路基基础加固CFG桩工艺试验方案

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中铁二十四局集团连镇铁路项目经理部三分部
二◦一五年十月十三日
目录
一、工程概况 ................................................... -3 -
二、设计参数 ...................................................... -3 -三•试验概述........................................................ -3 -
四、试验桩的选定 .................................................. -4 -
五、试桩方案 ...................................................... -5 -
六、试验结果分析 ............................................... -10 -
DK307+365.11 ~DK307+485.19 段路基
地基CFG 桩工艺试桩施工方案
一、工程概况
此路基段穿越低丘及丘间谷地，地势稍有起伏，相对高差约1.2m ，自然地面平均标高约17.10m ，低丘植被较发育，多辟为农田和房屋，水系较发育。

该处地表地下水发育，多处汇聚成水沟，周围有几处被开挖成鱼塘，主要为大气降水补给。

地表水对混凝土结构无化学侵蚀，氯盐环境作用等级无；地下水对混凝土结构具有硫酸盐侵蚀，环境作用等级H1 、氯盐作用等级无。

此段路基基底为松软土地基，地基CFG 桩加固范围内的土质情况依据地勘资料描述如下：
二、设计参数
本路基段CFG 加固区有三处：DK252+415.0~ +472.5 ，线路长度57.5 米；
DK252+572.5~ +710，线路长度137.5 米；DK252+807.5~ +833，线路长度25.5 米；CFG桩设计桩长为4m〜11.6m不等，并要求必须穿透软弱层并至岩面上，桩顶设C20 混凝土桩帽，基底设碎石垫层后0.4m，0.2 厚的中粗砂，内铺设一层双向土工格栅。

本次试桩共选取100 根桩试桩，采用长螺旋转钻进成孔，三号拌和站拌和砼，砼罐车运送至现场，输送泵灌注砼，全过程进行过程控制、记录。

28 天等强后进行桩身完整性及复合地基承载力试验，分析试桩结果，确定工艺参数，并按试桩确定的参数大面积展开CFG 桩的施工。

三．试验概述
2.1 试验地点：
本次试桩选在DK252+415.0~ +833.0 路基段进行。

本段共计220.5 米，路基地基加固采用岩溶注浆及CFG 桩加固处理的措施，CFG 桩的加固采用正方形型布置，桩直径为50cm，桩间距均采用1.6米，该段路基长度为418m。

该区在整个标段中CFG 具有代表性，因此该段的试验工艺参数确认合格后，可以推广至整个标段。

2.2 工艺试验的依据
2.3 试验的目的及意义
根据九景衢铁路建设要求，施工前应进行成桩工艺性试验，通过试验获取相关施工数据以确保设计参数，指导一下步施工，施工过程中主要取得如下参数：
（1）通过试验确定人员、设备的最佳组合方式；
（2）通过试验钻孔复核地质资料；
（3）通过试验确定施工工艺、施工顺序、控制措施；
（4）通过试验方式验证机械性能及CFG 桩的施工工艺及过程控制。

（5）通过试验验证混合料配合比、坍落度、搅拌时间、钻机拔管速度等各项工艺性参数
（6）形成具有指导性意义的施工工艺和方法，以指导全段的CFG 桩的施工。

2.4 试验的内容及方法
⑴核查地质本段地质通过钻孔判定，该段地质是符合设计要求。

⑵验证混合料配合比按设计要求试验室试配混合料的配合比，施工中采用试配的配合比进行施工，根据CFG 桩的检测结果判定配合比的可行性，并根据试桩效果进行相应的调整。

⑶确定混合料坍落度及最佳拌和时间
按设计要求混合料的坍落度要控制在160~200mm ，现场通过砼混合料的坍落度量测，并作详细记录，根据各种坍落度对应的桩的检测结果，分析确定最佳坍落度及最佳拌和时间。

⑷确定钻机拔管速度根据砼供应情况和砼泵的输送能力确定成桩过程中钻机拔管速度。

四、试验桩的选定
1、具体桩位选定
本次试桩选在DK252+415 、DK245+435.63 两个断面左侧红线征地界内侧进行，这两个断面为设计要求桩间距均为1.6m ，正方形布置，试验共选定100 根CFG 桩，间距与平面位置如图所示。

试验桩为正方形布置规则，间距为 1.6m 。

试桩按
果。

试验桩位CFG 桩平面示意图单位: （m ） 五、试桩方案
（一） 、试验分组 本段试验由路基综合试桩分组进行， 采用相同配合比，不同的拔管速度及坍落 度进行试验，具体如下：
（二） 、指导性施工方案
以下方案为指导试桩的施工方案，方案中采用的经验参数可以通过此次试验桩 施工验证、调整，最终修订施工方案。

1、施工前准备：
① 备齐材料。

混合料各种原材料试桩前备齐，并进行进场材料检验。

常山 南方水泥有限公司生产的 P.O42.5水泥，砂为江西省乐平市名口镇砂场的清水河 沙，中粗砂，碎石为音坑华联采石场生产的 5〜31.5mm 碎石，粉煤灰为杭州海通 有限公司生产的二级粉煤灰，外加剂为北京金盾建材有限公司生产的高效减水剂。

② 砼配合比试配。

试桩施工前，试验室要进行混合料的试配工作，并经监 理工程师确认后使用。

开工前按照室内配方进行试桩并经检验合格后取得相关工艺 参数。

桩体质量检查应在成桩28天后进行，CFG 桩施工质量采用无损检测进行检 验，加固效果检测采用载荷试验检验。

按设计配比配制混合料强度等级为 C15，混合料的塌落度为160~200mm ，混 合料配合比参数具体如下：
混合料配合比
C L 1
设计要求，加固至基岩面: 2、试桩时间， 。

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本次试桩于2014年百1月10 日
1月30日进行，试桩完成后编制试 验成
GO -- 配合比用原材料 配合比（质量比）
单位用量（kg/m3）
2）、场地整平。

CFG桩施工前，要对场地进行整平，保证CFG桩机顺利就位。

3 ）、测量放样。

按确定的试验桩，进行现场放样，CFG桩点位用竹片桩插设，并用石灰圈点标识。

对已整平的地面要进行标高测量（特别是桩位处标高），并做好记录，以确定桩底相对于场平面的深度。

4）、施工方法。

①钻机就位。

按放出的CFG桩桩位，现场就位钻机，钻机就位后进行钻机调整。

通过悬挂在钻杆导向架侧面的垂球及在导向架上标出的对照线位置来调整钻机的水平和钻杆的垂直度。

垂直度的容许偏差不大于1% 。

同时在钻进过程中，随时注意观察垂球，确保钻机不偏斜。

②混合料拌制。

按试配试验确定的配合比由拌和站拌制混合料，每盘的搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，一般控制在60~120s（此为经验值，试验过程中可以验证）。

用砼罐车送至施工现场，泵送入孔，混合料的坍落度控制在160mm〜200mm。

拌
料时，严格按照试配配合比准确计量水、水泥、粉煤灰、碎石、砂的用量，拌和物应拌和均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。

③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并对准桩位，启动电机钻进，钻孔要先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。

施工人员边钻边清理钻杆旋出的泥土，在成孔的过程中，发现钻杆摇晃或难钻时放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。

根据钻架上标出进尺标记，钻杆下钻至设计桩底标高，关闭电机，停止钻进，清理钻孔周围泥土。

在钻进过程中，记录每延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。

④灌注及拔管。

CFG 桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，砼泵送采用砼输送泵。

当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，边泵送边拔管，严禁先拔管后泵料。

成桩的拔管速度要根据输送泵的输送速度确定，一般控制在2m/min 左右（此为经验值，试验过程中可以验证）。

成桩过程要连续进行，尽量避免因供料出现问题导致停机待料。

最后按设计要求桩身混合料要超灌50cm 。

灌注成桩完成后，桩顶上盖土封顶予以保护。

混合料灌注量的控制通过记录混凝土泵的泵送次数来计算。

施工桩顶高程宜比设计桩顶高50cm 左右，桩长偏差不大于10cm ，桩径允许偏差不大于2cm 。

施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

⑤移机当上一根桩施工完毕后，钻机移位，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时支撑脚压在桩位旁使原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，保证桩位的准确。

⑥桩头清理
CFG 桩桩体强度达到设计强度的70% 后方可进行桩间土开挖及清运，桩间土采用小型挖机配合人工开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖，纵横向方向采用小挖机开挖，靠近桩周围预留20cm 采用人工清除桩间土，小型自卸车运至弃土场，开挖工程中不得触动桩身和桩头。

清除表面土层，采用人工凿除桩顶50cm 桩头，破除预留桩头至设计标高，桩顶允许偏差0〜+20mm。

桩头清除采用切割机环向切割一圈，电钻打三眼后用錾子断掉桩头。

⑦桩帽施工
桩体施工完毕28 填后，经第三方检测合格后开始进行桩帽施工。

首先平整桩间表土层，使用小型夯实设备进行夯实，经试验检测合格达到90%压实度，桩帽
施工采用现场浇注C25 砼方法进行。

桩帽模板材质为3mm 钢板加工。

桩帽施工前先将桩头浮土、灰尘用空压机风管清理，清理桩头表面浮土后即可进行桩帽施工。

桩头砼用砼罐车运至现场，现场铺设彩条布，采用人工挑运的方法将砼运至各桩帽，桩帽砼采用小型插入式振动棒进行振捣。

5）、成桩检测
CFG桩施工完毕，等强28天后，人工开挖基坑，截除保护桩头（50cm），凿除时要避免扰动桩头以下桩身的质量，桩头采用人工破除，由两个工人用两根钢针在截断位置，从相对方向同时剔凿将多余的桩截掉。

桩头凿除完后，按设计要求对全部试验桩进行低应变、复合地基承载力试验，并由监理单位见证确认。

6）、施工过程中的质量控制。

①要严格按试配配合比拌和混合料，坍落度要控制在160mm〜200mm之间。

施工过程中坍落度的损失速度根据现场试验测试得出，并根据测试结果调整坍落度，避免因坍落度损失过快造成混合料堵管；
②提钻时要严格控制拔管速度拔管，提拔钻杆要采用静止提拔，在特殊情况下采用边旋转提拔，同时通过混凝土输送泵的泵送次数来确定实际投料量，必须保持混凝土面始
终高于钻头面，钻头低于混合料面15~25cm 。

确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续；
③施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗，以免成桩空心。

④施工中提钻与混合料供应必须密切配合，保证提钻和泵料的一致，以防止桩端不饱满而影响CFG 桩的承载力。

⑤CFG桩桩顶必须按设计要求比设计标高高出50cm ,以确保桩身有效桩长的强度。

3、施工质量保证措施
1）、严把材料进场关，保证使用符合规范要求的水泥、砂、碎石、外加剂等材料，并按规范验标规定认真作好进场检验试验，出具检验报告。

2）、混合料强度必须符合设计要求。

每台班做一组标准试块进行28d 标准养护，
试件抗压强度检测。

3）、混合料现场灌注过程中一定要确保混合料的密实性。

保证桩截面尺寸，钻头提升应保持匀速。

提升速度不得大于混凝土灌注速度，防止发生缩径、断桩。

4）、灌注过程中随时监控混合料的质量确保混合料的和易性和坍落度，应每车
检查坍落度。

5）、预防断桩：
①混合料的坍落度严格按设计要求控制。

②确保混合料的供应。

③拔管时必须保证管的埋深。

6）、质量验收标准：
①所用水泥、粗细骨料、品种、规格及质量符合设计要求
②桩位纵横向允许偏差50mm ，桩体垂直度1%，桩体有效直径不小于设计值。

③每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

④有效桩长应满足设计要求。

4、安全保证措施
1）、现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。

2）、施工机械的使用严格按照有关操作规程规定执行、实行专人专机，无关人
员严禁使用。

3）、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% 。

4）、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。

5）、钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。

6）、泵管铺设尽量减少弯头，支撑应牢固，接头处应连接可靠。

7）、严禁将垂直管道直接设在混凝土泵输出口上，输出口应有不少于10m 长的水平管。

8）、泵送时料斗内应保持一定量混合料，不得吸空。

9）、清洗泵管时，出口前方10m 内不的有人。

10）、软管与混合料泵管、钻机连接处一定要连接牢固紧密。

11）、钻机作业中施工人员必须佩带安全帽。

12）、钻孔使严禁用手清除螺旋片上的泥土，要使用铁锨清除，在清除泥土时，应水平清除，不可随螺旋片旋转上升清除，以免发生意外。

5、环境保护措施
1）、钻孔钻出的泥土应及时清运至指定弃渣场，不可乱弃，弃渣场的选址、防护要符合环境保护的规定。

2）、钻孔产生的泥浆及清洗泵时所产生的污水应引流至征地界内的沉淀池内经沉淀后达标排放，不得随意排放。

六、试验结果分析
（1）通过试验分析确定人员、设备的最佳组合方式；
（2）通过试验分析钻孔复核地质资料；
（3）通过试验分析确定施工工艺、施工顺序、控制措施；
（4）通过试验分析验证机械性能及CFG 桩的施工工艺及过程控制。

（5）通过试验分析验证混合料配合比、坍落度、搅拌时间、钻机拔管速度等各项工艺性参数。