NJ-3六队CFG桩试桩方案(2008.8.1定稿)

CFG桩试桩方案-1-新建铁路南京铁路枢纽工程NJ-3标六队路基工程地基处理CFG桩试桩方案1、试桩目的通过试桩，以复核设计图纸地质资料与现场地质情况是否相符以及选择合适的施工机械、施工工艺；确定搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，为后续CFG桩大量施工提供依据，以指导、规范CFG桩施工作业。2、编制依据（1）新建铁路南京枢纽相关工程设计图纸《宁枢桥南站施图NJ-3(路)-08》（2）《客运专线铁路路基工程技术施工指南》（TZ212-2005）。（3）《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）工地现场调查、采集、咨询所获取的资料。（5）我单位类似工程施工积累的施工经验及设备。3、工程概况3.1工程简述本工程为新建南京枢纽土建工程，位于江苏省省会南京市雨花区和江宁区交界处。根据目前已经到的施工设计图纸显示：地质情况自上而下主要有Qal3粉质黏土，J3凝灰质砂岩，全风化；地下水丰富。CFG桩地基处理施工范围为：沪汉蓉铁路线HDK1210+312.5～+358.66，该段路基填筑高度约7米，路基底宽约36米；CFG桩处理总共594根，共3324延长米。3.2CFG桩施工主要技术要求CFG桩试桩方案-2-根据设计图纸显示，本标段内的CFG桩施工主要技术要求如下：3.2.1桩径均为φ0.5m，桩长根据地质情况长短不等，桩长4～6m不等,间距1.8m，按照正方形布置，桩顶设直径1.0m扩大桩头；桩顶设0.6m厚土工格栅，内铺两层土工格栅,其中HDK1210+312.5~＋322.3段桩长4米,HDK1210+322.~＋358.66段桩长6米,采用长螺旋取土工艺法。3.2.2桩体原材料采用碎石、粉煤灰、水泥混合而成，按C15混凝土配比设计，混合料试块标准养护28天立方体抗压强度标准值不小于15MPa。4、试桩位置及数量试桩位置选在HDK1210+325~HDK1210+345段线路右侧,路基坡角与红线范围内，CFG桩试桩长度为6m。根据验标及设计图纸要求，该处设3根试验桩。桩号分别为：1#、2#、3#具体桩位布置见图。5.拟选用的试桩工艺参数方案方案1:搅拌时间2min、拔管速度3m/min。方案2:搅拌时间2min、拔管速度2m/min。方案3:搅拌时间3min、拔管速度3m/min。1#试桩采用的施工工艺参数为方案1。2#试桩采用的施工工艺参数为方案2。3#试桩采用的施工工艺参数为方案3。6、CFG桩试桩施工方案6.1施工准备6.1.1施工前应平整好场地，清除了障碍物，并处理好场地范围内的地下构筑物及管线。6.1.2提前修好了施工便道，以作为混凝土运输通道。CFG桩试桩方案-3-6.1.3测量放线：因为试桩，施工前由技术员结合现场实际放出CFG桩桩位，并保证试桩的桩底标高准确。6.1.4施工前施工机械应检验合格，性能良好。需检查钻机钻头，其直径不得小于设计桩径50cm。6.1.5混合料拌制：采用本经理部第五项目队混凝土搅拌站,按预定的试桩方案进行拌制（位于隧道出口既有厂区道路左侧），混凝土标号为C15。6.2人员和机械配置情况6.2.1人员配置及分工情况（1）配置机手一名，工人四名。负责现场机械操作、混合料灌注等作业。（2）现场技术员、安质员、试验员各1名。负责监控每道工序按标准化作业，并做好每项工序的记录。（3）现场生产负责人1名。负责指挥现场生产。6.2.2主要机械配置序号设备名称型号和功率单位数量产地状态备注1发电机200KW台1合肥良好2长螺旋钻机JZB45台3盐城良好3混凝土搅拌机台1合肥良好4混凝土运输车台1合肥良好5混凝土输送泵HBT-6075KW台1南京良好6混凝土切割机台1南京良好6.3施工工艺6.3.1施工步骤（1）钻机就位在场地达到施工要求后，将长螺旋钻机就位，调整钻机水平并固定，点；螺旋钻机就位后，司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻专人CFG桩试桩方案-4-检查将钻头锥尖对准桩位中心机垂直度，确保垂直度偏差≤1%。（2）混合料搅拌搅拌站严格按选定的配合比拌料，不得任意更改配合比。现场计量要准确，并保证在成孔前送到施工现场。混合料的实测坍落度为140～180mm左右，偏差不超过20mm。（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，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）拔管、压灌成桩长螺旋钻机钻至设计标高，停止钻进，泵车开始送料，当钻杆中孔充满混合料后，开始提升钻杆、压灌混合料。一边泵送，一边拔管，严禁先提管后泵料，拔管速率应按试桩确定的参数进行控制，拔管速度均匀，直至桩顶，施工桩顶标高应高于设计标高50cm。设专人指挥协调钻机操作手和混合料泵操作手，保证泵送混凝土和提升钻杆的默契配合，以确保成桩质量。在正常情况下，钻机的提升速度控制在2~3m/min。提钻的速度与混合料的泵送速率相协调，保证钻杆内混合料表面高度始终略高于钻杆底出料口。桩顶与施工作业面平齐，灌注完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。黏土厚度应能满足养护要求，一般不小于70cm。每根桩的投CFG桩试桩方案-5-料量不得小于设计灌注量。（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，有时还会因支撑钻机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，应根据灰桩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）清桩间土及破桩头在施工7天后，人工清除桩间土。清理完毕后用混凝土切割机沿设计桩顶环向切一条缝，深度为5cm，然后用楔子把桩头截掉，在截桩过程中要注意不得造成桩顶设计标高以下桩体断裂和扰动桩间土。（7）试桩检测28天后进行试桩检测，先把桩顶按照试验要求打磨平整，采用无损小应变对桩身进行质量、完整性检测，并通过28天试件对桩身混凝土强度检测及复合地基载荷试验和单桩载荷试验测试工作。CFG桩试桩方案-6-6.3.2施工工艺流程7、CFG桩施工质量通病及事故处理方式7.1堵管堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点:1)混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料拌制、运输平整场地测量放线钻机就位钻进至设计深度停钻泵送混合料均匀拔钻至桩顶钻机移位、桩体养护清桩间土及破桩头桩基检测CFG桩试桩方案-7-混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m3～100kg/m3的范围内,坍落度应控制在160mm～200mm之间。2)混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。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,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。3)施工操作不当。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、硬管内混合料连续时提钻。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)设备缺陷。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清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。7.2窜孔在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况,打完一根桩后,在施工相邻的桩时,发现刚施工的临桩的桩顶突然下落,当桩泵入混合料时,临桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条：1）被加固土层中有松散饱和软土层；2）钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3）土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生触变。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施:a)采取隔桩、隔排跳打方法;CFG桩试桩方案-8-b)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;c)合理提高钻头钻进速度。7.3桩头空芯主要是施工过程中,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。7.4桩端不饱满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浸入桩孔,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。7.5桩身偏斜主要因为地面不平，导向设施出现偏差，钻架不正或钻杆弯曲，钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查，做到水平、稳固，对钻杆、接头要逐个检查，保证钻杆顺直，有足够的刚度。在钻进时，土层由软变硬时要少加压慢给进。7.6、钻进困难主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块，钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头，采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深，应进行清除后复钻，如不易挖出则改变桩位。8、质量控制CFG桩试桩方案-9-8．1混凝土及原材料控制8.1.1用于混凝土拌制的工程材料，必须按照配合比选定的原材料进场，按《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》及有关标准要求进行检验，不合格材料及时清出施工现场，不得使用；8.1.2每种进场材料必须进行检测状态标识；8.1.3进场材料要采取合理的保护措施，保证材料储存期质量；8.1.４各种材料掺配方式及计量精度，要满足混凝土拌和质量要求；8.1.５搅拌前，搅拌站操作人员必须根据施工配合比进行计量系统设定；8.1.６混凝土搅拌站计量系统必须进行周期检定；8.1.７混凝土搅拌时间必须满足规范要求，保证拌和混凝土质量均匀性；8.1.８桩长和直径要加强控制，保证符合设计要求。桩顶标高应按京沪高速铁路相关标准要求。8.1.９CFG桩施工中，每根桩均须制作检查试件1组，进行7d强度检验，以推算28天强度是否满足设计要求。8.1.10整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并做好施工原始记录，记录地质、钻机电流变化、钻孔及灌注混凝土的起至时间、混凝土坍落度、拔管速度、孔深、单孔混合料灌入量等。经分析，找出合适的工艺参数以指导CFG桩的施工。8.1.11CFG桩试桩时需报监理工程师。试桩结束，根据记录及试验情况编写试桩报告。并报监理，经监理审批并同意后方可进行CFG桩CFG桩试桩方案-10-施工。8.1.12CFG桩混合料坍落度应严格按选定的配合比进行控制，坍落度控制在140—180mm之间。8.1.13CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。CFG桩的施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表要求。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)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桩体垂直度1%全站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9、安全保证措施贯彻“安全第一，预防为主”的方针，结合CFG工程试桩的特点，现场配备专职安全检查工程师，以加强施工作业现场控制，确保试桩工程安全。9.1、现场安全用电上严格按照有关安全用电规范规程操作，施工场地架设的电线应绝缘良好，悬挂高度及线间距必须符合电业部门的安全规定，临时线路必须用绝缘物支持，不得将电线缠绕在钢筋、树木或