高速铁路软土地基处理长螺旋钻孔灌注桩作业指导书.doc

CFG桩施工作业指导书

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xxxx高速铁路土建工程五标段一工区

CFG 桩又称水泥粉煤灰碎石桩，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑、矿粉、外加剂等混合料加水拌和形成高黏结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫一起组成复合地基的地基处理方法。适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
DK950+039.23～+260、DK950+490～+627段地基采用CFG桩加固,桩顶设0.6m厚碎石(碎石+中粗砂),内铺设二层土工格栅。桩头为顶宽1m,高0.6m的扩大桩头 ，采用长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩法。
一、施工工艺
1. 施工准备
⑴调查建筑场地邻近的高压电缆、电话线、地下管线、地下构筑物及障碍物等。平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。
⑵施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，试成孔应不小于2个，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数。
⑶测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。按施工平面图放好桩位。
⑷确定施打顺序及桩机行走路线∶全长布桩时，应遵循由“由一边向另一边，桩机S型走位”的原则。 在施工机具上做好进尺标志。

2. 材料和质量要求
⑴水泥
Ⅰ．根据工程特点、所处环境以及设计、施工的要求，选用强度等级为32.5级的水泥。产地为江苏双龙。
Ⅱ．施工前，对所用水泥应检验其初终凝时间、安定性和强度，作为生产控制和进行配合比设计的依据。必要时，应检验水泥的其他性能。
Ⅲ．水泥应按规定堆放在防雨、防潮的水泥库内。如因储存不当引起质量明显下降或水泥出厂超过三个月时，应在使用前对其质量进行复验，并按复验结果使用。
⑵褥垫层材料
褥垫层材料采用碎石内铺两层土工格栅。碎石最大粒径不宜大于30mm 。
⑶粗骨料
碎石粒径5～31.5mm，产地为二郎山。
⑷粉煤灰
矿粉采用马钢嘉华矿粉，外加剂采用江苏博特。粉煤灰选用I级粉煤灰，产地为南京聚力。
3.长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺
⑴施工步骤
①钻机就位

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%。
②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，拌合时间不得少于1min。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14～18cm）根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
③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。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。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。
④灌注及拔管
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。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的泵送料，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
⑤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施工的桩位进行复核，保证桩位准确。
⑥扩大桩头施工
CFG桩采用扩大桩头，扩大头顶宽1m，高0.6m,施工时桩头0.6m范围挖除，现场浇注C15混凝土。
⑵防止堵管窜孔的措施
①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。
②施工时，应遵循由“由一边向另一边”的原则，防止施工时窜孔。
⑶成品保护
① CFG 桩施工完毕后，待桩体达到一定强度后（一般为3～7d），方可进行开挖。开挖时，宜采用人工开挖，如基坑较深、开挖面积较大，可采用小型机械和人工联合开挖，应有专人指挥，保证铲斗离桩边应有一定的安全距离，同时应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害。

② 挖至设计标高后，应剔除多余的桩头，凿除桩头时应采取如下措施：
Ⅰ．找出桩顶标高位置，在同一水平面按同一角度对称放置2 个或4 个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。桩头截断后，再用钢纤、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的桩头，直至设计桩顶标高，并在桩顶上找平。
Ⅱ．不可用重锤或重物横向击打桩体。
Ⅲ．桩头剔至设计标高，桩顶表面应凿至平整。
③保护土层和桩头清除至设计标高后，应尽快进行褥垫层的施工，以防桩间土被扰动。
⑷质量控制
①为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。
②CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求，桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。
③CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。

④通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施，为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。
⑤桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。
⑥清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
⑦施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，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、堵管及处理措施等。
⑧CFG桩施工属隐蔽工程，经监理签认后方可进行下一道工序施工。
（4）质量检测
①所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求；
检验数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200t为一批，不足200t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400m3时也按一批计。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。
②CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验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。
③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：
Ⅰ检测数量：施工单位每台班一组（3块）试块。
Ⅱ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。
Ⅲ设计要求：桩身28d边长15cm立方体抗压强度达到设计强度10MPa～15MPa。
④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：
Ⅰ检测数量：检测总桩数的10%。
Ⅱ检测方法：低应变检测。
⑤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）
Ⅰ检测数量：总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。
Ⅱ检测方法：平板载荷试验。
Ⅲ设计要求：抽取不少于总桩数的0.5‰的桩进行单桩承载力检测，抽取不少于总桩数的1.5‰的桩进行单桩复合地基平版载荷板试验。承载力符合设计要求。
⑥CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差
CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差如下表：
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
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位(纵横向)
0，50mm
按成桩总数的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

二、安全环保措施
1 安全生产注意事项
⑴．机械设备操作人员（或驾驶员）必须经过专门训练，熟悉机械操作性能，经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机（车）操作。
⑵．机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后驾驶。
⑶．机械设备发生故障后及时检修，决不带故障运行，不违规操作，杜绝机械和车辆事故。
⑷．专业电工持证上岗。电工有权拒绝执行违反电器安全规程的工作指令，安全员有权制止违反用电安全的行为，严禁违章指挥和违章作业。
⑸．所有现场施工人员佩戴安全帽，特种作业人员佩戴专门的防护用具。
⑹．所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。
⑺．施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查， 确保完好和使用安全。

⑻． 施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m 以上，严禁拖地和埋压土中，电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V 以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JCJ46—88）的规定。
2 环保措施
⑴．易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布、盖套等遮盖物覆盖。
⑵．施工废水、生活污水不直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库，不排入饮用水源。
⑶．食堂保持清洁，腐烂变质的食物及时处理，食堂工作人员定期体检。
⑷．受工程影响的一切公用设施与结构物，在施工期间应采取适当措施加以保护。
⑸．使用机械设备时，要尽量减少噪声、废气等的污染；施工场地的噪声应符合《建筑施工场地界噪声限值》（GB l2523—1990）的规定。
⑹．运转时有粉尘发生的施工场地，如水泥混凝土拌和机站等投料器应有防尘设备。在这些场地作业的工作人员配备必要的劳保防护用品。
⑺．驶出施工现场的车辆应进行清理，避免携带泥土。

长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图