路基CFG桩及预压方案.docx
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路基CFG桩及预压方案
北京至石家庄客运专线新建铁路工程
路基地基处理施工方案
第一章编制依据
1.1北京至石家庄客运专线新建铁路工程DK277+431.000～DK278+000.000施工图（铁道第三勘察设计院集团有限公司，二○一○年五月）；
1.2北京至石家庄客运专线新建铁路工程个别路基通用图
1.3《新建京石客运专线石家庄隧道工程实施性施工组织设计》；
1.4国家和铁道部现行相关施工规范、规程及验收标准。
1.5石家庄六线隧道路基段周边环境及所处的地理位置；
1.6我公司现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力；
1.7我集团公司承建的类似工程的施工经验。
第二章编制原则
2.1坚持可行、有效、经济的施工原则。
2.2以优质、高效、安全、低耗为施工目标。
2.3突出使用新材料、新技术，充分体现施工技术水平和机械化施工，提高施工进度，保证施工安全。
2.4确保既有线运营安全。
第三章工程概况
3.1工程地理位置
本工程位于石家庄市桥东区既有京广铁路线东侧，石纺路框构和石家庄隧道之间，线路以挖方通过，地形平坦、开阔，东侧为民房及荒地。
3.2工程概况
3.2.1地基处理形式
路基段施工里程为DK277+500～DK278+000，全段为挖方路基。
基底采用CFG桩+堆载预压的方式进行处理。
其中CFG桩全段施工，堆载预压只在DK277+500～DK277+670段施工，其余段落不预压。
3.2.2设计参数
地基加固深度为9.4～16.8m，加固至粉质粘土土层以下。
CFG桩呈正方形布置，桩间距1.6m，桩径0.5m。
桩顶设C25钢筋混凝土桩帽，桩帽尺寸1m×1m×0.3m，帽间回填碎石并压实，帽顶铺设0.5m厚碎石垫层，垫层内夹铺两层双向100kN/m土工格栅。
预压土堆载高度3m，路基基坑全断面预压。
CFG加固断面如图3-1所示。
3.2.3地上、地下管线
DK277+500～+800基坑范围内有一条光缆，基坑开挖前改移。
3.3工程的地质、水文情况
⑴工程地质
从地表开始，路基段地层情况为：
填筑土，灰褐色，密实，稍湿，含煤渣、砖块，厚0～3m；新黄土，褐黄色，硬塑，厚2～5m；粉砂，黄褐色，中密，稍湿，厚4～8m；中砂，黄褐色，中密，稍湿，厚4～6m；粉质黏土，黄褐色，软塑，厚0～6m；中砂，黄褐色，密实，稍湿，厚3～6m；粗圆砾土，黄褐色，中密～密实，潮湿，厚度大于10m。
基底以下主要为砂类土及粉质粘土。
⑵水文地质条件
路基经过地段无河流分布。
地下水主要为第四系孔隙潜水，含水层为砂、卵石层，主要由大气降水补给。
地下水水位埋深45～50m，均位于基底以下，不需排水。
第四章施工准备
4.1路基段周边排水和防护
路基土方开挖施工前，在路基坡顶修筑排截水沟，有效排出地面雨水及施工用水向坑内排流，防洪材料及设备完善。
路基周边1.2m高防护栏杆施工完毕，并应牢固，经验收合格。
4.2其它施工准备
相关应急预案完善，并经过实际演练，经监理单位批准。
⑵机械设备及材料准备、报验完善。
⑶人员到位并已培训完毕；
⑷施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，试桩数量2根。
第五章施工方案
5.1施工顺序
地基处理由南北向中间施工，尽快为DK277+500～DK277+675段提供堆载预压条件；
5.2施工方法及机械
CFG桩采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工，混合料由拌合站生产后运输至现场，小型挖掘机开挖桩间土，采用静压法施工褥垫层。
第六章施工工艺及验收标准
6.1CFG桩施工
根据现场条件和工程地质，采用长螺旋钻机成孔，搅拌站统一拌料，管内泵送混合料灌注成桩。
施工工艺流程如图6-1所示。
6.1.1施工准备
⑴进行地质资料、施工图纸准备及熟悉；
⑵排除或处理施工场地范围内的地面、地下障碍物，场地平整，对影响施工机械运行的松软场地已进行适当处理，并有排水措施；
⑶接通施工现场用水、电；
⑷设置测量基准线、水准基点，并妥加保护；
⑸施工前场地整平标高=设计桩顶标高+0.5cm。
6.1.2定测桩位
施工前利用全站仪和尺子根据设计桩位图测定桩位，并作好标记。
6.1.3钻机就位
⑴保持平整、稳固，在机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。
⑵下放钻杆，使钻头对准桩位点，调整钻杆垂直度，然后启动钻机钻孔，达到设计深度后空转清土，在灌注前不得提
钻。
6.1.4混合料搅拌
混合料由搅拌站供应，按试验配合比搅拌混凝土，上料顺序为：
先装碎石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂搅拌均匀。
每盘料搅拌时间不小于60s。
混凝土坍落度控制在160～200mm。
要优化粗骨料级配，大坍落度砼一般用0.5～1.5cm碎石，碎石粒径最大不得超过2.5cm，并尽量不要加大砂率。
在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌筒备好熟料。
6.1.5钻进成孔
关闭钻头阀门，移动钻杆至钻头触及地面，启动马达先慢后快钻进，减少钻杆摇晃，检查钻孔的偏差。
在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，可放慢进尺，避免导致桩孔偏斜、移位，甚至使钻杆、钻具损坏。
CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法如下表6.1所示。
表6.1CFG桩检验规定
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，且每检验批不少于5根。
全站仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
全站仪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，钢尺丈量
6.1.6拔管及灌注
成孔到达设计桩底，停止钻进。
先将钻杆预提200mm左右，然后启动高压泵灌注混合料。
当钻杆芯充满混凝土后开始拔管，不可先拔管后泵料。
边灌注边提钻杆，提升速度要与泵送速度相匹配，拔管速度控制在2～3m/min，确保中心管内有0.1m3以上的混凝土，灌注时根据泵送量及时调整提速，直至成桩。
成桩过程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避开饱和砂土、粉土层停机。
灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。
6.1.7移机
一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩施工。
6.1.8CFG桩施工注意事项
⑴施工前应进行成桩试验，试验桩一般不少于2根，通过试验确定制桩工艺，并确定钻孔速度、桩管提升高度和速度等各种施工参数。
⑵施工时，要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、混凝土灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度等施工参数进行施工，以确保螺旋桩桩身的混凝土均匀性和连续性。
⑶在粘土层中钻孔时要加快进展速度，以防螺旋钻的离心作
用在钻孔壁上造成泥皮而降低桩摩阻力。
⑷施工顺序从两侧开始，逐渐向中间推进，或由外向内环绕钻孔。
相邻两桩必须跳跃钻孔。
⑸应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，桩位、桩径、桩身垂直度偏差应满足设计、现行规范及验收标准要求。
⑹尽量选用60泵施工，以增强泵送时孔内压力，加大砼的充盈性。
⑺桩体施工完毕后应将顶部预留的松散桩体凿除，螺旋桩全部完成经检验合格后方可铺设砂砾石垫层和土工格栅，并用重型压路机静压将砂砾垫层碾压密实。
当桩体混凝土不够密实，应采取补强措施。
⑻为保证桩头质量，砼灌注时应比设计桩顶标高多灌注50cm。
6.1.9检查验收
⑴CFG桩混合料坍落度按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。
检验数量：
每台班抽样检验3次。
检验方法：
现场坍落度试验。
⑵CFG桩混合料强度应符合设计要求。
检验数量：
每台班均须制作一组混合料（3块）检查试件。
检验方法：
进行28天标准养护试件抗压强度检验。
⑶CFG桩的数量、布桩形式应符合设计。
检验数量：
全部检验。
检验方法：
观察，现场清点。
⑷每根桩的投料量不得少于设计灌注量
检验数量：
每根桩检验。
检验方法：
料斗现场计量或混凝土泵自动记录。
⑸CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜的混凝土面。
清除浮浆后桩的有效长度满足设计要求。
检验数量：
每根桩检验。
检验方法：
施工前测量钻杆长度，施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查并清理浮浆，计算出桩的有效长度。
⑹CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。
检验数量：
检验总桩数的10%。
检验方法：
低应变检测。
⑺成桩28天后及时进行单桩承载力和复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。
检验数量：
总桩数的2‰，复合地基承载力及单桩承载力各1‰。
检验方法：
平板载荷试验。
6.2桩帽施工
CFG桩检测合格后即可施作桩帽，桩帽施工的工艺流程为：
基面处理及桩头破除→钢筋绑扎→支立模板→砼浇筑
6.2.1基面处理及桩头破除
人工开挖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。
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。
6.2.2钢筋绑扎
桩帽钢筋简单、轻便，可于地表成批加工后吊入基坑直接使用。
桩帽钢筋图如下图6-2所示。
图6-2桩帽钢筋断面图
钢筋施工允许偏差如下表6.2所示.
表6.2钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法
序号
名称
允许偏差（mm）
检验方法
1
受力钢筋排距
±5
尺量两端、中间各一处
2
同一排中受
力钢筋间距
基础、板、墙
±20
柱、梁
±10
3
分布钢筋间距
±20
尺量连续3处
4
箍筋间距
绑扎骨架
±20
焊接骨架
±10
5
弯起点位置（加工偏差±20mm包括在内）
30
尺量
6
钢筋保护层厚度c
c≥35mm
＋10
－5
尺量两端、中间各2处
25＜c＜35mm
＋5
－2
c≤25mm
＋3
－1
6.2.3支立模板
桩帽模板采用定型模板，加工尺寸1m×1m×0.3m，使用时埋入基底，简易固定。
桩帽质量控制如下表6.3所示。
表6.3桩帽施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
桩顶标高
±20mm
2
平面尺寸
±30mm
3
厚度
＋30mm,－20mm
4
中心位置
15mm
6.2.4砼浇筑
砼由搅拌站生产，罐车直接运至基坑，采用皮桶倒入模板，振动棒振捣均匀。
6.2.5桩帽施工注意事项
严禁使用大型机械开挖桩间土方，破除桩头混凝土。
严格按照设计尺寸施工。
桩头破除时，以凿出新鲜砼面为止，若达到标准后桩头标高低于设计值，需严格按照设计图纸要求补桩。
桩帽为路基与CFG桩之间重要的传力结构，施工时要严格控制钢筋、砼及振捣质量。
桩帽间需采用碎石填充，填充过程中严禁破坏桩帽，须采用轻型机械回填。
6.2碎石垫层施工
6.2.1碎石垫层施工工艺
CFG桩达到28d强度后即可开始施工碎石垫层。
碎石垫层厚0.5m，垫层内夹铺两层双向100kN/m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。
垫层铺设采用静力压实法，当基础底面桩间土的含水量较少时，可采用动力压实法。
垫层内铺设双层土工格栅时，先铺设0.1m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。
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方格栅。
6.2.2施工质量要求
（1）碎石垫层压实须达到规范要求标准，压实标准n≤28%,k≥0.95，EVD≥40MPa。
（2）土工合成材料应从正规厂家采购，严禁代购，进场后应进行严格的质量检验，满足设计要求后方可使用。
（3）其余要求见表6.4。
表6.4碎石垫层允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
铺设范围
不小于设计值
2
厚度
不小于设计值
3
桩顶标高
＋50mm,－20mm
4
横坡
±0.5%
6.3堆载预压施工工艺
基底碎石垫层施工完成后，基床表层填筑前，于DK277+500～＋670段碎石垫层顶面铺一层土工布后全断面填筑预压土，预压土高度3.0m，预压土卸载时间以沉降观测数据评估满足工后沉降要求为准；DK277+670～DK278+000段不采用堆载预压。
6.3.1堆载预压施工工艺
预压土施工工艺顺序为：
铺设土工布→分层填筑预压土→放置并观测→合格后卸载。
在路基基床底层填筑碾压合格后预压土填筑施工前，于堆载预压土方的底面铺设一土工布层，以防止预压土对基床底层造成污染，同时也为预压期满后的卸载提供分界依据，防止卸载时扰动基床底层结构，保证路基的整体性和稳固性。
土工布铺设时按照规范规定的宽度进行搭接，两侧折回的宽度不小于规范要求的宽度。
预压土按照设计的宽度、高度分层进行填筑，并保证其顶面良好的横向排水坡度。
填筑时采用挖掘机或装载机装土，自卸汽车运输，推土机摊铺，人工整平，压路机静压，边堆土边摊平，严格控制加载速率，堆载过程中进行沉降观测并保护好沉降观测设施，同时根据沉降观测数据及时调整加载速率。
堆载完成后的预压期内按照设计要求的频度进行沉降监测。
当堆载预压时间达到设计要求后，根据观测资料，分析确定卸载时间。
堆载预压完成达到沉降控制要求后，清除预压土及土工布。
卸载时用装载机装土，自卸汽车运输至弃土场，机械施工时预留30cm厚度人工清理，以防污染基床底层和破坏基床底层整体性及稳固性，最后清理土工布。
6.3.2施工注意事项
（1）当堆载预压时间达到工后沉降要求后，应根据观测资料和工后沉降推算结果，由建设单位组织设计、监理、施工单位共同研究确定卸载时间。
（2）沉降观测过程中保护好沉降观测设施，当有损坏时应及时恢复。
（3）预压土填筑过程中，第一层土应采用轻型机械摊铺后压实，防止压破土工布，污染基床底层顶面。
（4）卸载应分层进行，卸载过程中不得污染已施工完成的路基。
第七章施工安全措施及文明施工保证措施
7.1临边防护与攀爬设施
为保证施工安全，预防高空坠落事件的发生，路基开挖施工过程中要做好临边防护工作，在路基周围设置φ48钢管栏杆，防护栏杆由上、下两栏杆和栏杆柱组成，上杆离地1.2m，下杆离地0.6m，用直角扣件扣接再栏杆杆柱上，栏杆柱高1.2m，间距2m，距离路基边缘0.5m，其根部与固定再临时便道上的两根φ18钢筋焊接（φ18钢筋插入C20临时便道20cm），钢筋栏杆由上而下用安全网封闭。
开挖施工期间，利用开挖马道上下路基，若马道不能满足通行，在开挖点设置钢便梯供人员上下路基用。
钢便梯以φ48*3.5钢管为梯梁，其上焊接两道φ20钢筋作支撑，再往上焊接5mm防滑钢板，钢便梯宽800mm，步阶高300mm，宽300mm，安装倾斜角度60度，钢步梯两侧、底部满挂密目式安全网。
开挖深度加大时，钢便梯在围檩间作“之”字形架设，其两端支撑在φ48*3.5钢管三角架上，三角架与锚固再钻孔灌注桩上的刚性连接件通过扣件连接牢固。
另外，再便梯转弯处搭设1.2*1.6m平台，平台满铺2cm厚木板（或采用钢板），下承φ48*3.5钢管网架，网格尺寸0.3*0.4m。
平台通过拉杆、斜撑与钻孔灌注桩上的锚固连接件连接牢固，并再边缘设置1.2m高的双层钢管脚手架，外侧满挂密目式安全网。
7.2安全防护重点
本工程深路基土方开挖主要将深路基防坍塌、保证既有线安全运营、龙门吊吊装、大型机械翻倒、高处坠落、路基防护和临时用电做为重点进行安全管理，杜绝重大的安全事故和管线破坏事故，人身伤亡事故的发生。
7.3施工安全管理措施
（1）路基周边2米范围内严禁堆放材料及重物，坑边的施工荷载严禁超过设计规定的荷载值。
（2）路基周边和坑内设置排水系统，防止雨水对坑壁冲刷，造成塌方，妥善处理生产、生活、施工用水。
（3）根据土方开挖施工进度设置可靠、数量足够的安全上下通道。
（4）规划和制定施工机械在施工现场的行走路线，开辟适当的工作面，防止因机械行走造成路基围护桩产生过大位移、倾斜。
（5）加强日常的安全检查工作，确保各类安全防护措施的可靠与完好，杜绝各类违章作业现象。
（6）用电设备必须由电工负责安装、维护和管理，严禁非电工人员随意拆改。
（7）加强安全生产管理力度，保证安全技术管理到位，加强安全技术交底的编制和教育，对外施队伍严格进行安全生产管理。
（8）监测数据要及时反馈，尤其是要对既有线加强监测，保证随时掌握路基周边的各项情况，发现问题及时上报并处理。
7.4邻近既有线安全保障措施
（1）邻近既有线一侧施工时，需严格执行《铁路营业线施工安全管理办法》（铁办[2008]190号）、《营业线施工安全管理实施细则》（京铁师[2008]435号）、《关于修订<营业线施工安全管理实施细则>部分条款的通知》（京铁师[2009]298号）、《营业线施工安全管理实施细则补充办法》（京铁师[2010]249号）、《石家庄枢纽改造工程邻近营业线施工安全管理办法》等文件的规定。
（2）邻近既有线一侧施工时，严格执行《六线隧道临近既有线施工方案》中的规定。
（3）施工前应对施工现场进行调查，并与电务、工务、供电、车站等有关单位联系，了解既有设备状况和隐蔽设施的分布情况，并根据现场实际情况制订切实可行、有针对性的对既有和新建设备的保护措施，向全体施工人员进行技术交底。
（4）施工中对各种既有设备设置保护栏，在设备旁设置醒目的防护牌，对特别重要的设备、设施有专人负责看守。
在搬运长大材料经过各种设备、设施时，小心搬运，严禁碰撞、损坏各种既有设备。
（5）施工过程中，作业机械作业场地应平整、坚硬，当场地为软土时，应换填或压实场地，确保机械不倾覆、严禁大型机械在基坑西侧行走，大型机械设置专人防护。
（6）基坑西侧堆放高度不允许超过围墙高度；堆放及覆盖物要压实，防止被大风吹入既有线接触网杆上。
（7）段内设2名防护员，及1名驻站联络员，并配备两名专职安全人员配合。
（8）建立健全班前训话制度，上班前对本工班施工人员进行安全质量教育，提高施工人员的安全意识。
（9）运输车速度不得大于20KM/h,转弯前提前鸣笛示意。
7.4文明施工保证措施
建立以项目经理为首的文明施工组织机构。
建立健全文明施工的各项管理规章制度，确保文明施工现场管理有章可循。
在施工生产和生活中，加强对员工的文明行为教育，做到管理程序化，作业标准化。
科学、合理地组织施工生产，加强现场施工管理，保证现场施工紧张有序地进行，减少对周围环境的影响。
加强对施工人员的文明施工宣传，使广大干部职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映，是安全生产的保证。
合理布置场地，现场标识齐全，做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目、生产环境达到标准作业要求。
设备、机具和材料摆放整齐，提供良好的工作环境。
工程施工前，首先就弃渣场向当地环保部门办理许可手续，在取得许可证后再开始弃渣。
在工地门口处设置洗车槽，弃渣车驶离施工现场前应将车轮冲洗干净，避免影响周边环境卫生。
第八章质量保证措施
实行创优目标管理，强化质量意识，确保工程质量。
认真执行、实施质量保证体系，实行各架子队队长、技术主管质量负责制，施工技术员岗位责任制。
施工前参与本工程施工的现场的施工技术人员、作业队长、班组长直至班组成员进行层层技术交底和质量交底，明确各道工序的施工要领及质量要求。
严格执行材料验收制度和原材料取样封存管理办法，保证各种型钢及砂石料、水泥的质量。
技术资料管理归档必须做到及时、齐全、正确、规范。
严格控制施工精度、安装误差，确保支撑体系的质量和安全。
强路基开挖变形监测，当变形接近警戒值时，根据监测结构调整施工方法或参数。
加强路基开挖变形监测，当变形接近警戒值时，根据监测结构调整施工方法或参数。
机械挖掘至距槽底30cm处停止，剩余土体由人工开挖，严禁超挖扰动原土。
⑽质检员对桩位轴线、桩径、桩垂直度进行复核，确保每根桩位置都符合设计要求。
钻进时随时检查泥浆比重及地层分布情况。
⑾质检员对灌注桩施工的每道工序均认真检核，严格监督施工人员按技术交底要求和施工验收规范进行施工，做好隐蔽工程验收工作。
⑿材料员要严格把好材料关，每批材料进场应有质量保证书或试验报告单，并按规定进行复检，对不符质量要求的材料及时退场，以免错用。
⒀试验员要严格掌握好砼配合比的正确性，按规定做好试块及养护，协同有关单位进行强度检验。
⒁雨季施工详见雨季施工方案。
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