CFG桩试桩方案(试桩)

CFG桩试桩施工组织设计
一、工程概况
DK251+000- DK251+000段线路以填方通过冲洪积平原，地形平缓，地表大部分大部辟为耕地及果园。

津秦正线与京秦改线并行。

津秦正线路堤最大填高9.28m,边坡最大高度9.44m。

京秦改线路堤最大填高8.63m,边坡最大高度6.83m。

基底加固采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG）桩处理，桩长5~8.5米，桩径为0.4m，桩间距1.5—1.8m，桩身设计强度为C20，布置形式见附图。

桥头地基处理过渡段地段，混凝土底座应力扩散角以内正方形布置，间距1.5m；以外长方形布置，纵向间距1.5m，横向间距1.6～1.8m,横向最外两排桩横向桩间距可适当放大但不得大于2.0m。

正线区间非桥头地基处理过渡段地段，混凝土底座应力扩散角以内正方形布置，间距1.5m；以外长方形布置，纵向间距1.5m，横向间距1.6～1.8m，横向最外两排桩横向桩间距可适当放大但不得大于2.0m。

二、试桩目的
目的是为了复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定配合比、塌落度、搅拌时间、泵送时间、泵送压力、钻杆提升速度以及下钻速度等各项工艺参数，以指导下一步CFG桩的大规模施工。

三、试桩地质情况及位置
试桩位置为DK250+000~DK251+000附近，该段地质条件：
粉质黏土：黄褐色，硬塑，含少量角砾。

砾砂：灰白色，中密，饱和。

圆砾土：黄褐色，中密，稍湿～饱和。

均质混合岩：褐灰色，红褐色，全风化，岩芯呈土状。

地震动峰值加速度：0.10g。

土壤最大冻结深度：0.9m。

四、试桩要求
1、试验桩根数及布置
试桩桩位布置：试桩时做DK250+700~DK250+900段内3901根试验桩，桩径d=0.4m，桩间距a=1.5—1.8m，桩长7—8.5m。

水泥用量拟为12%，其中取1‰的桩用于做复合地基承载力试验，1‰的桩做单桩承载力试验，抽取不少于10%的桩做低应变动力试验，检测桩身完整性。

每工点做不少于3根试验桩竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题，修改施工工艺或桩体材料配合比重新试验直至满足要求并报监理单位确认后方可施工。

具体布桩位置见附图。

2、试验内容
无侧限抗压强度试验：28天无侧限抗压强度不小于设计强度。

单桩承载力不低于300KN，复合地基承载力不低于250KPa。

（注：第三方检测提出可做几组14天无侧限抗压强度试验，若能满足设计要求，则可不必做28天无侧限抗压强度试验，否则仍采取28天无侧限抗压强度试验。

单桩承载力试验正线、改线各取3根做14天试验，若设计满足要求，则可不必做28天试验，否则仍按28天执行。

）
五、施工准备
1、施工材料及实验准备
CFG桩桩体混合料由水泥、卵石（或碎石）、石屑或砂、粉煤灰（必要时加适量泵送剂），加水在搅拌机中强制搅拌而成。

混和料的密度一般为2.1～2.3t/m³。

长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注法混和料塌落度为160～200mm。

（1）水泥：采用42.5级普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。

（2）卵石或碎石粗骨料：满足级配要求，松散堆积密度大于1500kg/m³，最大粒径：振动沉管法不大于50mm，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法不大于25mm。

（3）砂：采用干净的河砂，类型宜为中粗砂，含泥量小于5％。

（4）石屑：石屑率一般在0.25～0.33。

（5）粉煤灰：振动沉管法所用粉煤灰为电厂收集的粗灰；长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法所用粉煤灰细度（0.045mm方孔筛筛余百分比）不大于45％，即等级要求Ⅲ级或Ⅲ级以上。

（6）泵送剂：泵送剂用于改善拌和料泵送性能，泵送剂用于勉强可泵的混和料，掺入量根据泵送剂的类型而不同。

当混和料泵送性能满足施工要求时，可不掺泵送剂；当水泥掺量相对较低和气温高的季节，需要时可在配比中加适量泵送剂，但必须严格控制掺入量。

（7）CFG桩应采用合格的P.S42.5硅酸盐水泥。

使用前应将各原材的样品送试验室检验。

所需材料应提前进场，水泥和粉煤灰必须有出厂合格证，必须送试验室检验合格后方能使用。

2、施工场地准备
（1）场地施工前应挖除地表植物根系并将场地整平，整平标高＝设计桩顶标高+0.5m，地表碾压至K30≥60MPa/m。

（2）场地内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测。

若地表水、地下水复测结果与设计不相符应及时通知有关单位进行再次复测。

不得使用有侵蚀性水作为施工用水。

（3）施工前应根据相关专业设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护，（4）施工场地应具备"三通一平"条件。

3、测量准备
放线前对各控制点进行复核后，按设计要求放线，准确定出各搅拌桩的位置；搅拌桩桩位应采用竹片或板条进行现场定位，点白灰定位。

4、机械准备
CFG桩施工工艺归纳起来主要有以下两种方法，即振动沉管打桩机施工和长螺旋钻管内泵压施工。

振动沉管打桩机施工主要机具为振动沉管机、搅拌机，具有施工操作简便、施工费用较低及对桩间土的挤密效应显著等优点，缺点为振动及噪音污染严重，难以穿透硬土层，施工时混合料的运输一般为翻斗车或人工运输，效率相对较低，新打桩对已打桩产生不良影响(如挤断已打桩)。

长螺旋钻管内泵压施工机械是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成，具有低噪
音、无泥浆污染、是城区和居民区的首选工艺，穿透能力强、施工效率高等优点；缺点为施工费用较高，施工操作复杂。

考虑客运专线施工工期要求紧，工程质量要求高，在非塑性指数较高的饱和软粘土和淤泥质土地段可选长螺旋钻孔钻机施工。

长螺旋钻孔钻机的结构形式与工作原理如下图所示。

长螺旋钻孔钻机的结构形式与工作原理图
六、施工工艺及操作要点
1、工艺原理
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，其结构形式如图下图所示。

它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，桩身强度等级为C20，可全桩长发挥侧向摩阻力，桩端落在好的土层时可很好地发挥端部阻力，与桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

在复合地基增强体(桩体)系列中，它的置换作用最强。

CFG桩地基处理标准横断面图（一）
比例：1:100
比例：1:100
CFG桩、桩间土、褥垫层。

三者一起形成复合地基。

当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生变形。

桩的模量远比土的模量大，桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一过程垫层材料不断补充到桩间土上。

以保证在任意荷载作用下桩和桩间土始终共同参与受力,减小
基础底面积的应力集中，调整桩、土的应力比，随着褥垫层厚度的增大，复合地基桩、土应力比变小，直至接近于1。

当褥垫层厚度达到一定程度时,地基反力即为天然良好地基反力。

CFG 桩复合地基于普通桩基的比较如下图所示。

2、施工工艺流程
CFG 桩施工工艺流程图
CFG 桩复合地基与普通桩基对照图
3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工要求
（1）在施工钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混凝土泵送量应与拔管速度相配合，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，同时应保证钻头始终埋入混和料中。

（2）遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料，避免造成混合料离析、桩身缩径、断桩和夹泥等。

（3）钻孔应先慢后快。

成桩过程中，若发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。

（4）混和料应按设计配合比（室内配比试验确定并通过成桩工艺性试验验证的配合比）经搅拌机拌和，坍落度、拌和时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌和时间不得小于60S；搅拌的混和料必须保证混和料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。

（5）CFG桩成孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混和料，当钻杆芯管充满混和料后开始拔管，严禁先提管后泵料。

（6）钻杆应静止提拔，施工中应严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制提拔速度和泵送量，提拔速度一般宜控制在2m～3m/min，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。

（7）施工中应保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。

（8）桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。

4、为保证质量，施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。

5、施工中桩长及桩径偏差均不小于设计值，垂直度偏差不大于1％，桩位偏差不大于50mm。

6、CFG桩施工完毕在其混合料初凝后，进行打桩弃土清运，清运完毕后人工开挖其下50cm保护土层，保护土层清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，截桩时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，最好采用截桩机截桩。

桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高，桩顶允许偏差0～+20mm。

7、成桩过程中应抽样做混和料试块，每台机械每天应做一组（3块）试块（边长为150mm的立方体)，标准养护，测定其立方体抗压强度是否满足设计要求，以控制施工质量。

8、桩帽
（1）CFG桩桩端持力层为低压缩性土或CFG桩距桥头40m～80m范围地基处理过渡段范围，CFG桩桩顶设C25钢筋混凝土桩帽，桩帽施工应在桩检测合格后进行，尺寸为长100cm，宽100cm，高30cm。

（2）桩帽模板拆除后桩帽四周应回填与垫层同种类碎石并碾压密实。

9、钢筋混凝土板
靠近桥头40m地基处理过渡段范围，CFG桩桩顶设0.2m厚碎石垫层和0.1m 厚C20素混凝土垫层，垫层顶部设C30钢筋混凝土板，板长40m，于20m处设一道伸缩缝，缝宽0.03m,板厚0.5m，板宽根据路堤宽度确定，钢筋混凝土板现场浇筑。

10、褥垫层
CFG桩检测合格后，除设置钢筋混凝土板地段，桩顶（或桩帽顶）铺0.6m 厚碎石垫层，垫层内夹铺两层双向100kN/m高强土工格栅。

垫层用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，级配良好，粒径小于2mm的部分不应超过总重的45％，最大粒径不宜大于50mm，含泥量不能大于5％，不含植物残体、垃圾等杂质。

褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面桩间土的含水量较少时，也可采用动力夯实。

褥垫层内铺设双层土工格栅时，先铺设0.2m厚碎石垫层，碾压密实，其上铺设一层土工格栅，再铺设0.2m厚碎石垫层，碾压密实铺设上层土工格栅，填筑其上碎石，碾压密实后施工其上填土。

（1）土工格栅铺设前先按幅宽在铺筑层划出白线，然后用铁钉固定格栅的端部（每米宽用钉8根，均匀距离固定）。

（2）固定好格栅端部后，用铺筑机将格栅缓缓向前拉铺，每铺10米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷格栅铺完，再铺下一卷，操作同前。

（3）铺完一卷后用压路机从起始点开始向前进方向碾压一遍即可。

（4）以卷长为单位作为铺设的段长，在应铺格栅的段长内铺满以后，再整体检查一次铺筑质量，然后接着铺筑下一段。

下一段铺筑时，格栅与格栅搭接10～15cm，并用铁钉或木楔固定后继续向前进方向铺第二段。

依次类推，操作要求同前。

11、土工合成材料要求
（1）土工格栅可采用双向拉伸高强聚酯长丝经编土工格栅或双向粘焊土工格栅
双向高强聚酯长丝经编土工格栅：每延米纵、横向极限抗拉强度≥100kN/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率≤13%；纵、横向2%伸长率时,纵、横向拉伸力≥35kN/m；纵、横向5%伸长率时,纵、横向拉伸力≥70kN/m。

双向粘焊土工格栅：每延米纵、横向极限抗拉强度≥100kN/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率≤13%；纵、横向2%伸长率时,纵、横向拉伸力≥55kN/m；纵、横向5%伸长率时，纵、横向拉伸力≥65kN/m；节点极限剥离力≥300N。

（2）土工合成材料应从正规厂家采购，严禁从各类代理公司采购，并应进行严格的质量检验，要求满足设计要求的各项性能指标，保管、施工应严格按有关的设计图及施工规范和《铁路路基土工合成材料应用设计规范》（TB10118-2006）有关规定进行，未经设计、监理许可，不得随意更改材料类型、增减项目和数量，以确保工程质量。

七、质量检查
1、施工质量检验主要应检查施工记录、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。

2、使用的水泥必须通过室内试验检验方能使用。

应严格按配合比搅拌，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数，水泥的用量以及泵送浆液时间应有专人记录。

3、应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直试验偏差不得超过1%，桩位偏差不得大于50mm。

4、钻杆提升的速度必须符合施工工艺要求，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s。

5、成桩14天后抽芯取样进行无侧限抗压强度试验，其无侧限抗压强度不得小于设计混凝土强度，否则做28天强度试验。

地基加固后进行复合地基荷载试验，单桩承载力不得小于300KN，复合地基承载力不得小于250Kpa。

6、应抽取不少于总桩数10％的桩，根据《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T 93-95）进行低应变动力试验，检测桩身完整性。

7、CFG桩地基竣工验收时，承载力检验应采用单桩复合地基载荷试验和单桩承载力荷载试验，设计要求复合地基承载力、单桩承载力应满足各工点具体的
设计要求。

CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，试验数量宜为总桩数的2‰（复合地基承载力及单桩承载力各1‰）。

八、管理保证措施
1、加强质量教育，提高全员质量意识，严格按照国家及地方建委有关文件要求组织施工。

开工前由项目经理向全体参加施工人员进行详细的技术交底，使施工人员熟悉本工程设计、质量标准和施工工艺要求。

2、各班设专职技术人员，检查施工质量，严把每道工序质量关。

3、施工中严格遵循本方案的成桩工艺及施工程序。

4、强化工序管理、严格工序控制。

十、安全保证措施
1、场地施工前应挖除地表植物根系并将场地整平，整平标高＝设计桩顶标高+0.5m，地表碾压至K30≥60MPa/m，保证钻机的垂直度。

2、所有进场人员必须接受安全培训，考试合格方能进场施工。

3、特殊工种作业，电工、操作工必须严格执行本工种的各项有关规定，上岗人员必须经培训合格，并持有合格证书后，方可上岗，严禁无证上岗作业。

4、施工前应在施工场地四周按“井”字形开挖探沟探明地下管线，探沟深不小于2m。

5、大型机械进场前，应查清所通过道路、桥梁的净宽和承载力是否足够，否则应先予拓宽和加固。

6、起架与安装时需16T以上起重机配合。

7、施工前需检查各滑轮转动是否灵活，钢丝绳有无损伤，各连接部位是否牢固等。

8、所有电力线路和用电设备由持证电工安装，由专职电工负责日常检查和维修保养，禁止其他人员私自乱接、乱拉电线。

9、现场施工用电线路一律采用绝缘导线，移动式线路使用胶皮电缆，使用时提前认真检查确保电缆无裸露现象。

地上线路架空设置，以绝缘固定。

10、现场所有电动机械设备使用前按规定进行检查、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。

11、钻机作业施工应做好孔口防护，防止人或异物坠入。

12、施工时注意地下电缆及地上电线杆和杆上高压电线，施工过程中机械距电线杆距离不应小于10m，如特殊情况应通知安检员或现场领工员，在有人监督的情况下方可施工。

13、夜间施工应有足够的照明。

14、钻机放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。

15、遇地表坚硬地层时须减压钻进，避免立柱摆动过大。

16、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。

17、施工过程中使用机械设备，要有专职防护员，做到“一人一机、一机一人”。

18、钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜时应放慢钻进速度，如果晃动剧烈、位移过大、偏斜过大时应立即停钻。

19、风力大于5级时支腿和履靴应同时接地，并用缆绳固定，风力大于8级时必须放架。

20、严禁使用副卷扬机吊重物行走，不得斜拉重物。

21、泵管铺设应尽量减少弯曲，支撑应牢固，接头处应连接可靠。

22、地泵如布置在基坑边，应与基坑边保持2m以上安全距离。

23、严禁将垂直导管直接接设在地泵输出口上，输出口前应有不少于10m长的水平管。

24、高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。

25、泵送时料斗内应保持一定量的混凝土，不得吸空。

26、清洗泵管时，出口方向前方10m内不得有人。

27、钻杆上的泥土应及时清洗干净，防止坠下伤人。

十一、环境保护
成立环境保护小组，专门负责环境保护工作，制定环境保护规划并严格执行。

1、粉尘控制措施
（1）现场定期撒水，减少灰尘对周围环境的污染。

（2）严禁在施工现场焚烧有毒、有害、有恶臭气味的物质。

（3）装卸或清理有粉尘的材料时，提前在现场撒水。

（4）严禁向现场周围抛掷垃圾。

2、噪声控制
（1）加强机械设备的维修保养工作，确保机械运转正常，降低噪声。

（2）夜间施工时，监督职工不得敲打钢管等，尽量减小噪音，施工时严禁大声喧哗。

（3）进出施工现场的所有车辆不得鸣号，出现场时不污染道路和环境。

十二、文明施工
1、做好现场施工平面布置的管理
施工现场各种材料及设施按平面图布置，做到整齐美观，保证场区道路畅通，建立以项目经理为组长的现场文明施工管理小组，建立岗位责任制，制定文明施工规划及奖罚措施。

文明施工管理小组每周进行一次全面检查，奖优罚劣。

2、贯彻“安全第一、预防为主”的方针，针对本工程的施工特点，建立以项目经理为主的安全保证体系。

经理部配备专职安全员，负责对整个工程实施过程进行监督检查。

项目第一管理者首先是安全第一责任者，各机长是安全第一责任者，赋予安全员四项权力。

（1）对施工生产有安全监督检查权
（2）遇有危险有停工权
（3）对违章作业、违章指挥人员有处罚权
（4）对安全质量有否决权
3、安全生产管理制度
遵守国家及地方关于安全生产的规定，为保证施工现场安全作业，避免发生安全事故，制定如下管理制度：
（1）安全生产负责制
在项目经理部领导下，安全员、机长、班组长、操作工人，逐级建立安全管理责任制度。

分工明确、责任到人。

管理者坚持安全生产“五到位”：即“健全机构到位，批阅安全文件到位，深入现场到位，检查到位，处理问题到位”。

实行“四全”管理，即：“全员、全过程、全方位、全天候”安全管理。

（2）建立安全教育制度
对所有进场的职工、民工进行入场安全教育，针对不同工种分别进行安全操作规程教育，建立安全教育卡片。

需持证上岗的特殊工种工人首先经过培训考试，在取得有关部门颁发的合格证书后上岗。

每天上班前，由机长进行安全施工教育。

（3）坚持安全交底制度
技术人员在编制施工方案、技术措施时，同时编制详细的、有针对性的安全措施，并向操作人员进行书面交底。

（4）安全预防制度
在编制施工组织设计，制定施工方案和下达施工计划时，同时制定和下达施工安全技术措施。

对机具设备经常进行保养和定期维修，消灭一切安全隐患。

施工现场设安全标志。

（5）坚持安全检查制度
每周由项目副经理牵头对工地进行一次安全大检查，专职安全员每天进行检查。

对检查出的问题做好文字记录，落实到人限期整改，对危及人身安全的隐患立即整改，整改完毕后由安全员进行验证。

（6）安全事故处理制度
现场发生任何安全事故，都本着“三不放过”的原则进行处理，查明事故原因、事故责任者。

对事故的直接责任者进行处罚，达到教育大家的目的。

制定整改及预防措施，避免以后再次发生类似事故。

重大事故发生后及时向上级部门及地方有关部门汇报，积极配合和接受有关部门的调查和处理。