近医院抢救，必须时拨打“120”请求救援。
（5）应急领导小组应迅速确定事故处理方案，及时对事故进行有效控制，快速撤离现场作业人员，停止所有高危作业，防止事故扩大造成二次事故的发生。
（6）应急领导小组要配合上级主管部门对事故现场进行安全评价、损失评估及现场恢复工作。
13.4应急救援终止
（1）事故得到控制后，应宣布救援终止，解除紧急状态，组织恢复正常施工。
（2）对发生死亡或重大伤亡事故在上报公司的同时，应及时报地方安监部门及保险公司。报告内容包括事故发生单位、时间、地点、人员伤亡情况及事故原因初步分析等。
（3）总结事故教训，形成书面报告上报上级主管部门。
（4）对应急救援预案效果进行评估，进一步修改完善应急救援预案。
十四、成桩工艺试验总结
施工结束后，将确定的CFG桩桩基混合料配合比、坍落度、搅拌时间、钻进速度、拔管速度、单位时间成桩量、钻机型号、混凝土泵型号、成桩时间等各项工艺参数以书面形式总结上报监理单位。监理单位对总结报告初审，形成初审报告，总结及初审报告指挥部。由指挥部组织验收评估通过后开始全标段施工。
十五、附图
《DK36+400～DK36+425CFG桩桩位布置图》。
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