DK406+697DK423+420路基CFG桩施工方案.docx
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DK406+697DK423+420路基CFG桩施工方案
DK406+697～DK423+420段路基
CFG桩专项施工方案
一、编制依据
⑴新建铁路南昌至赣州客运专线DK406+697～DK423+420路基施工设计图纸；
⑵新建铁路南昌至赣州客运专线路基施工通用图；
⑶《高速铁路路基工程施工技术规程》（Q/CR9602-2015）；
⑷《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）；
⑸《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218-2008）；
⑹《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；
⑺《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
⑻人员、机械设备配制情况及施工调查资料；
⑼新建铁路客运专线南昌至赣州站前工程12标段施工总价承包招标文件及投标文件；
⑽国家及铁路总公司、相关部委和地方政府关于保护环境，水土保持、劳动保护、法律、法规条例；
二、工程概况
本工程位于新建铁路南昌至赣州客运专线CGZQ-12标DK406+697~DK423+420路基需进行特殊加固处理地段上；设计桩体强度等级为C15混凝土，成桩直径50cm，布置形式为正方形布置，桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，水泥应为P.O42.5级及以上的普通硅酸盐水泥，混合料28天龄期准备试块抗压强度不小于C15混凝土的标准值（10MPa），桩体压缩量不小于80Mpa；本段CFG桩设计总工程量为：
21860根，116754延米，各路基段详细布置见CFG桩统计（表1）。
表1：
DK406+697～DK423+420段路基区间内CFG桩统计表
序号
里程段
桩径（m）
根数
延米
长度
CFG桩地基设计承载力
桩布置形状
备注
1
DK406+697～DK407+048.27
0.5
2194
12193
4～10m
350KPa
正方形
一架子队
2
DK407+646.06～DK408+026.89
0.5
1240
6484
4～7m
300KPa
正方形
一架子队
3
DK413+278.55～DK413+981.95
0.5
442
5245
7～17.5m
350KPa
正方形
二架子队
4
DK417+252.98～DK417+377.07
0.5
555
2815
4～7.5m
300KPa
正方形
三架子队
5
DK417+512.27～DK417+655.67
0.5
598
3067
4～8.2m
300KPa
正方形
三架子队
6
DK418+290.73～DK418+441.58
0.5
577
2781
4～7.1m
300KPa
正方形
三架子队
7
DK420+350～DK423+420
0.5
16254
84169
4～8m
300KPa
正方形
四架子队
2.1地质情况
根据区域地质及勘探资料揭示，本线路区间CFG桩地质资料粉质黏土、泥质砂岩为主，粉质黏土褐黄色，软塑，σ0=15KPa，硬塑，σ0＝150KPa；泥质砂岩,全风化，III级，σ0＝200KPa；强风化，IV级，σ0＝350KPa；弱风化，IV级，σ0＝500KPa。
2.2水文地质特征
本区段地表主要水沟谷内水沟、水塘水、弱发育，水量较小，季节性变化大，受大气降雨影响。
框架涵址区地下水类型分为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。
分述如下：
⑴孔隙潜水
谷地地下水不发育，埋深较浅，主要为第四系孔隙潜水，降水并与地表水互为补给，季节性变化明显。
⑵基岩裂隙水
基岩裂隙水主要赋存于浅部风化裂隙中，一般埋藏浅，主要接受地下径流及大气降水、地表水入渗补给，基岩裂隙水一般不发育，但局部节理密集带可能构成富水带或含水带，形成小规模的静态水储量。
三、主要人员及机械设备
根据现场实际施工组织安排，计划安排10台长杆螺旋钻机施工。
表2：
劳动人员配置表（单台钻孔机配备人员）
工种
桩基工
混凝土工
杂工
电工
普工
工班长
人数
5
5
2
1
2
1
合计
16人
表3：
机械设备配置情况
序号
设备
型号
单位
数量
1
汽车吊
QY25
台
1
2
发电机
100KW
台
2
3
自卸汽车
5T
辆
1
4
长螺旋钻孔机
DLW1型螺旋桩机
台
10
5
混凝土泵
普通
台
2
6
混凝土运输车
普通
台
5
四、队伍安排及项目组织机构
根据本段区段安排，计划安排四个工作面进行平行作业施工，具体工作面分工情况（见表1），项目组织机构图如下：
项目组织机构图
五、工期安排
5.1进度指标
本段路基CFG桩直径为0.5m，根据地质条件安排，综合考虑使用长螺旋钻孔机施工，并考虑不可见因素影响，平均成桩120m/天/台。
5.2工期安排
针对本工程特点，CFG桩6个月为目标，合理安排资源配置采用平行流水法和网络计划科学安排施工进度。
本工程计划开工日期为：
2015年9月15日；
完成日期为：
2016年3月5日；
表4：
工期安排表
序号
里程段
根数
延米
长度
开工日期
完成日期
备注
1
DK406+697～DK407+048.27
2194
12193
4～10m
2015.11.1
2016.1.15
2
DK407+646.06～DK408+026.89
1240
6484
4～7m
2015.9.20
2015.10.30
3
DK413+278.55～DK413+981.95
442
5245
7～17.5m
2015.9.15
2015.11.30
4
DK417+252.98～DK417+377.07
555
2815
4～7.5m
2015.12.1
2015.12.30
5
DK417+512.27～DK417+655.67
598
3067
4～8.2m
2015.10.1
2015.10.31
6
DK418+290.73～DK418+441.58
577
2781
4～7.1m
2015.11.1
2015.11.30
7
DK420+350～DK423+420
16254
84169
4～8m
2015.9.30
2016.3.5
六、施工工艺与方法
6.1CFG桩施工
6.1.1施工准备
⑴施工前应具备的资料和条件
①路基CFG桩施工场地的工程地质；
②CFG桩布桩图，图应注明桩位编号，以及设计说明和施工说明；
③路基CFG桩场地附近的高压电缆、电话线、地下管线、地下建筑物及障碍物等调查资料；
④建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料；
⑤具备“三通一平”条件。
⑵施工技术措施内容
①确定施工机具和配套设备；
②材料供应计划，标明所用材料的规格，技术要求和数量；
③施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。
为增加混合料的和易性和可泵性，易选用细度不大于45%的Ⅲ级和Ⅲ级以上等级的粉煤灰，每方混合料粉煤灰掺量宜为60～80kg。
坍落度应控制在16cm～20cm，粗骨料宜用粒径5-31.5mm的坚硬碎石或卵石，含泥量不大于3%，砂采用中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
④试桩成孔应不少于3根，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数；
⑤按施工平面图放好桩位；
⑥确定施打顺序；
⑦复核测量基线、水准点及桩位，CFG桩的轴线定位点，检查施工场地所设的水准点是否会受施工影响；
⑧桩机应有明显的进尺标记，并以米（m）为单位。
6.1.2施工前的工艺试验
根据现场征地拆迁情况，选择具有代表性地段确定试桩施工位置（不少于3根），确定施工工艺及施工参数。
施工前的工艺试验主要是考察设计的施打顺序和桩距能否保证桩身质量。
工艺试验也可结合工程桩施工进行，需做以下两种观测：
⑴新打桩对未结硬的已打桩的影响
在已打桩桩顶表面埋设标杆，在施打新桩时量测已打桩桩顶的上升量，以估算桩径缩小的数值，待已打桩硬结后开挖检查其桩身质量并量测桩径。
⑵新打桩对结硬的已打桩的影响
在已打桩尚未结硬时，将标杆埋设在桩顶部的混合料中，待桩体硬结后，观测打新桩时已打桩桩顶的位移情况。
对挤密效果好的土，如饱和松散的粉土，打桩时会引起地表的下沉，桩顶一般不会上升，断桩的可能性很小；当发现桩顶向上的位移过大时，桩可能发生断开；若向上的位移不超过1cm，断桩的可能性很小。
6.1.3CFG桩施工
⑴根据新建昌赣铁路客运专线DK406+697～DK423+420路基施工组织设计要求选用长螺旋钻机成孔，应配置桩头切除机械设备。
⑵长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工主要工艺应符合下列规定：
①钻机按设计桩位就位，钻机就位必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动，在钻机双侧吊锤校正调整钻杆垂直度，为准确控制钻孔深度，应在桩架上作出控制深度的标尺，以便在施工中观测、记录。
②关闭钻头阀门，钻杆至钻头接触地面时启动电机钻进。
一般应先慢后快，减少开钻初期的钻杆晃动，防止偏空，在钻进中钻杆晃动过大时，应放慢进出，宜在钻机塔身作出钻机动力头底面停止位置标识，作为控制成孔深度的依据。
③向管内泵送混合料，钻杆芯管充满混合料后开始拔管，成桩过程中应连续，避免中途停机。
④边泵送混合料边匀速拔管至桩顶，长螺旋钻钻机采用管内泵压法灌注拌合料，当钻杆芯管充满拌合料后开始拔管，速度为2-3m/min，严禁先提管后泵料。
⑤CFG桩施工工艺流程如下图所示（图1）。
原地面清理
测量放样
钻机就位
钻杆垂直度检查与调整
钻孔至设计深度，记录施工设备贯入地层的反应，检查地质资料
泵送混合料，钻杆内充满混合料后开始拔管
均匀拔管并泵压混合料至桩顶，拔管速度符合工艺试验标准，投料量不得少于设计灌注量
清土
钻机移至下一桩位
桩间土开挖
桩头处理
成桩质量检验：
桩体完整性、单桩承载力或复合地基承载力满足设计要求
混合料拌合、运输、混合料强度符合设计要求，坍落度满足工艺性试验要求
混合料室内配合比设计
混合料原材料进场检验，符合设计要求
图1CFG桩施工工艺流程图
⑶成桩过程中，应随机抽样做混合料试块，每台机械每天至少应做一组（3块）试块，试块尺寸为15cm×15cm×15cm，标准养护并测定28d抗压强度。
⑷施工过程中，应随时做好施工记录。
⑸在成桩过程中，随时观察地面升降和桩顶上升情况。
6.1.4施工顺序选择
在设计桩的施打顺序时，主要考虑新打桩对已打桩的影响。
计划采用间隔跳打，可以隔一根桩也可隔多根桩，先打1、3、5······，后打2、4、6······。
施打顺序与土性和桩距有关，在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施工，如果桩距较小不宜采用隔桩跳打方案。
因为松散粉土震密效果较好，先打桩施工完后，土体密度会有明显增加，而且打的桩越多，土的密度越大，桩越难打。
6.1.5施工监测
施工过程中，特别是施工初期应做如下的一些观测：
⑴施工场地标高观测。
施工前要测量场地的标高，注意测点应有足够的数量和代表性。
打桩过程中随时测量地面是否发生隆起，因为断桩常常和地面隆起相联系。
⑵桩顶标高的观测。
施工过程中应注意已打桩桩顶标高的变化，特别要注意观测桩距最小部位的桩。
⑶对桩顶上升量较大的桩（＞1cm）或怀疑发生质量事故的桩应开挖查看，或采取逐桩静压的办法加以处理。
6.2开槽及设置桩帽
CFG桩施工完毕，待桩体达到一定强度（一般3～7d）后，可进行开槽。
清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
桩顶设C35钢筋混凝土桩帽，桩帽尺寸为0.9×0.9×0.35m,与桩帽相联的桩面应平整并且水平，伸入桩帽中不少于10cm。
6.3褥垫层铺设
褥垫层所用材料多为中粗砂、碎石，碎石粒径宜为8～20mm，最大粒径不宜大于30mm；铺设0.5m厚碎石+0.1m中粗砂垫层，中粗砂内铺设一层单向塑料聚丙烯土工格栅（TGDG260型，要求一次拉伸成型、无焊接点），极限抗拉强度不小于260kn/m，严禁使用玻璃纤维土工格栅产品用于本线路基工程。
土工格栅铺设时，两端回折不少于2m，横向搭接长度不小于20cm，土工格栅铺设时采用流水作业方式施工，在横向铺设宽度4m左右时，摊铺级配碎石，并采用人工配合小型机械摊铺，防止满铺后大型机械碾压土工格栅，造成土工格栅的损坏。
6.4施工中的有关注意事项
6.4.1混合料坍落度的控制
混合料坍落度过大，桩顶浮浆过多，桩体强度也会降低。
钻孔管内泵压混合料成桩施工的坍落度应控制在16cm～20cm。
长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工时，混和料的泵送量、按试桩确定的参数进行控制，泵料应连续，不应停泵待料。
应在混合料充满泵送管路后方可提钻。
施工过程中应经常检查泵送压力、弯头和钻杆状态，防止导管堵塞。
6.4.2保护桩长的设置
⑴设计桩顶标高离地表的距离不大于1.5m，保护桩长可取50～70cm，上部再用土封顶。
⑵桩顶标高离地表的距离较大时，可设置70～100cm的保护桩长，然后上部再用粒状料封顶直到接近地表。
6.4.3其他注意事项
⑴水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥，粗骨料可采用碎石，其粒径分别为5mm至20mm,粉灰煤采用Ⅱ～Ⅲ级粉煤灰。
其配合比应通过室内试验及有关规范确定，坍落度应满足可泵性的要求。
水泥粉煤灰碎石桩混合料坍落度应控制在16～20cm,含气量2%-4%，原材料检验允许偏差如下：
原材料每盘称量的允许偏差、检验数量及检验办法
序号
材料名称
允许偏差
检验数量
检验方法
1
水泥、粉煤灰等干燥状态的掺合料
±2%
每工班检验不少于1次
复称
2
粗、细骨料
±3%
3
水、外加剂
±2%
⑵螺旋钻机及其施工工艺注意以下情况：
1钻机就位，应使钻杆垂直，倾斜度不大于1%；
②钻进成孔，根据地层及试桩情况，在旋转挤入钻进时，必要时注入泥浆护壁；
③泵送混合料及反转提升：
成孔到达设计深度后，开始泵送料，当钻杆芯管充满混合料后，再开始提升钻杆，边提边灌，提升速度易控制在2～3m/min，严禁先提升后泵料。
（表5）
表5：
CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位（纵横向）
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每批检验批不少于5根
测量
2
桩体垂直度
1%
经测量仪器或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50~100cm深后，钢卷尺测量周长，计算桩体直径
4
桩顶高程
±50mm
仪器测量
⑶长杆螺旋钻成桩工艺应控制提钻速度，选择合适的施工顺序，并根据土层情况调整施工工艺，以防提钻过快发生断桩现象。
⑷施工过程中，应控制拔管速度，始终保持均匀一致，并很好地控制留振时间，以免因拌合料产生离析，造成桩体强度不均匀。
⑸当桩顶高程低于施工图标示高程时，如开槽或剔除桩头必须进行补桩，可采用比桩体强度高一等级的混凝土接桩至设计桩顶高程，在施工过程中注意保护好桩间土。
⑹施工操作不当，钻杆进入土层预定高程后，开始泵送拌合料，管内空气从排气阀排除，待钻杆芯管及输送管充满拌合料且呈连续体后，应及时提钻，保证拌合料在一定压力下灌注成桩。
⑺桩体上部存气，为保证桩体因管内空气无法排除而形成空洞，施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞，若发生堵塞应及时采取措施加以清洗。
⑻防止颈缩、断桩的措施。
主要优化拌合料配料，控制最大粒径和大粒径颗粒含量，保证适宜的工作度，采用适宜的拔管速度，在拔管的同时，应采用自动测量装置监控管内拌合料顶面高程的变化，防止管内拌合料随管上浮和空管提拔，导管的内壁应光滑，接头平顺，使用前应进行摩阻测试和灌注模拟实验，长螺旋钻孔成桩法，应保证芯管拌合料充盈度，保持足够的泵压。
⑼堵管。
长螺旋钻孔钻头两边设计有两个钻门，在施工过程中钻门关闭防止钻屑进入钻杆内造成钻杆堵塞。
当泵混凝土时随着泵压增加两钻门打开，由此将混凝土灌入孔内。
一旦提钻时钻门打不开，直接导致钻孔内无混凝土，后果严重。
所以要求每次开钻前后均应检查钻门是否卡死。
如果出现塑性高的粘性土层，则采用钻具回转泵混凝土法，就是在泵混凝土的同时使钻具在提拉下正向回转，使挤压在钻门的泥松动或脱落，从而在泵压下打开钻门。
⑽CFG桩混凝土运输、灌注连续性。
根据我部安排，施工现场到拌合站最远距离12.6km，进入施工现场便道道路宽敞，且进入道路方向较多，混凝土由DK413+300左侧30米处拌和站统一搅拌而成，拌合站配备20台10m3混凝土罐车，每车混凝土灌注CFG桩约1.5根，根据现场施工条件合理配备运输车辆的数量，控制发车时间，做到现场既不压车又能保证混凝土的连续供应，确保在运输时间上控制好混凝土的质量。
混凝土运输质量控制措施：
①混凝土在搅拌运输前，必须将罐车罐体内的剩余水倒净。
②运输过程中确保罐体持续慢速运转，保证混凝土的和易性。
③根据气温及混凝土性质的不同，合理控制入泵时间。
④混凝土在运输及浇筑过程中严禁随意加水。
6.5CFG桩检验
施工结束，需对CFG桩进行复合地基检测。
施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高、褥垫层厚度及其质量、夯填度和桩体试块抗压强度等，通常用单桩静载试验来测定桩的承载力，也可以判断是否发生断桩等缺陷。
静载试验要求达到桩的极限承载力。
CFG桩的质量检验应满足《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106）、《高速铁路路基施工质量验收标准》（TB10751）等相关规定。
CFG桩数量、布桩形式应符合设计要求。
检验数量：
施工单位、监理单位全部检查
检验方法：
观测、现场清点
CFG桩施工过程中，应记录施工设备贯入地层的反应，核查地质资料，桩底应置于设计桩底地层中。
检验数量：
施工单位全部检查，监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。
检验方法：
设备贯入地层过程中，记录电流表或其它能反映贯入阻力的仪表读数和对应地层标高，每贯入1m检查仪表突然变化时的记录。
每根桩的投料量不应少于设计灌注量。
检验数量：
施工单位全部检验，监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。
检验方法：
料斗现场计量或混凝土泵自动记录。
螺杆桩顶浮浆应清楚干净，直至露出新鲜混凝土面，清楚浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。
检验数量：
施工前测量钻杆长度，施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查清理浮浆，计算出装的有效长度。
桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度
检验数量：
无损检测数为总桩数的10%，且不少于3根，取芯检验数为总桩数的0.2%，且不少于3根，监理单位全部见证检验。
检验方法：
采用成桩7天后低应变无损检测和有疑问时成桩28天后钻孔取芯方法检查。
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）规定：
水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时，根据单桩承载力推算CFG桩和桩间土的符合地基承载力，荷载试验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束28d后进行。
检验数量：
试验数量为桩数的0.2%，且每个单位工程的试验数量不应少于3根。
检验方法：
选择试验点时应本着随机分布的原则进行，最大加载为桩基设计承载力的2倍，达到设计要求地基承载力为合格。
表6：
CFG桩验收标准
项目
序号
检查项目
允许偏差值或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
原材料
设计要求
查产品合格证书或抽样送检
2
桩径
mm
-20
用钢尺量或计算填料量
3
桩身强度
设计要求
检查28d试块强度
4
地基承载力
设计要求
按规定的办法
一般项目
1
桩身完整性
按桩基检测技术规范
按桩基检测技术规范
2
桩位偏差
50mm
测量仪器检测
3
桩垂直度
%
≤1
用经纬仪测桩管
4
桩长
设计要求
测桩管长度或垂球测孔深
注：
桩径容许偏差负值是指个别断面。
6.6施工验收
CFG桩复合地基验收时应提交以下资料表：
⑴桩位测量放线图（包括桩位编号）；
⑵材料检验及混合料试块试验报告书；
⑶竣工平面图；
⑷CFG桩施工原始记录；
⑸设计变更通知书及事故处理记录；
⑹复合地基静载试验检测报告；
⑺施工技术措施。
七、质量保证措施
为使工程保质保量按期完工，我方严格抓好工程施工的各个环节，严格按《高速铁路路基工程施工技术规程》、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》进行施工，质量保证体系图：
质量管理目标
质量保证工作计划
质量保证工作体系
产品形成过程的质量控制体系
思想工作体系
组织保证体系
对设计图纸的质量审核
↓
施工准备阶段质量控制
↓
材料、机具的质量控制
↓
施工工艺的质量控制
↓
使用过程的质量控制
施工作业标准化
计量工作
质量管理信息系统
贯标办公室
质量检验工程师
施工队
质检员
质量第一
用户至上
质量是企业的生命
工班长
质量管理部
质量保证体系图
1、建立全面质量管理体系，设专职质检工程师。
2、实行工程质量终身负责制。
施工负责人、技术负责人、安质负责人、材料负责人签订质量终身负责责任状，确保质量控制得到层层落实，质量自控体系图：
质量自控体系图
3、实行质量工作一票否决制，强化质量意识，深入贯彻落实“百年大计，质量第一”的方针，把创优工作贯穿到施工生产的全过程，以保证和提高工程质量为主线，全面组织优质生产。
4、严格执行施工图纸、技术交底、施工测量复核制度。
技术交底的同时，对施工人员做到交施工方法、交质量标准和施工技术措施。
5、加强对原材料的检验和控制标准要求。
6、坚持项目分部、架子队管理人员跟班作业制度。
7、认真收集、保管各种原始资料、施工记录和人员证件，认真填写施工日志。
每天施工的桩位必须及时统计，并做出形象进度表，确保施工过程不漏桩。
八、安全保证措施
1、认真贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针，以“安全为了生产、生产必须安全”为指导，严格按照安全技术操作规程和安全技术实施细则组织施工。
2、成立以项目经理为首的安全生产领导组，自上而下形成安全生产监督、保证体系，对施工生产实施全过程安全监控，对施工生产全过程的安全负全面责任。
3、严格执行国家、铁路总公司关于安全生产的规定，健全制度，完善措施，确保施工区域内人员和设施的安全。
4、严格遵守《铁路建设安全管理办法》，实行安全生产检查制度，实行安全生产红、黄牌警示制度和安全生产一票否决制度。
专职安检工程师和安全员负责日常安全检查，充分发挥监督检查作用，防止潜在的不安全因素，发现问题及时处理，堵塞漏洞，消除隐患。
5、开展安全教育，认真学习有关施工安全规则和安全技术操作规程，提高全员安全生产意识。
6、特殊工种进行岗前培训，持证上岗。
7、施工前，必须对施工现场的地下管线进行调查，若有地下管线时需与有关单位联系处理，本着先处理后施工的原则，严禁在未处理的情况进行盲目施工。
8、桩机的井架离高压线的距离应符合安全规定，并做好防雷击措施。
9、进入施工现场的全体人员，要熟知本工种的安全技术操作规程，在
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