CFG樁長螺旋鉆孔芯管泵送混合料成樁施工工法

CFG樁長螺旋鉆孔芯管泵送混合料成樁施工工法一、序言新建XX鐵路客運(yùn)專線XXTJV標(biāo)巖溶路基設(shè)計采用CFG樁網(wǎng)復(fù)合構(gòu)造加固地基，該施工工藝在鐵路建設(shè)上應(yīng)用尚屬初次。CFG樁即水泥、粉煤灰、碎石樁，屬于剛性地基加固樁。樁網(wǎng)復(fù)合構(gòu)造是在地基處理過程中，下部土體得到豎向增強(qiáng)體“樁”加強(qiáng)形成復(fù)合地基加固區(qū)，在樁頂?shù)玫剿较蛟鰪?qiáng)體“網(wǎng)”加強(qiáng)形成復(fù)合地基加固區(qū)，使網(wǎng)…樁…土三者協(xié)同作用，整體共同承擔(dān)上部荷載。具有沉降變形小并且完畢快、工后沉降較易控制、穩(wěn)定性高、施工以便等長處。松軟土路基DK1907+180～+DK1907+480段基底采用CFG樁復(fù)合地基加固，設(shè)計單樁承載力為495KN；復(fù)合地基承載力為370KN。CFG樁徑0.5m，樁長設(shè)計至基巖頂面（5~8米），按正三角形布置，總計14117米。樁頂鋪0.6mCFG樁施工可采用長螺旋鉆孔芯管泵送混合料灌注和振動沉管灌注成樁兩種施工措施。結(jié)合長螺旋鉆機(jī)具有成孔效率高、質(zhì)量好、無振動、無沖擊、無噪聲、無污染及機(jī)械化程度高等長處，我單位采用長螺旋鉆孔芯管泵送混合料成樁施工措施；并在不?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善施工工藝過程中形成本工法。二、工法特點(diǎn)施工工藝完善、簡便，可操作性強(qiáng)。施工質(zhì)量可以得到很好控制，滿足設(shè)計及驗(yàn)收原則規(guī)定。進(jìn)度穩(wěn)定，控制措施完善，工期保障性強(qiáng)。三、合用范圍本工法合用于粘性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染規(guī)定嚴(yán)格場地。四、施工工藝（一）材料規(guī)定CFG樁樁體材料為一般硅酸鹽水泥、粉煤灰、碎石、石屑，按C15混凝土配比，混合料28天強(qiáng)度不不不小于10MPa。水泥：按驗(yàn)標(biāo)規(guī)定檢測強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時間，抽樣檢測一組，監(jiān)理單位見證檢查。

粗細(xì)骨料：按驗(yàn)標(biāo)規(guī)定檢查含泥量、顆粒級配，抽樣檢測一組，監(jiān)理單位見證檢查。

檢查數(shù)量：同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號水泥，每200t為一批，局限性200t時也按一批計。同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格且持續(xù)進(jìn)場粗、細(xì)骨料，分別每400m3為一批，當(dāng)局限性400m3時也按一批計。多種原材料每批抽樣檢查1組。（二）施工設(shè)備及機(jī)具規(guī)定選用長螺旋鉆機(jī)原則：設(shè)備型號應(yīng)符合設(shè)計樁徑、設(shè)計加固深度規(guī)定。（三）施工工藝流程1、施工工藝流程圖長螺旋鉆機(jī)成孔施工工藝流程圖如下：鉆孔至設(shè)計標(biāo)高鉆孔至設(shè)計標(biāo)高泵壓混合填料拌和混合填料抽取混合填料樣品制作試塊移機(jī)至下一樁位均勻拔管至樁頂樁機(jī)就位調(diào)平機(jī)身施工放線試樁配合比試驗(yàn)2、施工工藝（1）核查地質(zhì)資料原地面處理前，采用靜力觸探法沿線路縱向每100m檢查2點(diǎn)，（監(jiān)理單位100%見證檢查，勘察設(shè)計單位現(xiàn)場確認(rèn)）；對地基地質(zhì)資料進(jìn)行核查，結(jié)合設(shè)計參數(shù)，選擇合適施工機(jī)械和施工措施。（2）CFG工藝性試驗(yàn)根據(jù)《客運(yùn)專線鐵路路基施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行原則》和《客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》規(guī)定，在施工前做了4根CFG試驗(yàn)樁，以復(fù)核地質(zhì)資料以及設(shè)備、工藝、施打次序可行性，確定混合料配合比、坍落度、攪拌時間、拔管速度等各項工藝參數(shù)，并用低應(yīng)變檢測技術(shù)檢測了樁身完整性及用平板載荷試驗(yàn)檢測了樁單樁承載力，確認(rèn)了CFG樁設(shè)計參數(shù)如下：鉆進(jìn)電流：50MA~70MA停鉆電流：80MA~120MA鉆進(jìn)速度：1m~1.2m/min混合料配合比：水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：外加劑=1：4.4:5.83:1.0:0.82:0.0091坍落度：160～200mm攪拌時間：不少于1min提鉆速度：1.5m~1.7m/min泵送壓力：5.5Mpa~7.5Mpa（3）場地平整機(jī)械平整至CFG樁頂標(biāo)高以上50cm，50cm作為工作墊層，表面做成2%排水橫坡，用YZ26T振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)，四面人工開挖排水溝。（4）測量放樣根據(jù)CFG樁位平面布置圖，用全站儀測量放出線路中心線，再采用經(jīng)緯儀及鋼尺放出每個樁樁位，在樁位中心打入鋼釬，用白灰標(biāo)明，并作編號記錄。（5）鉆機(jī)就位應(yīng)使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，保證CFG樁垂直度容許偏差不不小于1%。現(xiàn)場控制采用在鉆架上掛垂球措施測量該孔垂直度，也可采用鉆機(jī)自帶垂直度調(diào)整器控制鉆桿垂直度。每根樁施工前現(xiàn)場工程技術(shù)人員進(jìn)行樁位對中及垂直度檢查。滿足規(guī)定后，方可開鉆。（6）成孔鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆進(jìn)，一般先慢后快，鉆進(jìn)速率為1m-1.2m/min，防止形成螺旋孔，成孔至設(shè)計深度，保證樁端基巖上并滿足設(shè)計規(guī)定，施工樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計樁頂標(biāo)高不少于0.5m。判斷鉆頭與否到了持力層一般有兩種措施：一是在樁機(jī)駕駛室觀測電流變化。鉆機(jī)開始鉆孔及軟弱地層鉆孔時，電流表指針在50MA~70MA安，當(dāng)鉆頭碰到持力層時，瞬間電流將增大到120MA以上，同步電壓下降。此時，應(yīng)鑒定鉆頭已到達(dá)持力層。二是在鉆機(jī)旁直觀觀測。當(dāng)鉆頭抵達(dá)持力層時，鉆桿上部動力頭發(fā)生顫動和輕微擺動，鉆機(jī)動力明顯減弱，此時，應(yīng)鑒定鉆頭已到達(dá)持力層。（7）混合料拌合及運(yùn)送混合料攪拌采用750拌和站集中拌和，按照配合比進(jìn)行配料，每盤料攪拌時間按照一般混凝土攪拌時間進(jìn)行控制。一般控制在90～120秒，詳細(xì)攪拌時間根據(jù)試驗(yàn)確定，電腦控制和記錄?；旌狭铣鰪S時塌落度可控制在180mm～200mm?；炷翑嚢柽\(yùn)送車集中運(yùn)送到施工現(xiàn)場。（8）混合料灌注鉆孔至設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，由現(xiàn)場指揮員告知鉆機(jī)停鉆提高鉆桿，提拔鉆桿２０～３０ｃｍ后開始泵送混合料灌注，當(dāng)鉆桿芯管充斥混合料時開始提拔鉆桿，并保證持續(xù)。精確掌握提拔鉆桿時間，混合料泵送量應(yīng)與提鉆速度相配合，泵送壓力維持5.5Mpa~7.5Mpa時提鉆速率為1.5m-1.7m施工樁頂高程宜高出設(shè)計高程30～50cm，每根樁投料量應(yīng)不不不小于設(shè)計灌注量。灌注成樁完畢后，樁頂蓋土封頂進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（9）整機(jī)移位一根樁灌注到達(dá)控制標(biāo)高后進(jìn)行下一根樁施工時，采用“跳樁”法，即隔排又隔列施工。本法即可保證新打樁不擾動舊樁，導(dǎo)致舊樁斷樁或樁體上升；同步又有助于及時清理場地內(nèi)堆積樁內(nèi)土，重新測量并精確恢復(fù)樁位，從而保證樁位5cm容許偏差。（10）現(xiàn)場試驗(yàn)對于每盤混合料，試驗(yàn)人員都要進(jìn)行坍落度測試，合格后方可灌注混合料，在成樁過程中抽樣作混合料試塊，每臺班做1組（3塊）試塊，測定其28天抗壓強(qiáng)度。五、機(jī)具設(shè)備（見下表）序號機(jī)具名稱型號數(shù)量1步履式長螺旋鉆機(jī)ZKL800BD型1臺2混凝土拌合站HZS751套3混凝土輸送泵HBT60型1臺4裝載機(jī)CLG8561臺5混凝土攪拌運(yùn)送車HNJ52548m2臺6發(fā)電機(jī)260KW1臺六、勞動組織（見下表）序號分工作業(yè)內(nèi)容人數(shù)1機(jī)長負(fù)責(zé)本機(jī)施工質(zhì)量與現(xiàn)場協(xié)調(diào)管理1名2操作手負(fù)責(zé)本機(jī)操作、維修和保養(yǎng)4名3混凝土班負(fù)責(zé)混凝土攪拌、運(yùn)送和現(xiàn)場灌注8名4試驗(yàn)員負(fù)責(zé)混凝土檢測1名5技術(shù)員負(fù)責(zé)施工資料填寫和現(xiàn)場檢測、測量1名七、技術(shù)規(guī)定和質(zhì)量原則（一）技術(shù)規(guī)定1、成樁過程應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，盡量防止因待料而中斷成樁，因特殊原因中斷成樁，應(yīng)避開飽和砂土、粉土層。2、攪拌好混合料通過溜槽注入到泵車儲料斗時，需經(jīng)一定尺寸過濾柵，防止大粒徑或片狀石料進(jìn)入儲料斗，導(dǎo)致堵管現(xiàn)象。3、為防止堵管，應(yīng)及時清理混合料輸送管。應(yīng)及時檢查輸送管接頭與否牢固，密封圈與否破壞，鉆頭閥門及排氣閥門與否堵塞。4、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工坍落度宜為160～200mm。（二）質(zhì)量原則1、過程檢查施工過程質(zhì)量檢查重要應(yīng)檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數(shù)、樁位偏差、樁頂標(biāo)高、褥墊層厚度及其質(zhì)量和樁體試塊抗壓強(qiáng)度。CFG樁施工容許偏差、檢查數(shù)量及檢查措施見下表序號檢查項目容許偏差檢查數(shù)量檢查措施1樁位（縱橫向）50mm按成樁總數(shù)10%檢查，且每檢查批不少于5根經(jīng)緯儀或鋼尺丈量2樁體垂直度1%經(jīng)緯儀或吊線測鉆桿傾斜度3樁體有效直徑不不不小于設(shè)計值開挖50~100m深后，鋼尺丈量2、施工后質(zhì)量檢測成樁28d后進(jìn)行樁身強(qiáng)度、完整性以及單樁或復(fù)合地基承載力檢測。（1）樁身強(qiáng)度檢測成樁過程中，抽樣做混合料試塊，每臺機(jī)械一種臺班做一組（3塊）150mm×150mm×150mm試塊，原則養(yǎng)護(hù)，測定28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不不不小于10Mpa。（2）CFG樁身完整性檢測樁身完整性：抽取不少于總樁數(shù)10％樁進(jìn)行低應(yīng)變動力檢測樁身完整性。（3）單樁承載力檢查單樁承載力檢查不少于總樁數(shù)2‰，且每檢查批不少于3根；單樁承載力（平板荷載試驗(yàn)）不不不小于495KN，且樁身壓縮量不不小于10mm。（4）復(fù)合地基承載力檢查檢查不少于總樁數(shù)2‰，且每檢查批不少于3根樁，單樁復(fù)合地基承載力（平板荷載試驗(yàn)）不不不小于370KN。八、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)（一）水泥、粉煤灰、碎石及砂等原材料應(yīng)符合《客運(yùn)專線鐵路路基施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行原則》及設(shè)計規(guī)定。（二）施工中應(yīng)檢查樁身混合料配合比、坍落度和提拔鉆桿速度（或提拔套管速度）、成孔深度、混合料灌入量等。（三）鉆進(jìn)應(yīng)先慢后快。在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖擺或難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺。（四）CFG樁成孔至設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯內(nèi)充斥混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。（五）施工中應(yīng)保證排氣閥正常工作，防止排氣閥被水泥漿堵塞。（六）樁機(jī)移機(jī)至下一樁位施工時，應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁位置對需要施工樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位精確。（七）施工結(jié)束后，應(yīng)對樁頂標(biāo)高、樁位、樁體質(zhì)量、地基承載力以及墊層質(zhì)量做檢查。九、施工注意問題（一）施工質(zhì)量措施1、CFG樁成孔質(zhì)量控制（1）鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，操縱下移鉆桿，鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆機(jī)。鉆進(jìn)先慢后快，同步檢查鉆孔偏差及時糾正。（2）樁機(jī)操作手和現(xiàn)場讀尺人員要親密配合，鉆機(jī)每鉆進(jìn)1m，讀尺人員要及時告知樁機(jī)操作手記錄電流數(shù)據(jù)，操作手在電流發(fā)生明顯變化時，要告知現(xiàn)場讀尺人員做好鉆機(jī)進(jìn)尺及土層變化記錄，當(dāng)電流顯示已進(jìn)入硬土層時，要控制進(jìn)尺，保證嵌入深度滿足設(shè)計規(guī)定。（3）樁身進(jìn)入持力層深度要滿足設(shè)計規(guī)定。（4）鉆孔至設(shè)計高程后，要對地質(zhì)狀況狀況進(jìn)行詳細(xì)記錄。（5）發(fā)現(xiàn)地質(zhì)狀況與設(shè)計不符，要及時告知設(shè)計單位。（6）在成孔過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖擺或鉆進(jìn)難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏差、位移及鉆具損壞。當(dāng)鉆至設(shè)計標(biāo)高后，一般才用靜止提拔，但對易卡鉆區(qū)域，在圓礫層容許采用邊轉(zhuǎn)邊提，離開圓礫層后采用靜止提拔。（7）施工過程中認(rèn)真填寫鉆孔記錄及混凝土灌注記錄。（8）指派責(zé)任心強(qiáng)、懂技術(shù)并經(jīng)嚴(yán)格考核合格員工對勞務(wù)隊伍施工CFG樁進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控和記錄。防止作業(yè)隊伍偷工減料、暗中做手腳現(xiàn)象發(fā)生。（9）現(xiàn)場管理人員每根樁都要根據(jù)樁機(jī)上垂球目測導(dǎo)向架垂直度，以保證樁身垂直度不不小于1%，保證樁體正常受力。2、CFG樁清土及剔樁質(zhì)量控制

（1）第一步清土在罐壓樁施工完畢后立即將多出混合料鏟除；

（2）第二步在成樁后3-7天左右剔樁，防止因樁身強(qiáng)度較大時剔樁困難；

（3）清土采用小型機(jī)械設(shè)備及人工開挖、運(yùn)送，防止斷樁及對地基土擾動；

（4）清土預(yù)留至少20cm人工清除，找平；

（5）清槽后人工截樁，鋼釬沿徑向楔入樁體，直至上部樁體斷開，樁頂采用小釬修平；

（6）因剔樁導(dǎo)致樁頂開裂、斷裂，按樁基混凝土接樁規(guī)定，斷面鑿毛，刷素水泥漿后用高一級混凝土彌補(bǔ)并振搗密實(shí)。（二）施工安全及環(huán)境保護(hù)控制措施1、機(jī)械設(shè)備操作人員必須通過專業(yè)培訓(xùn)，熟悉機(jī)械操作性能，經(jīng)專業(yè)管理部門考核獲得操作證后上機(jī)操作。2、機(jī)械設(shè)備操作人員和指揮人員嚴(yán)格遵守安全操作技術(shù)規(guī)程，工作時集中精力，謹(jǐn)慎工作，不擅離職守，嚴(yán)禁酒后駕駛。3、機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后及時檢修，決不帶故障運(yùn)行，不違規(guī)操作，杜絕機(jī)械和車輛事故。4、施工現(xiàn)場一切電源、電路安裝和拆除必須由持證電工操作；電器必須嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護(hù)器。各孔用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多用?？咨想娎|必須架空2.0m以上，嚴(yán)禁拖地和埋壓土中，電纜、電線必須有防磨損、防潮、防斷等保護(hù)措施。照明應(yīng)采用安全礦燈或12V如下安全燈。并遵守《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46規(guī)定。5、易于引起粉塵細(xì)料或松散料運(yùn)送時用帆布、蓋套等遮蓋物覆蓋。6、施工廢水、生活污水不直接排入農(nóng)田、耕地、澆灌渠和水庫，不排入飲用水源。7、駛出施工現(xiàn)場車輛應(yīng)進(jìn)行清理，防止攜帶泥土。十、成品保護(hù)（一）開挖及樁頭處理注意事項1、CFG樁施工完畢，待樁體到達(dá)一定強(qiáng)度（一般3～7d）后，可進(jìn)行開挖。清土和截樁時，不得導(dǎo)致樁頂設(shè)計標(biāo)高如下樁身斷裂和擾動樁間土。2、對基槽開挖：假如基槽較淺，可采用人工開挖；基槽較深采用人工開挖效率太低時，可采用機(jī)械和人工聯(lián)合開挖，但必須遵照如下原則：（1）不可對設(shè)計樁頂標(biāo)高如下樁體產(chǎn)生損害；（2）應(yīng)盡量防止擾動樁間土。（3）對于這兩點(diǎn)，關(guān)鍵在于要留置足夠人工開挖厚度。采用機(jī)械、人工配合開挖，人工開挖厚度留置多少，與樁體強(qiáng)度和土質(zhì)條件等有關(guān)，施工時在現(xiàn)場通過試驗(yàn)確定。但人