CFG桩DK48 500_DK48 520首件

新建哈尔滨至佳木斯铁路站前工程HJZQ-2标段
DK48+500-DK48+520CFG桩首件工程专项施工方案
中铁二十二局哈佳铁路项目部一工区
目录
一、编制依据 (1)
二、工程概况 (1)
三、施工人员、机械设备投入情况 (3)
四、进度计划 (4)
五、CFG桩施工工艺 (5)
六、质量要求与检验 (9)
七、冬季施工 (10)
八、质量保证措施 (11)
九、安全控制措施 (12)
十、安全注意事项 (12)
十一、环境保护措施 (13)
CFG桩首件工程施工方案
一、编制依据
1.1《新建哈尔滨至佳木斯站前工程HJZQ-Ⅱ标路基工程设计图》；
1.2《CFG桩设计图》，哈佳施路通-19；
1.3铁道部颁布《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）；
1.4铁道部颁布《铁路路基施工规范》（TB10202-2002）；
1.5铁道部经济规划研究院发布《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）；
1.6铁道部颁布《铁路工程桩基无损检测规程》(TB 10218-99)。

二、工程概况
2.1 CFG桩工程量及分布情况
新建哈佳铁路站前工程HJZQ-Ⅱ标段一工区承建段起于DK43+008.2，止于DK62+820.1，全长19.811km，其中路基全长14.74km，占管段长的74.4%，CFG桩分布范围与工程量统计见表1。

CFG桩分布范围与工程量统计表
2.2地质情况及CFG桩布置形式
2.2.1 DK48+500～DK48+520段
本工点线路以填方通过，地势开阔，地表大部分为耕地。

路堤中心最大填土高11.17m，路堤边坡最大高度为10.98m。

地层：粉质粘土，黄褐色，软塑～硬塑，含少量铁质氧化物，δo=140～160KPa：砾岩，青灰色，全风化，原岩结构已破坏，尚可辨认，泥质胶结，岩芯较破碎，δo=300KPa；砂岩，黄褐色，全风化，原岩结构已破坏，岩芯程砂土状，手掰易碎，δo=300KPa；砾岩，黄褐色，强风化，砂状结构，层状构造，主要矿物成分为石英、长石，岩芯程块状和柱桩，手锤击声闷，易碎，δo=500KPa，地下水位以上的土对混凝土结构具氯盐侵蚀性环境作用等级Y1。

土壤最大冻结深度2.05m。

该段CFG桩总长度5504m，桩径0.5m，正方形布置，桩长5.8m，桩间距1.8m和2.0m，桩顶设0.5m碎石垫层，CFG桩施工完毕，一般28天后进行检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静荷载试验对承载力的检测，应使桩体完整、连续、均匀。

静荷载试验数量取桩总根数的2‰，且不少于3根，低应变检测取总桩数的10%，且不少于3根。

设计单桩承载力300KN 。

2.3 首件工程区段的选择依据
根据本管段CFG桩加固范围总体地质概况、CFG桩间距、深度及入岩情况，结合征地拆迁、土源、交通、水电等情况综合分析比较，将试验段定在DK48+500～DK48+520段路基内，具体桩号见CFG桩试桩平面布置示意图，桩间距为2.0m。

试验区地貌为耕作地，施工范围内无大型结构物，附近也无居民居住。

根据路基设计图上标示的地质勘探孔揭示，该里程范围土层厚达12.2m，CFG桩加固地层在粉质粘土层。

该段地基基本承载力为σ0≥140KPa,设计CFG桩长7m，该段路基的地质及地表情况能代表本管段地区路基CFG桩加固施工的特点，因此选定此段为首件工程施工地段。

2.4 首件施工目的
1、检验CFG桩施工作业队的施工能力；检验原材料和混凝土的质量；检验CFG施工方案等的可行性。

2、在施工过程中探索最佳人员机械的组合，总结和优化施工工艺流程，并检验机械配套组合和人员安排的合理性，为后期施工人员组织安排提供有力依据。

3、及时发现CFG施工过程中遇到的各种问题，提早解决有可能影响到工程质量的各种因素，总结和推广施工工艺、文明施工及相关管理经验,作为后续规范施工的标准！
三、施工人员、机械设备投入情况
3.1人员情况
进行试验前，项目部一工区成立以工区总工王志峰为组长、第四架子队项目队长、技术负责为副组长的质量管理小组，主要参与人员见下表2。

质量管理小组成员表
表2
参加试验段施工的生产工人有工班长1人、桩机司机、砼泵司机、发电机司机各1人，
桩机配合人员3人。

3.2 设备投入
CFG桩试验主要采用长螺旋桩机成孔，管内灌注水泥、粉煤灰、碎石等混合料的方法施工，其配套施工机械设备详见表3
表3
主要机械设备一览表
3.3测量及检测仪器
四、进度计划
目前长螺旋（CFG）钻机已经进场，各项准备工作已经完成，计划于201４年10月1日开始，截止于2014年10月15日完成整个CFG桩首件的施工。

五、CFG桩施工工艺
5.1材料要求及检测
CFG桩混和料：混和料的强度等级采用C20，坍落度控制在160-200mm，外加剂、粉煤灰，均应符合《客专路基工程施工技术指南》、《客货共线铁路路基工程施工技术指南》的有关规定及设计要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定。

配合比按试验室试配选定。

所需要原材料检测合格证明文件、试验报告和配合比报告详细见附件。

5.2作业条件
在正式开始施工前，现场作业条件要达到如下要求：清理施工场地并做到‘三通一平’；检查电源、线路，并做好照明准备工作；临时水准点测设及桩位放样与复核；地质核对；原材料进场检验与备料；机械设备进场安装与调试；混合料配合比；绘制CFG桩施工顺序示意图，并在施工现场挂牌标识等等。

5.3 CFG桩复合地基施工流程图
单桩施工主要采用长螺旋钻孔芯管内泵压CFG桩混和料灌筑施工工艺。

长螺旋钻孔芯管内泵压CFG桩混和料筑施工流程详见下图。

5.4混合料配比试验
CFG桩混合料为水泥、砂、碎石和粉煤灰，外加剂根据情况掺加，桩体设计强度为C20，施工配合比由实验室进行，配合比详见配合比报告。

5.5操作工艺
5.5.1放线：施工前根据放出的施工桩位，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于5cm。

5.5.2 钻机就位:钻机就位必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。

钻机就位后，采用在钻架上挂垂球的方法测量钻杆的垂直度或利用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心。

为准确控制钻孔深度，应在桩架上做出控制深度的标尺，以便在施工中观测、记录。

在钻塔前接上1个400A的交流电流表，以显示不同地质条件的电流变化。

5.5.3混合料搅拌:混合料搅拌要求严格按配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1 min。

并在泵送前混凝土泵料斗提前备好料。

5.5.4钻进成孔:在开钻前对所有长螺旋钻机进行标尺、刻度复核，消除误差。

每次钻机就位前都要根据桩机上的垂球或指针校核导向架垂直度，确保桩身垂直。

开始钻孔前，通过泵送水泥砂浆检查芯管顶部的气眼是否通畅、混凝土输送软管是否接头良好，是否有扭曲现象。

根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计高程时，停止钻进。

5.5.5验孔:检查孔深及垂直度偏差，填写隐蔽记录，并进行签认。

5.5.6灌筑成桩:钻孔至设计高程后，停止钻进。

混合料经坍落度检查合格后，开始泵送混合料，每根桩的投料量应不少于设计灌筑量。

钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料，提拔速度控制在试桩工艺确定的参数值范围内，拔管应均匀连续进行。

施工桩顶高程宜高出设计高程50cm。

5.5.7钻机移位:CFG 桩的数量、布置形式及间距直接影响地基处理的效果。

钻机移位时，必须根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，确保桩位准确。

避免因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。

5.5.8土方弃运:桩体施工完成2～3h，在初凝前采用自重< 3 t 的小型挖掘机直接挖除打桩弃土，并采用小型运输车转运至指定弃土场堆放。

清运时不得对设计桩顶高程以下的桩身造成损害，不可破坏工作面未施工的桩位。

5.5.9桩头的保护:施工高度一般宜高于设计高程50cm，并采用湿黏土对桩顶封囤保护；桩体达到一定强度后(一般为7～ 14d) ，方可挖槽，严禁挖槽时机械撞击桩头；不可用重锤或重物横向击打桩体；合理安排施工顺序，避免后序桩的施工对已施工桩头的破坏。

5.5.10桩间土保护:为了避免扰动桩间地基土，桩顶高程以上宜预留300～500 mm厚的保护土层；雨后钻机下应铺设碎石垫层，避免扰动地基土。

5.5.11桩间土清理:CFG 桩区段施工完成达14 d 后，在路基两侧放出桩顶高程控制线，采用自重< 3 t 的小型挖掘机挖除桩间土，挖掘机挖斗宽度应小于桩间净距；挖掘机作业时采用倒退开挖法，保证始终在弃土上作业。

并确保清理时不对桩身造成损害，不扰动设计高
程以下桩间土、不压坏桩头。

施工高度保证在桩顶高程以上，并用人工清理基底虚土，保证场地平整不积水。

如果超挖，应制订相应的回填措施报监理和设计同意后方可实施，不得擅自施工。

5.5.12截桩头、挖除:桩间土清除后，需要截除桩顶设计高程以上桩头，在截取桩头前应准确测量桩顶高程，并标出高程水平位置。

截桩方法通常主要有“钢钎大锤法”和“电锯切割法”两种。

“钢钎大锤法”即采用在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断；“电锯切割法”即采用截桩机截桩，手执切割机或可移动立式切割机沿高程线上 2 cm 位置将桩身四周锯缝，锯缝深度5～15cm( 具体深度现场试验确定) ，使CFG 桩沿切割线处形成预裂面；将钢楔插入切缝处，然后轻锤钢钎使之继续钎入造成切割面断裂而截断桩头。

截桩过程中严禁使用挖机直接截断桩头或采用风镐或钢钎凿桩，不得用锤头大力敲击桩头。

5.6特殊情况的控制措施
5.5.1导管堵塞
由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

控制措施：
(1)保证粗骨料的粒径、混合料的配比和坍落度符合要求。

(2)灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。

(3)加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

5.6.2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。

5.6.3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0.1 m3 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。

5.6.4单根桩投料量控制
单根桩投料量控制是保证桩身质量的一道重要环节，一般通过控制提钻速度与超灌予以保证。

控制措施：
(1)桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。

(2)提钻速度严格控制在2～3m/min。

5.6.5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。

六、质量要求与检验
6.1质量要求
6.1.1桩体连续密实，不得有断桩、缩径、夹砂等缺陷且单桩承载力为400KN。

6.1.2允许偏差
(1)桩长：不小于设计深度。

(2)钻孔垂直度：≤1.0％
(3)桩径：不小于设计值。

(4)桩位：50mm。

6.2质量检测
6.2.1单桩承载力检测
成桩28天以后采用静载荷试验法测试单桩的承载力。

6.2.2桩身完整性检测
CFG桩桩身完整性检测采用低应变动力检测，与承载力检测同时进行。

七、冬季施工
7.1冬季施工技术要求
7.1.1确保混凝土的入孔温度不低于5°C。

7.1.2当硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土，其抗压强度达到设计强度的30%前，混凝土抗压强度未达到3Mpa前也不得受冻。

7.1.3确保养护措施落实到位，应按规范要求保温、保湿，保证养护时间。

7.2冬季施工具体措施
7.2.1混凝土的配制：
（1）冬季施工期间，由于施工环境温度较低，配合比和塌落度尽量采用低值，并对配合比进行调整适当增加水泥用量。

（2）拌制混凝土的各项材料的温度，应满足混凝土拌合物搅拌合成后所需要的温度（混凝土拌合物的出机温度不低于10°C，入孔温度不低于5°C）。

采用对拌合用水进行加热（采用锅炉对水进行加热，加热到60°C以上，先将骨料和已加热的水投入搅拌机中，待拌合均匀后再投入水泥、粉煤灰、外加剂，搅拌时间较正常时间延长50%）
7.2.2混凝土的运输：
（1）混凝土采用砼运输车运送至施工现场，运输车采用厚棉被包裹，并在其上面安装温度计，做到随时均能测量混凝土的温度；
（2）保证施工便道畅通，并尽量减少中间的倒运环节，缩短混凝土的入孔时间，保证每车混凝土运输至现场及时能浇筑。

7.2.3混凝土的浇筑：
（1）现场钢性泵管采用棉被及草帘包扎，弯头采用岩棉制品用塑料布包裹进行保温。

（2）减少混凝土的浇筑时间，在浇筑前，做好混凝土的各种试验，并做好相关记录。

（3）混凝土入孔前，测定砼的温度、塌落度、及泌水率等工作性能，符合设计及配合比的砼方可进行浇筑，混凝土拌合物浇筑入孔温度不低于5°C。

（4）冬季施工混凝土时，可根据浇筑部位要求混凝土的塌落度比正常条件下小10-20mm。

7.2.4混凝土的养护：
（1）为了保证CFG桩体及桩间土不受冻害，在冬期施工的CFG桩：挖方段均在开挖过程中预留2.5m的土层不开挖，桩顶留置在地面以下2m；填方段的CFG桩头采用覆盖多层草帘的方法进行保温。

7.3机械设备冬季防寒、防冻、防火、防滑工作措施：
7.3.1在进入冬季前对所以机械设备做全面的维修保养，做好油水管理工作，结合机械设备的换季保养，及时更换相应牌号的润滑油；对使用防冻液的机械设备确保防冻液符合当地防冻要求；未使用防冻液的机械设备要采用相应的防冻措施。

7.3.2各种车辆使用的燃油，要根据环境气温选择相应的型号，冷车起步时，要低速运行一段路程后在逐步提高速度。

7.3.3冬季车辆或设备启动发动机前，严禁用明火对既有燃油系统进行预热，以防止发生火灾。

7.3.4冰雪天行车，汽车或者砼运输车要设置防滑链，司机在出车前检查确认车辆的制动装置处于良好的工作状态，不满足要求时不得出车，遇有6级以上大风、大雪、大雾天气
不得出车。

7.3.5严格执行定机定人制度，机械保管和驾驶人员要坚守岗位，看管好并规范使用设备，并做好相应的记录。

八、质量保证措施
为确保试验段所得各项数据全面、准确，真正达到试验目的，除满足一般施工要求外，尚应着重加强以下措施：
8.1 成立试验段质量管理小组，明确各成员的质量责任。

8.2 开工前对全体参与人员进行《试验段实施方案》的讲解，领会试验目的，明确试验工作程序，掌握需控制的标准，从而将各阶段的质量责任分解到各具体人员或班组。

8.3 施工机具的性能应保持良好，进场前应向监理报验。

8.4 现场管理人员每根桩都要根据桩机上的垂球目测导向架垂直度，以保证桩身垂直度
不大于1%，确保桩体的正常受力。

8.5 长螺旋钻施工。

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。

在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。

8.6 CFG桩成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和地泵操作手密切配合，按照先泵料后拔管的原则，防止先拔管后泵料，防止CFG桩成吊脚桩。

8.7 严格控制拔管速率。

拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。

故施工时，应严格控制拔管速率。

正常的拔管速率应控制在2～3米／分钟。

8.8 控制好混合料的坍落度。

大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。

坍落度宜控制在160mm～200mm（可根据运送混合料的距离进行调整）和易性为好。

当拔管速率为2～3米／分钟时，一般桩顶浮浆可控制在30厘米～50厘米左右，成桩质量容易控制。

8.9 整个施工过程中，安排现场记录员作好施工原始记录。

记录的内容主要有桩号、钻孔深度、瞬间电流值、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。

九、安全控制措施
9.1电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查。

用电设备的线路要绝缘、接地良好，应设防雨雨篷，并有漏电保护装置。

9.2设备定期检修，钻机、混凝土泵、搅拌机等必须由专职人员按操作规程操作。

9.3施工人员进入现场必须戴安全帽。

9.4施工前对施工人员进行专项交底。

9.5现场设专职安全员，负责现场安全施工控制。

9.6参加施工的人员，必须先培训，后持证上岗。

9.7夜间施工时要求配备足够的照明灯。

十、安全注意事项
1、场地平整时要对换填土进行平整压实，确保桩机在场内移动时不发生倾斜。

2、在混凝土经过输送泵进入输送软管时要注意观察软管的受力状态，防止因管道受阻出现爆管现象而伤到作业人员。

3、由于钻杆较高，在检修钻杆顶部的弯头时，要求作业人员按照高空作业的要求进行安全防护。

十一、环境保护措施
1、根据地形、工程分布及施工部署，在施工准备阶段制定防污染规划及实施方案，并在编制前后与水利有关部门取得联系，使之符合国家、铁道部及地方政府的有关规定。

2、施工中产生的污水必须排入沉淀池，防止污染工地区域水源，污水使用专门的车辆运弃，运输过程中防止遗洒，污染路面。

3、施工中对弃碴场地按设计进行防护，防止水土流失，保护水资源。

4、生产及生活垃圾应用运土车运走，不得随处遗撒。

5、夜间施工灯光集中照射，避免灯光扰民。