試驗(yàn)段路基基礎(chǔ)加固CFG樁施工介紹

1、武廣客運(yùn)專線武漢工程試驗(yàn)段松軟土路基CFG樁加固施工介紹一、工程概況武廣客運(yùn)專線武漢工程試驗(yàn)段里程為DK1228+500DK1238+750（其中短鏈973.70m），全長9.2763km(雙線)。主要工程數(shù)量：橋梁2座/967.42延米，路堤全長4.82km，路塹全長3.49km，分別占工程試驗(yàn)段總長的10.4%、52.0%和37.6%，其中地基加固CFG樁295000延米。本標(biāo)段沿線高階地壟崗區(qū)上覆第四系地層，主要為第四系中更新統(tǒng)沖擊層，巖性為黏土、粉質(zhì)黏土、硬塑堅(jiān)硬，厚530m，部分谷地表層為第四系全新統(tǒng)沖擊層，為軟塑硬塑狀黏土、粉質(zhì)黏土、局部流塑，厚310m；下伏基巖主要為二迭系灰?guī)r、

2、泥質(zhì)灰?guī)r及侏羅系砂巖及礫巖，軟質(zhì)多為泥質(zhì)膠結(jié)，部分為鈣質(zhì)膠結(jié)，以紅色為主，全風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化帶較厚，約1025m，弱風(fēng)化帶巖體完整，殘丘區(qū)基巖裸露，為二迭系灰?guī)r，弱風(fēng)化，巖溶不發(fā)育。沿線地下水主要類型為上層滯水，主要賦存于第四系土層中，受大氣降水及地表水補(bǔ)給，地下水位隨季節(jié)變化，地下水埋深約0.56m。武漢工程試驗(yàn)段CFG樁設(shè)計(jì)單樁長L=4.016.2m，直徑50cm，間距為1.21.5m，要求CFG樁必須穿透軟弱土至硬層不小于1m。按照設(shè)計(jì)要求需做CFG樁工藝性試驗(yàn)，確定參數(shù)后方可進(jìn)行試驗(yàn)段CFG樁的正式施工。武漢工程試驗(yàn)段于2005年12月5日 12月8日完成了試樁，12月19日完成樁身完整性檢

3、測，2006年元月20日監(jiān)理批復(fù)了試驗(yàn)報(bào)告。目前已經(jīng)完成路基CFG樁1535根/10745延米，涵洞CFG樁 115根/690延米。二、工藝性成樁試驗(yàn)試驗(yàn)地點(diǎn)選在DK1230+425（樁間距1.5m）及DK1230+419（樁間距1.2m）線路左側(cè)，路基坡腳線外側(cè)，紅線征地界內(nèi)側(cè)，該處下臥地質(zhì)情況為黏土，軟塑硬塑。 通過CFG樁試驗(yàn)完成設(shè)備選型、確定施工工藝和施工順序，確定混合料配合比、坍落度、攪拌時(shí)間、鉆機(jī)拔管速度等各項(xiàng)工藝性參數(shù)，并形成具有指導(dǎo)性意義的工法，以指導(dǎo)本試驗(yàn)段以后CFG樁的施工。 CFG樁平面示意圖（單位：cm） 試驗(yàn)方案本次試驗(yàn)8根CFG樁，共分兩個(gè)獨(dú)立的樁群，四根一組，樁群

4、凈距6m，樁間距按設(shè)計(jì)要求正方形布置，間距分別為1.2m和1.5m。樁 號1#2#3#4#5#6#7#8#樁 長(m)5.8405.8505.8408.0005.8205.9005.8005.800樁底標(biāo)高（m）32.22832.20332.20730.02632.19632.18932.22430.220混合料灌注方式泵送混合料 串筒下料芯管內(nèi)泵送混合料現(xiàn)場攪拌混合料孔口2m范圍內(nèi)振搗現(xiàn)場攪拌混合料全樁長范圍內(nèi)振搗 CFG樁樁位情況表本次試驗(yàn)CFG樁底除4#樁達(dá)到基巖頂之外，其余進(jìn)入硬層不小于1m。1、材料要求混合料各種原材料必須滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，通過檢測選用的原材料分別為：水泥為華新

5、水泥股份有限公司生產(chǎn)的堡壘牌P.O32.5水泥, 砂為洞庭湖中粗砂，碎石為江夏區(qū)公路局京珠采石場525mm碎石 , 粉煤灰為湖北赤壁電廠的II級粉煤灰，外加劑為山西桑穆斯化工廠的Rc-8型泵送劑。CFG樁樁身混合料28天齡期標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度不小于15Mpa，坍落度要求：泵送混合料控制在160200mm，現(xiàn)場攪拌混合料控制在3050mm。泵送混合料配合比為：水泥：河砂：碎石：粉煤灰：外加劑：水=1：3.85：5.785：0.50：0.012：0.94；現(xiàn)場攪拌混合料配合比為：水泥：河砂：碎石：粉煤灰：水=1：4.15：5.50：0.5：0.9。 攪拌時(shí)間按普通混凝土要求進(jìn)行控制。&#

6、160;  2、主要機(jī)具    TS-22型長螺旋鉆機(jī)1臺(tái)（主要參數(shù)：鉆孔直徑500mm、最大成孔深度22m，動(dòng)力頭功率45kw×2）、混合料輸送泵1臺(tái)、160Kw發(fā)電機(jī)一臺(tái)，砂漿攪拌機(jī)一臺(tái)，混合料搗固棒2臺(tái)、三級電箱2個(gè)、小推車5輛，串筒及漏斗一套。3、施工工藝    成樁施工分別采用以下兩種工藝：  采用長螺旋成孔芯管內(nèi)泵壓混合料成樁及采用長螺旋成孔用串筒灌注混合料施工成樁。對于芯管內(nèi)泵送混合料施工時(shí)，單樁混合料控制以記錄輸送泵的泵送次數(shù)來推算單根樁的灌注量；對于用串筒灌注混合料施工時(shí)，采用記錄小斗車

7、運(yùn)輸混合料次數(shù)來推算單根樁的灌注量。試驗(yàn)過程1、放線：施工前放出施工樁位，樁位中心點(diǎn)用釬子插入地下，并用白灰明示。 2、成孔：長螺旋鉆機(jī)成孔，勻速鉆進(jìn)，在鉆桿上每米處做好標(biāo)記，以確定進(jìn)尺深度；CFG樁樁體垂直度偏差不超過1。施工前，先做地質(zhì)探測孔以復(fù)核地質(zhì)資料，并記錄地質(zhì)變化時(shí)電流的變化，以便施工時(shí)作為判斷地質(zhì)情況的參考。施工順序以延路基方向成排順序施工。3、混合料灌注采用了四種灌注方法：長螺旋芯管內(nèi)泵壓混合料施工（3#、4#樁）成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管內(nèi)充滿混合料后開始拔管，壓灌混合料時(shí)一次提鉆高度小于25cm，采用靜止提拔,提拔速度控制在23m/min。泵送混

8、合料，用串筒下料，連續(xù)灌注不振搗（1#、2#樁）成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，提升鉆桿，清理孔口余土，然后掛漏斗及串筒，最底節(jié)串筒出料口距孔底不大于1m。泵送混合料灌注時(shí)，保持連續(xù)灌注，不用振搗。現(xiàn)場攪拌混合料，用串筒下料，孔口2m范圍內(nèi)振搗（5#、6#樁）成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，提升鉆桿，清理孔口余土，然后掛漏斗及串筒，然后掛漏斗及串筒，最底節(jié)串筒出料口距孔底不大于1m?；旌狭犀F(xiàn)場攪拌，人工運(yùn)輸，在孔口2m以下不振搗，只在孔口2m范圍內(nèi)用插入式振搗棒振搗。混合料現(xiàn)場攪拌，用串筒下料，全長范圍內(nèi)振搗（7#、8#樁）成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，提升鉆桿，清理孔口余土，然后掛漏斗及串筒，然后掛漏斗及串筒，最底節(jié)串筒出料口距孔

9、底不大于1m?；旌狭犀F(xiàn)場攪拌，人工運(yùn)輸，全程振搗。成樁質(zhì)量檢測1、樁身完整性檢測CFG樁樁身完整性采用低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)檢測，檢測工作由成都工程檢測研究所基樁檢測站承擔(dān)，經(jīng)檢測有4根樁為I類樁（分別為3#、5#、7#和8#樁），有4根樁為II類樁（1#在3.9m左右、2#在3.6m左右、4#樁在5.3m左右、6#樁在1.5m左右有其輕微縮頸）。2、 CFG樁混合料強(qiáng)度現(xiàn)場制作混合料標(biāo)準(zhǔn)立方體試件8組，進(jìn)行28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行試件抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)。經(jīng)試塊抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，平均抗壓強(qiáng)度為30.7 Mpa，全部合格。按照鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測規(guī)程（TB 10426-2004）規(guī)定，分別對1#樁和5#樁進(jìn)行

10、了鉆芯取樣，芯樣試件每孔取三組，芯樣直徑為100，芯樣試件的高度與直徑之比為1：1。經(jīng)試驗(yàn)室檢測1#樁上部結(jié)構(gòu)混合料強(qiáng)度推定值為17.7Mpa、17.4Mpa，中部結(jié)構(gòu)混合料強(qiáng)度推定值為18.6 Mpa、19.2 Mpa，下部結(jié)構(gòu)混合料強(qiáng)度推定值為19.2 Mpa、17.4 Mpa，全部合格；5#樁上部結(jié)構(gòu)混合料強(qiáng)度推定值為17.9Mpa、20.0Mpa，中部結(jié)構(gòu)混合料強(qiáng)度推定值為20.8 Mpa、20.6Mpa，下部結(jié)構(gòu)混合料強(qiáng)度推定值為19.0Mpa、19.4 Mpa，全部合格。試樁結(jié)論1確定了施工設(shè)備和施工工藝。使用長螺旋鉆機(jī)成孔及芯管泵送混合料灌注的施工方法，成樁速度快、質(zhì)量比較好，適

11、合本試驗(yàn)段施工。在試樁期間也曾試用過多種設(shè)備，如振動(dòng)沉管因地層較硬只能打到地表以下23m，很難達(dá)到設(shè)計(jì)深度；捶擊沉管雖然成孔質(zhì)量較好、效率高，但對鄰樁影響較大，故均未采用。2確定了混合料原材料和配合比?；旌狭系母鞣N材料技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，采用試驗(yàn)配合比的抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。3確定了相關(guān)參數(shù)。采用該工裝時(shí)，泵送混合料配合比的坍落度控制在160180mm，混合料攪拌時(shí)間控制在60120s，拔管速度控制在2.2m/min，施打順序按成排順度施工，成樁后不允許機(jī)械擾擾動(dòng)。三、路基CFG樁施工工點(diǎn)：DK1237+800+930段130m路基CFG樁地基加固。 設(shè)計(jì)技術(shù)交底：2006年1月14日，武

12、廣公司武漢項(xiàng)目部組織咨詢、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位在武漢工程試驗(yàn)段對DK1237+800DK1237+930段130m路基CFG樁進(jìn)行了設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)交底和施工圖核對工作。施工組織在130m路基施工中采用長螺旋鉆進(jìn)成孔芯管內(nèi)泵送混合料成樁的施工方法，在施工中加強(qiáng)泵送混合料成樁的施工控制，以提高CFG樁的成樁質(zhì)量；加強(qiáng)各工序間的施工配合，以提高成樁的速度；在施工中不斷積累相關(guān)數(shù)據(jù)，為以后大面積展開施工提供參考經(jīng)驗(yàn)。1、施工準(zhǔn)備測量準(zhǔn)備：施工測量嚴(yán)格按測量規(guī)范要求進(jìn)行，所有測量儀器都進(jìn)行校核與檢定，保證測量精度。技術(shù)準(zhǔn)備：施工設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工資料到位后，組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙復(fù)核，組織相關(guān)人員培訓(xùn)、學(xué)

13、習(xí)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及施工細(xì)則、設(shè)計(jì)文件，做好施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作。施工技術(shù)交底：根據(jù)施工圖，技術(shù)人員要進(jìn)行技術(shù)交底。交底內(nèi)容包括：施工方法、施工工藝、施工安全、機(jī)械使用等。 物資準(zhǔn)備：材料的取樣試驗(yàn)工作已經(jīng)按規(guī)范要求完成，全部采用試樁所選用的材料。人員配備：普工5人、鉆機(jī)操作手4人、汽車駕駛員2人、攪拌機(jī)操作手2人、修理工及電工4人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、現(xiàn)場施工記錄人員2人、試驗(yàn)人員1人、現(xiàn)場領(lǐng)工員2人、工班長2人、測量人員3人，計(jì)28人。機(jī)械及儀器準(zhǔn)備：配置先進(jìn)的施工機(jī)械及土工、混凝土檢測設(shè)備、測量儀器及儀表。詳見下表： 設(shè) 備 配 備 表序號機(jī)械名稱規(guī)格數(shù)量（臺(tái)）說明1長螺旋CFG樁機(jī)DDJ-32

14、12裝載機(jī)CAT938F13自卸汽車10t34挖掘機(jī)CAT320C15混凝土攪拌機(jī)JS75016混凝土罐車7m317發(fā)電機(jī)250KW28全站儀LeicaTCRA110119水準(zhǔn)儀110搗固棒411電焊機(jī)112其它小型機(jī)具2、長螺旋施工工藝流程長螺旋鉆機(jī)芯管內(nèi)泵壓混合料灌注施工流程圖鉆機(jī)就位鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高停鉆泵送混合料混合料灌滿后按規(guī)定速度邊泵送邊提拔鉆桿至地表移位施打下一根測量放線原地面處理 鉆機(jī)就位：鉆機(jī)就位后，應(yīng)使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1。采用在鉆架上掛垂球的方法，在鉆架上刻上明顯的對照位置線，每根樁施工前都有專門的人員進(jìn)行樁位對中及垂直度檢查，滿足要求后，

15、方可開鉆?；旌狭蠑嚢瑁夯旌狭蠑嚢璋磁浜媳冗M(jìn)行配料。每盤料攪拌時(shí)間按照普通混凝土的攪拌時(shí)間進(jìn)行控制，控制在60120s，塌落度控制在160mm180mm。具體攪拌時(shí)間由攪拌站集中控制室進(jìn)行控制，并在電腦中有詳細(xì)記錄。鉆進(jìn)成孔：鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)。先慢后快，同時(shí)檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過程中，發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移及鉆桿、鉆具損壞。根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記，成孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止鉆進(jìn)。為加強(qiáng)工程地質(zhì)復(fù)核，加密設(shè)計(jì)地勘斷面（25米間隔），在施工前先在規(guī)劃好的斷面位置進(jìn)行地質(zhì)復(fù)核，并進(jìn)行詳細(xì)記錄繪制成地質(zhì)縱斷面圖，

16、作為施工參考；或在一定區(qū)域范圍內(nèi)第一個(gè)孔進(jìn)行地質(zhì)復(fù)核，作為本區(qū)域CFG樁施工的依據(jù)。在鉆進(jìn)時(shí)，記錄每米電流變化并記錄電流突變位置的電流值，作為地質(zhì)復(fù)核情況的參考。灌注及拔管：鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始混合料灌注，每根樁的投料量應(yīng)不少于設(shè)計(jì)灌注量。鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，施工樁頂高程宜高出設(shè)計(jì)高程50cm，灌注成樁完成后，樁頂蓋土封頂予以保護(hù)。在灌注混合料時(shí)，對于混合料的控制采用記錄泵壓次數(shù)的辦法，對于同一種型號的輸送泵每次輸送量基本上是一個(gè)固定值，根據(jù)泵壓次數(shù)來計(jì)量混合料的投料量。灌注時(shí)采用靜止提拔鉆桿，在特殊情況下采用邊轉(zhuǎn)邊提進(jìn)行灌注，如圓礫層等情況下，拔管速度控制在23m/mi

17、n。移機(jī)：上一根樁施工完畢，鉆機(jī)頭進(jìn)行保護(hù)，移位，進(jìn)行下一根樁的施工?，F(xiàn)場試驗(yàn)：對于每盤混合料，試驗(yàn)人員都要進(jìn)行坍落度的檢測，合格后方可進(jìn)行混合料的投料，在成樁過程中抽樣做混合料試塊，每臺(tái)班做1組試塊，測定其28天抗壓強(qiáng)度。3、施工工效該段路基CFG樁施工時(shí)間為2006年元月22日3月3日，其中凈工作時(shí)間為24天。使用該型號長螺旋鉆機(jī)芯管內(nèi)泵送混合料的施工方法，單機(jī)成樁工效約450m/天（24小時(shí)），且不受地下水的影響，適合各種軟土地層。四、 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)1應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定的施工設(shè)備。針對武漢工程試驗(yàn)段的地質(zhì)條件，長螺旋鉆機(jī)具有工效高、成孔質(zhì)量易控制等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先選用。2混合料灌注

18、時(shí)鉆桿提拔速率和輸送泵的泵送量要密切配合，鉆桿靜止提拔，并保證連續(xù)提拔，施工中嚴(yán)禁出現(xiàn)超速提拔及先提管后泵料。灌注過程中芯管插入混合料的最小深度宜按25cm控制。3確保樁長達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)要求CFG樁必須穿透軟弱土層至硬底，對于第四系地層一般應(yīng)嵌入砂類土或硬塑黏性土2m，對于下伏基巖段應(yīng)嵌入全風(fēng)化層1m。4混合料的各種材料技術(shù)指標(biāo)必須滿足規(guī)范要求，其抗壓強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求。5做好地質(zhì)情況的復(fù)核工作。對有代表性的地點(diǎn)在施鉆過程中適時(shí)提鉆以確認(rèn)地層分布情況是否和地質(zhì)資料一致，特別是鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)要確認(rèn)樁尖土是否已經(jīng)達(dá)到持力層足夠深度。必要時(shí)，可在相鄰兩地質(zhì)橫斷面中間進(jìn)行補(bǔ)鉆，以進(jìn)一步復(fù)核地質(zhì)情況。若出現(xiàn)異常情況，則必須及時(shí)通知監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位到現(xiàn)場確認(rèn)，并提出