CFG桩首件施工方案(1)

CFG桩基首件施工方案

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审批：                

中铁十五局集团

汉十铁路HSSG-6标

二〇一六年二月

目    录

1.编制依据及编制目的    1

1.1编制依据    1

1.2编制目的    1

2.工程概况    1

2.1路基工程CFG桩概述    1

2.2首件桩基情况描述    2

3.CFG桩首件施工安排    2

3.1  施工准备    3

3.2施工工艺流程    3

3.3工艺描述及技术要求    3

4  施工资源配置情况    7

4.1 管理机构设置及人员配备    7

4.2主要机械配备    8

4.3材料计划表    9

5.施工进度计划    10

6.质量管理计划    10

6.1质量验收标准    10

6.2  CFG桩施工过程中质量通病及防治措施    15

7.安全管理措施    19

8.环境保护及文明施工要求    20

9.CFG桩首件施工总结编制计划及要求    22

1.编制依据及编制目的

1.1编制依据

1、《铁路混凝土施工质量验收标准》（TB 10424-2010）

2、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB 10751-2010）

3、《高速铁路路基工程施工技术规程》（Q/CR9602-2015）

4、《高速铁路路基施工技术指南》（铁建设【2010】241号）

5、《新建铁路新建武汉至十堰铁路孝感至十堰段站前工程路基设计图》。

6、《汉十高铁工程管理制度汇编》。

1.2编制目的

1、通过首件施工，以复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，确定混凝土配和比、塌落度、砼搅拌时间、提钻速度等各项参数。

2、通过首件施工，检验施工组织设计的合理性和可操作性。

3、通过首件施工，检验设计混凝土配合比的合理性（混凝土的各项技术指标）。

4、通过首件施工，确定最佳的机械设备组合。

5、通过首件施工，收集现场第一手资料，总结经验，以便优化施工方案，以指导后续大批量的CFG桩的正常进行。

2.工程概况

2.1路基工程CFG桩概述

新建武汉至十堰HSSG6标段路基工程起点里程为DK236+839.915～DK269+606.4。本段地层岩性包括淤泥质黏土、粉质黏土、细砂、粗砂等，我管段共有CFG桩基施工20段，总长11514.51m，路基地基采用CFG桩加固，图纸设计桩径为0.5m，桩长6～33m，正方形布置，桩间距1.6～1.8m。工程施工图纸已到位；实施性施工组织设计已经审查通过；标段中心试验室、混凝土拌和站已通过验收；工程作业指导书及技术交底编制完成并获批准，验具备了开工的条件。在大批量CFG桩开工前，在DK261+833.5-DK261+842.5段路基进行CFG桩首件施工。

2.2首件桩基情况描述

本段CFG桩基长度为10～15m；地质及地形情况：本段地基土相对软弱，均布有软土及松软地基土，表层不同程度分布盐渍土，工程地质条件较差；本段地层岩性包括黏土、粉质黏土、粗砂等。桩基地质情况从原地面至桩底依次为：1、粉质黏土，可塑，层厚7.1～7.6m；2、粉质黏土，硬塑，层厚6.3～14.4m;3、粗砂，中密，层厚1.4～4.6m。

3.CFG桩首件施工安排

路基工程CFG桩首件选取DK261+833.5～DK261+842.5段路基上，每根桩径0.5m、桩长为15m，根数65根，延米数975m,混凝土方量191方；本段路基地质情况全部为粉质黏土，根据汉十公司组织的设计交底会上要求采用长螺旋钻机施工工艺，桩位布置图如下。

3.1  施工准备

1、桩体混凝土所用原材检验、坍落度检验、搅拌时间、配合比等全部完成并上报监理站。     

2、试验确定CFG桩桩体（钻孔前）及桩间土（成桩后）范围内各层土的力学性能指标，包括：土的含水率、土的重度、土的干密度、土的孔隙比、土的压缩系数、压缩模量。

3、施工范围内的地上地下障碍物已经清理、整平完毕，保证地面标高高于设计桩顶，并用压路机将原地面碾压，以免钻机施工时产生下沉。

4、已经对现场施工人员进行了技术交底及培训。

5、保证各种施工机械包括钻机、地泵等就位，各设备处于可施工状态。

6、试桩前向混合料拌和站提供混合料拌和技术标准及设计要求，按照C15混凝土指标控制，并对照检查拌合站的备料情况、运输道路等确保拌制的混合料质量符合要求，道路通畅。

7、施工检测设备及计量器具已标定。

8、施工现场已做好“三通一平”。

9、安排好弃渣土外运路线及堆弃部位。

3.2施工工艺流程

详见图3.2-1《CFG桩长螺旋法施工工艺流程图》

3.3工艺描述及技术要求

3.3.1平整场地

桩基钻孔前清除地表杂物、换除软土、平整压实，用枕木或型钢等搭设工作平台。

3.3.2桩位放样

采用全站仪与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计布桩图，用全站仪将每一根桩的中心测出，桩位误差不大于5cm，并用白灰包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后由技术人员报监理复核。

3.3.3钻机就位

测量人员按照图纸、布桩设计要求放出桩位中心点，钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，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，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%，桩位允许偏差不大于5cm。

3.3.4 开钻、清泥

开钻前检查钻头上的楔形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，根据地质报告显示该段CFG桩基地质全部为粉质黏土，电流控制为160A-220A，钻进速度定为1.0~1.5m/min，成孔过程中不得反转和提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提升至地面，对钻尖开启门重新清洗、调试、封口。

进入软硬层交界时，应保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有杂填土层或含水量较大的软塑性土层钻进时，应尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常，钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，应及时提升排土，直至电流变

化为正常状态，钻出的土应随钻随清，钻至设计标高时，将钻杆周围土方清除干净，钻进过程中随时检查钻杆垂直度，确保钻杆垂直，作好现场施工记录，每钻入地层1m及仪表突然变化时应及时记录。

钻到设计标高后，由质检人员进行终孔验收，经验收合格并作好记录后，进行压灌混凝土作业。

施工过程中，根据钻机钻进结合钻出渣样与地质报告进行对比核查，签认地质核查对照表。

原地面清表

测量放样

钻机就位

混合料原材料进场检验，符合设计要求

钻杆垂直度检查与调整

混合料配合比室内设计

钻至设计深度，记录施工设备贯入底层的反应，核查地质资料

混合料拌和、运输，混合料强度符合设计要求，坍落度符合工艺试验

泵送混合料，钻杆内充满混合料后开始拔管

均匀拔管并泵压混合料直至桩顶，拔管速度符合工艺试验标准，投料量不得少于设计灌注量

清土

钻机移至下一桩位

桩间土开挖

桩头处理

成桩质量检测：桩体完整性，单桩承载力或复合地基承载力满足设计要求

3.2-1   CFG桩长螺旋法施工工艺流程图

3.3.5混合料搅拌

按试验配合比进行配料并搅拌混合料，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加石屑搅拌均匀，放入搅拌桶。每盘料搅拌时间不小于60s。混合料坍落度宜控制在160~200mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm，具体搅拌时间由拌和站集中控制室进行控制，并在电脑中详细记录。混凝土由3#拌和站拌制，由于目前便道未完全拉通，需要绕行，至施工现场约15Km,行程40min，配备6台12m3罐车运输混凝土，能够满足施工需要。

3.3.6灌注及拔管

1、对主要机械及配套设备进行检查、维修。地泵与钻机距离一般应控制在60m以内。混凝土的泵送要连续进行，当钻机移位时，地泵内的混凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，保持斗内混凝土的高度，不得低于40cm。

2、灌注前试验人员对拌和料进行检查，如坍落度检测，制作试件，进行28d抗压强度试块。成孔到达设计桩底停止钻进，当钻头进入硬层时，钻头摇晃相对较大，同时钻机设备的电流值达到200A左右。取土样确认地质情况，首批有代表性的桩，设计到现场确认。

3、泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，不可先拔管后泵料。混合料的泵送量与拔管速度相匹配，拔管速度控制在2.5~3m/min，混合料拔罐时的压力值应控制在5Mpa。成桩过程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避开饱和砂土、粉土层停机。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm左右。确保桩长能保证有效桩体的施工图标示高程和保护桩体。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。

3.3.7移机

当上一根桩施工完毕后，钻机进行移位，进行下一根桩的施工。由于成桩后，挖出的土方较多，经常将临近的桩位覆盖或钻机支撑工作时将相邻桩位移动，必须对桩位进行复测，确保准确。

3.3.8成桩

1、CFG桩灌注完成后，不允许车辆进入已施工的部位，以免造成断桩。

2、桩头截除、修整。

1）桩体施工完成后2-3h，在初凝前采用挖掘机直接挖除打桩弃土，运至CFG桩施工区域外。清运时不得对设计桩顶标高以下的桩身造成损害，不可扰动桩间土，不可破坏工作面未施工的桩位。清运完毕，待CFG桩施工完毕一段，用挖机和人工开挖其下50cm桩间土。施工时严格控制标高，不得超挖。

2）桩间土清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，宜采用截桩机环切截桩。截桩后，需露出新鲜混凝土面，并且有效长度应满足设计要求。如果在基槽开挖和截桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须接桩达到桩顶设计标高，剔平桩顶，用与桩体材料、配合比相同的混合料接桩，并超出桩周200mm。

3）控制成桩桩径，并做好自检记录，填报报验资料。

4）及时编制施工总结，确定各项施工工艺参数，并报监理、勘察设计单位确认。

4  施工资源配置情况

4.1 管理机构设置及人员配备

组织机构见下图4.1-1《组织机构图》。

4.1-1  组织机构图 

4.1-2  劳动组织及每台钻机人员配备

4.2-1  主要机械配备表

6.1质量验收标准

6.1.1钻孔

1.主控项目

    1）CFG桩所用的水泥、粉煤灰、粗细骨料的品种、规格及质量应符合设计要求。

    检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的水泥，散装水泥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，400m³为一批，不足400m³时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粉煤灰每200t为一批，不足200t时也按一批计。各种原材料施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位检验数量的10%见证检验，且不少于1组。

    检验方法：查验产品质量证明文件。在材料库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，粉煤灰的细度、烧失量、需水量比、三氧化硫；在料场抽样检验粗细骨料含泥量（人工砂检验石粉含量）、松散密度，筛分试验检验其颗粒级配。

    2）CFG桩混合料坍落度应按监理工程师批准的参数进行控制。

    检验数量：施工单位每台班抽样检验3次。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。

    检验方法：现场坍落度试验。

    3）CFG桩混合料强度应符合设计要求。

    检测数量：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。 

    4）CFG桩的数量、布设形式应符合设计要求。

    检测数量：施工单位全部检验。

    检测方法：观察、现场清点。

    5）每根桩的投料量不应小于设计灌注量。

    检验数量：施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。

检验方法：料斗现场计量或混凝土泵自动记录。

6）CFG桩施工过程中，应记录施工设备进入地层的反应，核查地质资料，确认桩底是否已置于设计桩底地层中。

检验数量：施工单位全部检验。

检验方法：检查钻孔时排出泥渣，根据出渣样对比地质资料确定桩底地层情况。

    6）CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。

    检验数量：施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。

    检验方法：施工前测量钻杆或沉管长度，施工单位检查是否达到设计深度标志，施工后检查并清理浮浆，计算出桩的有效长度。

    7）CFG桩的桩身完整性应满足设计要求。

    检验数量：检测机构按总桩数的10%抽样检查，且不少于3根。

    检验方法：低应变检测。有疑问时，采用钻孔取芯检验。

    8）单桩承载力及复合地基承载力应符合设计要求。

    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。

2、一般项目

    1）原材料每盘称料的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表规定：

6.2.1 CFG桩施工的质量通病及防治

CFG桩工程属于重要的隐蔽工程,其质量的好坏直接影响整个工程。

1.堵管

（1）配合比不合理，混合料工作性能差

产生原因：低强度混凝土混合料中细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料的流动性差。外加剂与水泥相容性差，混合料的黏聚性、保水性差，容易离析。混合料坍落度太大，易产生泌水和离析，管内浆液在泵压作用下，先流动，骨料和砂浆分离，摩擦力增大容易堵管。坍落度太小，混合料在输送管内流动性差，容易堵管。

防治措施：在使用配合比前室内试验必须保证混凝土的和易性，控制混凝土施工坍落度在16～18cm，保证混凝土的泵送工作性能，防止堵管。

（2）施工气温高，管壁浆液容易凝固

产生原因：夏季施工管内温度高，管壁砂浆易凝固，增大管壁阻力，容易堵管。

防治措施：施工时在管壁覆盖草袋并经常洒水保持草袋湿润，降低管道温度。

（3）施工操作不当，堵塞管路

    产生原因：钻头至桩底开始泵料后，在钻杆充满混凝土后没有及时提钻，浆液在泵压作用下从钻头挤走，管内剩下少浆混合料塞体，造成堵管。

防治措施：施工时应在管内填充混凝土后及时提钻，避免造成堵管。

2.窜孔

（1）土体发生液化，桩内混凝土突然下落。

产生原因：土体由于受剪切扰动能量的积累，发生液化，使已施工未凝固桩体相邻桩内混凝土下落。

防止措施：桩机向后退打时，减少一次打桩的排数，同时隔桩跳打施工，减少对已打桩扰动能量的积累，有效防止相邻桩内混凝土下落，同时对未施工桩做好标记，混凝土终凝后补打桩。

（2）桩底流塑状土连通，导致相邻桩在泵送压力作用下冒浆。

产生原因：岩面上流塑状土未注浆或注浆效果差，注浆后流塑状在桩底连通，桩内灌混凝土时在泵送压力下相邻桩内浆液从桩内冒出，导致相邻桩部分市区浆液而存在质量缺陷。

防止措施：对岩面上流塑状土层补充注浆，加固岩面上土层。采用跳桩施工方案，同时对未施工桩做好标记以后补打。

3.断桩、夹层

虽然为开始施工未出现断桩、夹层情况，但应结合其他区段施工，采取以下措施防治及处理断桩现象出现。

（1）拔管太快，桩体存在缺陷

产生原因：成桩过程中拔管速度太快，在桩内容易形成空洞或桩内掉泥，使桩身存在缺陷或桩身夹泥，造成断桩或缺陷。

防治措施：控制拔管速度在2.5～3m/min，使泵送混凝土速度与拔管速度相匹配，确保桩身混凝土质量。

（2）成品未进行保护，成桩后外力破坏

产生原因：CFG桩为素混凝土桩，抗弯、抗剪能力较差，在未施工褥垫层前大型机械进入CFG桩加固区，造成断桩；另外，使用大型挖机在混凝土终凝后清理桩间土触碰混凝土桩体，造成断桩。

防治措施：混凝土终凝后，禁止使用大型机械在没有任何垫层情况下清理桩间土，采用小型机械清理桩间土时，必须有专人指挥，防止机械触碰桩体；成桩后，在没有垫层情况下禁止任何机械进入加固区。

（3)断桩拟采取处理措施

    浅部3m以内断桩时，在桩上距边缘10cm采用钻心机对称凿3个Φ100mm孔至断桩位置下0.5m，注M30水泥浆后插入Φ18mm螺纹钢补强处理；3m以下断桩时，在桩侧重新补桩处理。

4.施工记录不准确，对小应变检测桩长产生困难

产生原因：主要为责任不清、施工责任心不强，导向架标识不清楚，CFG桩的施工桩长及桩头截除长度记录不准确造成。

防治措施：清晰导向架标识，在每次桩机组装后复核标识，明确责任，提高施工的责任心，采用双人记录复核签认制，准确记录桩长。

    5.偏桩

    一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。

    控制措施：

    1）施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；

    2）放桩位时认真仔细，严格控制误差；

    3）桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

    6.断桩、夹层

    由于提钻太快泵送混合料跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

    控制措施：

    1）保持砼灌注的连续性，可以采取加大混合料泵量，配备储料罐等措施。

    2）严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混合料，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混合料的初凝时间时，应重新成孔灌桩。

    7.桩身混合料强度不足

    压灌桩受泵送混合料技术要求，塌落度一般不小于16～18cm，因此要求和易性好。混合料中有粉煤灰，这样混合料前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成混合料强度低。

    控制措施：

    1）优化粗骨料级配。大塌落度砼一般用0.5～1.5cm石子，根据桩径及地下水情况可以加入部分2～4cm石子，并尽量不要加大砂率。

    2）合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。

    3）粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰选用Ⅱ级灰。

    8.桩身砼回缩。

桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数达到试桩确定的充盈系数（充盈系数>1）。

    控制措施：

    1）桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。

    2）选择减水效果好的减水剂。

    9.桩头质量问题

多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。

    控制措施：

    1）及时清除或外运桩口出土。

    2）保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。

    3）桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。

6.2.2  成品保护要求

1、刚浇完混凝土的CFG桩，不宜立即在其附近、相邻桩内施工，采取间隔施工，防止因振动或土体侧向挤压而造成桩变形或裂断。

2、桩顶超灌部分砼的凿除可用风镐、截桩机并结合人工凿除至设计标高，设计桩顶位置采用无齿锯环切法，以确保桩体完整，不得损坏设计桩身砼。

6.2.3  质量记录要求

1、水泥的出厂证明及试验报告；

2、粉煤灰、外加剂的合格证及试验报告；

3、砂、碎石的试验报告；

4、水的检验报告；

5、配合比选定报告；

6、施工配合比选定单；

7、钻孔桩钻进记录；

8、钻孔桩砼灌注记录；

9、标准养护混凝土试块28d抗压强度试验报告；

10、钻孔检验批质量验收记录表；

11、砼（原材料）检验批质量验收记录表（Ⅰ）；

12、砼（配合比）检验批质量验收记录表（Ⅱ）；

13、砼（施工及养护）检验批质量验收记录表（Ⅲ）；

14、钻孔、砼分项工程质量验收记录表（两项）；

15、钻孔桩分部工程质量验收记录表。

7.安全管理措施

（一）以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。

（二）分析安全难点, 确保安全管理重点，在施工现场设置安全标识牌，现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。

（三）建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上。施工机械的使用严格按照有关规定执行，无关人员严禁使用。

（四）编制安全技术交底，购置安全设施。强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可，坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等。

（五）加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。

（六）钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。钻孔中如遇卡钻，应立即切断电源、停止下钻，在未查明问题前不得强行启动。

（七）钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。清洗泵管时，出口方前方10m内不得有人。

（八）钻机作业中，施工人员必须佩戴安全帽；钻机作业中，应有专人负责电缆的收放；钻孔时，严禁用手清除螺旋片上的泥土。

8.环境保护及文明施工要求

    坚持做到“少破环、多保护，少扰动、多防护，少污染、多防治”，使环境保护和水土保持监控项目与监控结果达到设计文件及有关规定，教育培训率100%，贯彻执行率和覆盖率达100%。将汉十铁路建成一条环境优美的绿色大通道。

（一）对施工场地进行平整，在CFG桩作业场地布桩范围外结合永久排水设施开挖排水沟，确保施工场地无积水。

（二）桩基工程施工时应选用符合噪声排放标准要求的设备，作业时应避开休息时间以减少对周围村民的噪声影响；应尽量选用振动小的设备，以减少对周围建筑物的干扰和影响。

（三）桩基工程所用机械设备应选用节能型的，以节约油料消耗，尾气排放要符合标准。避免废油溢漏，对废油及油沫布油手套按规定处理。合理选用配套设备，节约电能消耗。

（四）施工营地的生活污水经生化处理达到排放标准后排入不外流的地表水体，不得在营地附近形成新的积水洼地，严禁将生活污水排入河流和渠道。施工废水按有关要求进行处理达标后排放，不污染周围水环境。污水处理采用多级沉淀池过滤沉淀，污水处理的工艺流程为：污水→收集系统→多级沉淀池→沉淀净化处理→排入河道。在施工时，对天然形成的排水系统加以保护，不得随意改变，必要时修建临时水渠、水沟、水管等。

（五）水泥、砂石、泥浆和建筑垃圾等材料运输时应按要求进行覆盖，避免产生扬尘；翻斗车卸料避免产生粉尘；装车严禁太满、超载，避免遗洒、损坏及污染路面等现象发生。

（六）作业现场路面干燥时应采取洒水措施、装卸时应轻放或喷水、现场水泥、砂石临时堆放时应进行覆盖，避免产生粉尘及扬尘。

（七）混凝土搅拌机械及机具清洗时应节约用水，现场应设置沉淀池，污水须经沉淀达标后，方可排入当地排水系统。

（八）施工时应尽量减少混凝土的遗洒、浪费，对落地混凝土应及时回收利用；对建筑垃圾处理应按要求，运至指定地点，不得随意抛弃或填埋。

9.CFG桩首件施工总结编制计划及要求

（一）首件CFG桩施工过程中由专人进行相关数据记录；

（二）首件CFG桩施工过程中及时进行各种数据及参数汇总；

（三）根据成桩情况和首件CFG桩施工参数进行首件施工总结，总结出适用于CFG桩施工的工艺参数和机械组合，以指导本分部CFG桩大批量的施工。

（四）编制首件CFG桩施工总结报告，报监理单位审批。