CFG桩工艺性试验方案

1.工程概况

    全长266.617km；xx部管段起讫范围为：xx，全长13.85km，其中区间路基xx及站场路基xx两段均采用水泥挤密桩+CFG桩进行软基处理，CFG桩设计桩径0.5m，正方形布置，桩间距为2m，桩长24～27m，本管段内CFG桩总量约117根，总长度约为276565m。 本次CFG桩试桩地点选定在DK1+159.17～DK1+280段。

2.试验目的

    通过进行CFG桩成桩工艺性试验，以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数等，并形成具有指导性意义的工法，具体指导本管段内CFG桩工程的施工。

3.地形、地貌、地质情况

     xx段地势较开阔，地形较平坦，高差变化不大，多为耕地，路堤地面表层为新黄土，黄褐色、褐黄色、浅棕黄色、红褐色、棕红色、浅黄色；坚硬~硬塑，局部呈软塑、流塑状；土质较均，以粉粒为主；含少量白色菌丝及钙质结核，局部见少量黑色斑点，见虫状及针状空隙，具潮陷性，δs=0.016～0.019,湿陷等级为Ⅱ级非自重湿陷性场地，层状分布，局部夹薄层粉砂，下为粉砂：浅黄色、黄褐，潮湿~饱和，稍密~密实，颗粒成分以石英、长石为主，含少量新黄土、云母。层状分布，局部为细沙。

4.施工布置

    本次试验16根CFG桩，共分4个的桩群，其中1-4#桩基为1号桩群，5—8#桩基为2号桩群，9—12#桩基为3号桩群，13—16#桩基为4号桩群桩间距按设计要求进行布设，CFG桩的平面布置示意图如下： 

5．主要施工机具

     1、工艺试验开工时间：x

     2、工艺试验结束时间：x

7.材料要求

     桩体各种原材料必须满足规范标准和设计要求。采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，混合料28天无侧限抗压强度不应小于15Mpa。

8.施工人员安排：

   本次试桩主要人员安排情况如下：

试桩人员安排

    混合料搅拌按C15混凝土配比配料，计量要求准确，搅拌时间不得少于1min，混合塌落度控制在16cm～20cm(在试验中确定新的参数并经监理工程师批准，在以后施工中使用)，在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。

10.试桩工艺及流程

10.1施工方法及工艺

    根据CFG桩施工经验及设计要求，本次试桩采用长螺旋钻孔、强制式搅拌机拌和、管内泵压混合料成桩的施工工艺。

    ⑴ 钻机就位：CFG桩钻机就位后，用钻机塔身的前后和左右垂直标杆检查塔身导杆（或采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线），校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩位偏差≤10cm，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。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。

    ⑵混合料搅拌：混合料搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间按照普通混合料的搅拌时间进行控制，控制在60～120s，塌落度控制在16cm～20cm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并作详细记录。

    ⑶ 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，放慢进尺，防止桩孔偏斜、钻杆位移、甚至使钻杆、钻具损坏等。根据钻机塔身上的进尺标记，当钻头达到设计桩长预定标高时停止钻进，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。

    ⑷ 地质复核：在施工前先在规划好的断面位置进行地质复核，并进行详细记录绘制成地质柱状图，作为施工参考；本次试桩将第一个孔进行地质复核，作为本次CFG桩试桩施工的依据。在钻进时，记录每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。

    ⑸ 灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，每根桩的投料量应不少于设计灌注量，钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵送，压灌混合料时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.0—3.0m/min，成桩过程应连续进行，避免因后台供料慢而导致停机待料。施工桩顶高程高出设计高程50cm，浮浆厚度不超过20cm，灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶予以保护。在灌注混合料时，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料的投料量。

    ⑹ 移机：当上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，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临时支撑脚压在桩位旁，使远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，保证桩位准确。

    ⑺ 现场试验：对于每盘混合料，试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每台班做1组（三块）试块，测定其28天抗压强度。

    ⑻截桩头：规范中明确要求：CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混合料面，且截桩过程中，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。为了比较截桩时机对桩身混合料质量的影响，本次试桩拟对1号桩群进行了“软截桩”。其他桩头在浇注完混合料7天后进行“硬截桩”。

   ⑼试桩检测情况：试桩完成后，进行无损低应变检测以验证成桩质量；成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，以确定设计参数。

   ⑽ 施工工艺流程见下图：

CFG桩施工工艺流程图(长螺旋钻)

钻机就位

(雨后钻机下应铺设碎石垫层)

材料试验

安装钻机

钻进至施工图标示深度

钻进

成孔

停止钻进

配合比确定

CFG混合料搅拌

计量投料

取样并制作试件

钻杆蕊管充满混合料

向管蕊泵送拌和料

(检查排气阀是否正常工作)

提出钻杆

提钻

管内拌合料有足够高度

均匀拔管至桩顶

移机

成桩

封顶

挖槽(3d～7d后)

桩顶封囤保护

结束

剔除桩头并凿平桩顶

验槽合格

成桩28d后进行平板荷载试验

(即：单桩承载力或复合地基承载力、变形模量试验，按总桩数的0.2%且每检验批不少于3根)

桩身质量验收

(即：低应变检测，按成桩总数的10%且没检验批不少于5根)

10.2质量控制要点

    ⑴ 选用技术先进、性能稳定的施工设备。针对本试验段的地质条件，长螺旋芯管内泵送混合料具有工效高、成孔质量控制等优点，应优先选用。

    ⑵ 确保桩长达到设计要求的控制要点：

    ①做CFG加密探测桩：每个地段正式施工前，按规范要求做CFG加密探测桩，按每1m进行取土样，通过土样与设计地质情况进行比较；

    ②钻具晃动：当钻进硬层后，钻进速度缓慢，机具晃动很剧烈；

    ③与设计桩长比较：施工前，通过设计中的横断面图和纵断面图确定每根桩的设计桩长，在钻进过程中，以设计桩底标高为控制点，通过钻机上的刻录线判断其钻进深度，与设计桩长比较；

    ④混合料方量的控制：灌注混合料的过程中，通过拖泵的次数，确定每根桩的实际混合料用量，计算出实际的桩长，与设计桩长进行比较。

    ⑶ 确保CFG桩实际桩长以加密探测桩及土样鉴别控制为主，以电流梯度值及突变值为辅，结合操作者的实际经验予以判断。

    ⑷ 施工前通过精确测量放样确保桩位满足设计要求，在桩位对位过程中确保桩位偏差≤5cm；

    ⑸ 桩身强度控制措施：

    ①对混合料的搅拌时间进行控制：严格按配合比进行配料，每盘料搅拌时间控制在60～120s，塌落度控制在160mm～200mm；

    ②运输至施工现场的混合料必须重新进行塌落度的检测，确保塌落度仍控制在160mm—200mm之间；

   ③控制提杆速率：压灌混合料时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.0—3.0m/min。

11.成桩质量检测

11.1桩身完整性检测

    CFG桩桩体质量检测在成桩28d后进行，采用低应变动力试验检测CFG桩桩身完整性；地基承载力采用复合地基承载试验检测，试验数量宜为总桩数的0.2%，且每检验批不少于3根。

11.2CFG桩混合料强度

    现场制作混合料标准立方体试件3组，进行28天标准养护后，进行试件抗压强度检验。

12.质量控制及检验

12.1质量控制

    ⑴为检验CFG桩施工工艺，机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程施工前，同一工点，相同地质条件做2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检验桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。

    ⑵ CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。

    ⑶桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

    ⑷CFG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。

    ⑸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。

    ⑹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。

    ⑺桩身每方混合料掺加粉煤灰量及塌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。

    ⑻每根CFG桩施工要认真填写施工记录表。每个台班施工的CFG桩数量要及时在CFG桩施工进度形象示意图上标识。

    ⑼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。

    ⑽冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

    ⑾跳打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。

    ⑿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。

    ⒀CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

12.2检验

    ⑴ 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。

   ⑵ CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程是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。

   ⑶ 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：

   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10Mpa～15Mpa。

   ⑷ 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：

   检测数量：检测总桩数的10%。

   检测方法：低应变检测。

   ⑸ 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）4.14.12：

   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。

   ⑹ CFG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桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

     施工现场应遵照《环境管理体系的要求及使用指南》(GB/T24000)的要求，建立环境管理体系，制定相应的保护措施，有效减少施工中对环境的破坏或污染，并不断持续改进环境管理体系。作业队在进驻现场直至全部撤离现场期间，必须严格进行现场环境保护。作业队长作为现场保护的第一责任人，全面负责现场环境保护工作，作业队安全员作为协管，负责日常的管理。

13.1噪音控制

    在声源处安装消声器；对于噪音较大的设备，应采取吸音、隔音、隔振等方法降低噪音；夜间禁止使用噪音比较大的机械；模板和脚手架等支拆、搬运、修理应轻拿轻放，修理时禁止使用大锤敲打，尽量降低人为产生的噪音等。并加强监测，采取专人监测、管理的原则，填写噪音测量记录表，不得超过《施工场界噪音限值》。

13.2废水处理

    不得向水体排放、倾倒工业废渣、生活垃圾，设置简易的隔油池和沉淀池，砂石料冲洗、砖石砌体及混凝土圬工养护、拌合站及混凝土运输设施冲洗、水磨石、电石、冷却及基坑降水、地基降水等产生的污水须经沉淀池处理后再利用或排放。

13.3扬尘控制

    运输车辆不得超载，装载砂石料或土石方等，最高点不得超过槽帮上缘50cm，两侧低于槽帮上缘10～20cm。为控制车轮产生扬尘，现场车辆出入口处，应设置车辆冲洗设备，易飞扬材料运输采用淋水和篷布覆盖等措施控制扬尘，工地拌合站采用集中搅拌，拌合场地硬化，由计算机控制进料、搅拌、输送全过程，在进料仓上方安装除尘器。

13.4烟尘控制

禁止在施工现场焚烧油毡、橡胶、塑料、皮革、树叶、枯草、各种包装等其它会产生有毒、有害和异味的物质，施工现场禁止采用尾气排放超标的机动车和机械设备。

目 录

1.工程概况    1

2.试验目的    1

3.地形、地貌、地质情况    1

4.施工布置    2

5．主要施工机具    2

6．工艺试验时间安排    3

7.材料要求    3

8.施工人员安排：    3

9.混合料配合比设计    3

10.试桩工艺及流程    4

10.1施工方法及工艺    4

10.2质量控制要点    8

11.成桩质量检测    9

11.1桩身完整性检测    9

11.2CFG桩混合料强度    9

12.质量控制及检验    9

12.1质量控制    9

12.2检验    10

13.环保措施    12

13.1噪音控制    12

13.2废水处理    12

13.3扬尘控制    13

13.4烟尘控制    13