水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）施工作业指导书

高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 I 目目 录录 1.编制目的编制目的1 2.编制依据编制依据1 3.适用范围适用范围1 4.工艺原理工艺原理1 5.工艺流程工艺流程2 6.施工过程要点施工过程要点 2 7.施工注意事项施工注意事项 5 8.质量控制措施质量控制措施 5 9.常见的质量问题及防治对策常见的质量问题及防治对策8 10.安全、环保水保措施安全、环保水保措施 .17 11.质量检验项目、数量及方法质量检验项目、数量及方法18 12.设备人员设备人员18 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 1 水泥粉煤灰碎石（水泥粉煤灰碎石（CFGCFG）桩施工作业指导书）桩施工作业指导书 1.1.编制目的编制目的 明确水泥粉煤灰碎石（CFG）桩的施工工艺流程、操作要点和相应的 工艺标准，指导、规范 CFG 桩的施工。 2.2.编制依据编制依据 高速铁路路基工程施工技术指南 （铁建设×××号） ； 高速铁路路基工程施工质量验收标准 （编号×××） ； 铁路混凝土工程施工技术指南 （铁建设×××号） ； 铁路混凝土工程施工质量验收标准 （编号×××） ； 新建××客专施工图××××路基设计图（第×标段） ； 新建××客专施工图附图二路基设计大样图集 。 3.3.适用范围适用范围 适用于沙土、粉土、粉质黏土、粘土等一般地质；桩帽结构、桩网结 构和桩筏结构基础；地基处理采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）进行地基 加固处理；铁路或公路区间路基或车站路基；房建地基或市政道路。 4.4.工艺原理工艺原理 水泥粉煤灰碎石桩（Cement Flyash Gravel pile） ，简称 CFG 桩， 是由水泥粉煤灰碎石桩、桩间土和褥垫层构成的一种复合地基。CFG 桩和 桩间土一起，通过褥垫层形成 CFG 桩复合地基共同工作。其加固机理为： 当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土均会发生沉降变形，桩的变形模量 （Es）远比土的变形模量大，也就是桩的变形比土小，桩在受力后向上位 移，刺入基础下部设置的一定厚度的褥垫层中，垫层被不断调整并与桩间 土良好接触，从而基础通过褥垫层也与桩间土保持良好接触，由此，桩间 土与桩协同工作形成了一个复合地基的受力整体，共同承担上部基础传来 的荷载。CFG 桩地基通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体混合料配比， 可使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。CFG 桩复合地基具有沉 降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会 和经济效益明显等特点，是一种有效的复合地基处理技术，非常适用于高 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 2 层建筑的地基处理，得到越来越广泛的应用。 5.5.工艺流程工艺流程 （1）CFG 桩工艺流程框图见图 5-1。 （2）长螺旋钻管内泵压 CFG 桩施工工艺图见图 5-2。 6.6.施工过程要点施工过程要点 本段 CFG 桩均采用长螺旋钻机成孔，管内泵压混合料灌注成桩的方法 施工。 桩体材料：桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，材 料按 C15 混凝土配比，水泥应为 P.O42.5 级及以上的普通硅酸盐水泥，混 合料 28 天龄期标准试验块抗压强度不小于 10MPa，桩体压缩模量不小于 施工准备 桩机就位 位 长螺旋钻进到设计标高 泵料注满芯管 转移桩机 测量放线 停钻 边泵料边拔芯管 成桩 28 天后检测 工艺试验或试桩 安装桩机 位 混合料集中拌制 制作试件 桩帽施工 清土、截除保护桩 图图 5-15-1 CFGCFG 桩施工工艺流程图桩施工工艺流程图 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 3 80MPa。施工前由试验室进行配比实验，施工时按配合比配制混合料，成 桩过程中，要抽样做混合料试块，每台机器每天至少做一组（3 块） ，标准 养护，测定其抗压强度。 6.16.1 施工准备施工准备 （1）清表、平整场地：施工前先用推土机清除地表种植土、腐质土， 然后平整场地，使现场满足“三通一平”的施工要求。作业场地作好排水 设施，确保施工场地不积水。 （2）技术人员根据设计图放出每根 CFG 桩的具体位置，并用竹桩标 记，或撒石灰画圈。因 CFG 桩灌注完成后要截除保护桩头约 50cm，故应对 地面进行抄平，计算出每桩钻进深度。对施工人员进行技术交底，包括桩 位、钻进深度、施工顺序和施工注意事项等。 （3）根据设计桩长情况，进场相应匹配的长螺旋钻机。 （4）根据施工图绘制整个的桩位编号图，并根据平面布置图规划钻 孔顺序。 （5）施工前，要在施工范围内拉线或彩钢板围护，并设警示标志， 设专人防护，阻止非施工人员进入。 6.26.2 桩机就位桩机就位 图图 5-25-2 长螺旋钻管内泵压长螺旋钻管内泵压 CFGCFG 桩施工工艺图桩施工工艺图 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 4 移动钻机至设计桩位，利用桩机塔身前后和左右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。钻杆的垂直度偏差不应大于 1%，桩位偏差不大于 5cm。 6.36.3 试桩试桩 施工前应进行工艺性试验，数量不小于 4 根，以确定设备、工艺、施 工顺序，确定材料选择、混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、 泵送等各项工艺参数，并报现场监理审查签认后作为施工依据。 6.46.4 钻孔钻孔 钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头接触至地面时，启 动电机钻入，钻进时应先慢后快。在遇到较硬土层，钻杆出现摇晃，进尺 困难时，应放慢速度，直至钻至设计标高。钻杆上应作好钻进长度标记， 记录钻进深度。整个钻进过程中应注意保持钻机稳定，避免倾斜和错位。 同时边钻进边清理桩位周边的土。 钻到硬质基底的判定标准： 钻进电流表达到试验桩取得的到达硬底的试验值。 钻进钻杆摇晃厉害，进尺缓慢。 通过对钻杆取出的芯样进行判别。 6.56.5 混合料灌注混合料灌注 施工时应严格按照试验室批准的配合比进行施工。CFG 桩要求使用集 中拌合站集中供料，搅拌车运送至现场。混合料的上料顺序为先装碎石， 再加水泥、粉煤灰，最后加中粗砂，搅拌均匀。每盘料搅拌时间不小于 60 秒，混合料塌落度控制在 160-180mm，每台班制作检查试件，进行 28 天标 准立方体抗压强度检测，强度值须满足设计要求。 混合料采用泵送。通过试桩确定每冲程的泵送量，混合料的泵送量应 结合试桩确定的数量计算确定，泵送应连续进行不得停泵待料。 当钻杆芯管充满混合料后开始拔管（钻杆芯管充满通过试桩时泵送冲 程次数确定） ，严禁先提管后泵料。钻杆应静止提拔，提拔速度一般应控 制在 2.0-3.0m/min，施工中应严格按工艺试验确定并经现场监理批准的参 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 5 数控制拔管速度和混合料泵送量，并保证连续提拔，连续供料。 6.66.6 质量检测质量检测 确认成桩符合设计要求后用麻袋覆盖，然后移机继续下一根桩施工。 施工过程中，应密切关注地面隆起及桩顶浮浆情况，防止挤压造成断桩。 全段施工完成，静置 28 天后，按照设计要求对桩身完整性、桩体强 度、单桩和复合地基承载力等进行试验。 7.7.施工注意事项施工注意事项 （1）碎石、石屑、粉煤灰、水泥材料经严格检验，保证其材质符合 设计要求。施工现场加强材料计量设备的标定工作，确保计量准确，材料 准备充足。 （2）施工前确认地下水是否具侵蚀性。如具侵蚀性，水泥应按规范 采用符合要求的品种，或按规范要求添加防腐剂。 （3）拔管速率应按试桩确定参数进行，拔管速度要均匀。 （4）每班应检查排气阀，保证其正常工作。 （5）冬季施工时，对混合料原材料、拌和工艺等各方面有特殊要求， 应按照冬季混凝土施工要求进行。 （6）施工中注意观察地面是否隆起，以判断是否断桩。打新桩时注 意已打桩顶标高的变化，防止挤压造成断桩。 8.8.质量控制措施质量控制措施 8.18.1 过程控制过程控制 （1）钻机就位 用全站仪先放出控制桩，然后根据控制桩用钢尺放出每根 CFG 桩桩位， 用直径 15的钢钎竖直打入 20深的孔，在孔内灌入石灰粉，并在孔内 插入标记物，用一次性木、竹筷或钢筋，方便钻孔过程中钻孔废泥把桩位 埋没后查找。根据所放桩位就位钻机。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，垂直度不能大于 1%。在钻机导向架的侧面用红油漆 标出刻度，在钻头接触地面时，钻机的动力机头最上部停留位置为零刻度， 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 6 向下每 0.5m 标注一次刻度，施工中通过刻度确定进尺深度和拔钻高度以 及拔管速度。 （2）钻进前准备 开动发电机，钻头提离地面 20cm，打开钻头插销。钻机开钻第一根桩 前先向输送泵内灌注 1m3 清水，启动输送泵把所有输送管润湿，然后把搅 拌好的 M10 砂浆 1m3 加入输送泵进行冲管，冲管完成后向输送泵内泵入混 凝土，待钻头处流出混凝土为止，关闭钻头阀门，开始下钻。混凝土坍落 度控制在 160mm-195mm 范围内。 （3）钻进成孔 钻孔开始，向下移动钻杆至钻头触及地面对准桩位，启动电机钻进， 钻孔按照操作要领先慢后快（从地面到钻进 2 米范围，钻速控制在 1- 1.5m/min，以后钻速为 2.5-3m/min） ，当遇到地质变化时，发现钻杆摇晃 时，放慢钻进速度，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，防止未钻孔的桩位被覆盖。根据钻架上标出的进尺标 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。 （4）泵送及拔管 CFG 桩成孔到设计标高后，停止钻进，螺旋杆静止上提钻头 10- 15cm，将钻头阀门打开，开始泵送混合料，混合料泵送 20s 后开始上提钻 杆，保证桩底混凝土的密实度和混凝土包裹住钻头，并保证混凝土面比钻 头高 20cm 左右。然后边泵送边拔管，拔管速度控制在 2.5-3m/min。成桩 过程应连续进行，防止因供料不足导致停机待料的现象。当一根桩在灌注 过程中没达到灌入高度就没砼时，立刻停止拔管，及时组织砼灌车给输送 泵补料，补好料后，先向输送管中泵送砼 20s 后再开始拔管。最后拔管到 钻机的动力机头最上部停留在零刻度。灌注成桩完成后，桩顶上盖土封顶 予以保护。 （5）移机 灌注完成移机到下一根桩，钻机的移动通过钻机自带移动底盘进行。 高铁路基地基处理水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）施工作业指导书 ×××××公司××铁路客运专线工程指挥部 7 重复上述施工顺序及施工工艺进行下一根桩的施工。移机后清理钻杆和钻 头的钻渣。 8.28.2 质量控制质量控制 （1）CFG 桩设计比较深，地层中砂层较厚，桩机的负荷都达到了极限 负荷状态，施工机械经常出现故障，施工过程中机械故障极易造成断桩和 卡钻现象，高速铁路设计不仅是对施工单位施工水平的考验，同时也是对 施工机械的考验，解决办法一是加强机械的日常保养和配备常用易损件； 二是勤检查勤维修；三是加强操作手业务学习，避免违章操作。 （2）拔管速率的控制：拔管速率太快