CFG桩试桩总结.docx
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CFG桩试桩总结
1工程概况
路基CFG桩试桩工点里程为：
DK130+713.10～DK130+958.27，工点全长245.71m。
前接东园特大桥，后接甘露特大桥。
该段路基位于岗地区，地面高12.01～22.59m，相对高差10.58m,地势稍有起伏，辟为农田、村舍，周围有公路相通，交通便利。
路基DK130+713.10～DK130+958.27段CFG桩复合地基：
桩身采用碎石、石屑、水泥（粉煤灰）配合而成，桩径0.5m，桩间距1.8～2.0m，正方形布置，总延长米为38356m米，需混凝土7527.4方。
现场选取工艺性试验具体段落为DK130+775～DK130+800，桩径0.5m，桩间距2m，正方形布置，设计桩长19m。
DK130+713.10～DK130+958.27段地层岩性及工程地质特征为：
（2）3，Q4al+pl，粉质黏土，软塑，Ⅱ，σ0=120KPa；
（2）4，Q4al+pl，粉质黏土，硬塑，Ⅲ，σ0=160KPa；
（11）1γ花岗岩，全风化，Ⅲ，σ0=250KPa；
（11）1-1γ花岗岩，全风化（砂土～碎石状），Ⅳ，σ0=280KPa。
地表水不发育，地下水化学环境作用等级H1。
试桩过程时间节点如下：
试桩开始时间为2018年1月30日11：
37，结束时间为2018年1月30日17：
34；桩身检验时间：
2018年2月27日进行28天标准立方体试件抗压强度试验；2018年3月8日进行了低应变检测；2018年3月14日至2018年3月20日进行了单桩静载检测；2018年3月22日至2018年3月24日进行了取芯检测。
2试桩方案
为复核路基DK130+713.10～DK130+958.27段工程地质，研究各地层中长螺杆钻机施工工效，验证长螺杆钻机泵送混合料的成桩方式及提取符合路基DK130+713.10～DK130+958.27段CFG桩的施工质量控制要点、施工参数，项目部开展该段路基CFG桩施工工艺试验。
试桩选择在DK130+794.8断面3根桩进行试桩，其参数为：
单根桩长均为19m，桩径均为0.5m。
1）材料要求
（1）桩体主体材料为碎石，应符合设计级配要求；选用的水泥、粉煤灰及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。
（2）桩身设计采用C20混凝土，CFG试桩混凝土采用经监理单位审批完成的配合比，每方C20混凝土施工配合比为（水泥+粉煤灰）：
砂：
碎石：
减水剂：
水=（243+131）：
778：
1002：
2.99：
172，试桩混凝土由1#拌合站集中拌合。
配合比见附件。
（3）为保证混凝土试块的及时性和真实性，施工现场安排试验员做好混凝土塌落度及试块的准备工作，保证现场混凝土坍落度满足要求及制作混凝土试块1组。
2）人员配置
表2-1施工人员配置
序号
工种
人数
职责
1
副经理
1
负责CFG试桩施工的全面工作。
2
技术员
2
负责CFG桩旁站记录、混凝土灌注记录。
3
测量员
2
负责CFG试桩的测量、放线。
4
领工
1
负责现场施工机械协调。
5
领班
1
负责CFG桩机桩机工作。
6
钻机操作手
1
负责钻机的操作、养护和维修。
7
普工
3
钻机的养护，机管安装，混合料浇筑。
8
切割工
2
负责桩头环切
3）主要机具
本次试桩采用长螺旋管钻机成孔，泵压混凝土成桩，所用机械设备配置如下：
表2-2设备配备一览表
序号
名称
型号
数量
备注
1
长螺旋钻机
CFG-26
1
2
地泵
HBTS80
1
3
罐车
8方
2
4
自卸汽车
/
3
5
自助发电机
250KW
1
6
挖掘机
日立240
1
4）施工工艺
采用长螺旋成孔芯管内泵压混合料成桩，芯管内泵送混合料施工时，单桩混合料控制以记录输送泵的泵送次数来推算单根桩的灌注量。
3施工工艺流程
CFG桩施工工艺流程图如下图3-2。
施工准备：
对所有进场人员进行交底、培训，要求各工序操作人员及现场管理人员熟练掌握水泥粉煤灰碎石桩（CFG）施工相关工序的施工方法及验收标准，并经过考核合格后上岗。
提前对施工场地进行平整、施工用水、用电进行布置，保证在开工前现场满足“三通一平”。
原地面清理：
对施工区域内的管线进行迁改，对影响施工的构造物、生活垃圾、障碍物及表层富含植物根系种植土进行挖除，对于池塘等汇水区域抽水晾干清淤后采用粗粒土分层回填至设计桩顶标高以上30～50cm。
场地周边设置临时排水沟，将水排至附近沟渠。
无法自然排出的地段，每50m设置一个临时集水井，做好临时抽排工作。
测量放样：
先用全站仪放出路基纵、横向控制桩，再根据设计桩间距逐点放出桩位，插设竹签进行标示，桩位间撒白灰连线形成方格网。
在控制桩外侧1米设置保护桩。
图3-1桩位布置
图3-2CFG桩施工工艺流程图
钻机就位：
钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心。
确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%，桩位偏差纵横偏差不大于50mm。
垂直度采用在钻架上挂垂球方法检验，在钻架上刻上明显的对照位置线。
每根桩施工前专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后方可开钻。
图3-3桩机就位图3-4垂直度检测
根据设计桩长，确定钻孔深度并在钻机塔身相应位置每1m贴反光数字标签，作为施工时控制桩长的依据，当动力头底面到达标志时，桩长即满足设计要求。
钻进过程中勤量测钻头尺寸，确保成孔不小于设计尺寸。
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时，启动马达钻进。
先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。
根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计地层，停止钻进。
在钻进时，每米记录一次电流值，当电流突变时记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考。
灌注及拔管：
钻孔至设计地层后，停止钻进，开始混合料灌注，每根桩的投料量不少于设计灌注量。
钻杆芯管充满混合料后开始拔管，在提至桩顶后亦需停置10～30s泵送混凝土，使桩头标高高出设计50cm，保证桩头质量，即可停止灌注，将孔周围的残渣清至指定地点，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。
在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。
灌注时采用静止提拔钻杆，拔管速度控制在2～3m/min。
图3-5钻机钻进
移机：
上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，移位，进行下一根桩的施工。
现场试验：
每盘混合料安排试验人员检测混凝土的坍落度，合格后进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每台班做1组试块，测定其28天抗压强度。
图3-6混凝土灌注
图3-6现场坍落度检测
4试桩过程
1）场地平整
试验地段为农田地段，现场采用挖掘机对DK130+775～130+800段试桩区域进行场地整平，达到设计标高。
试桩区域两侧挖临时排水沟，确保场地无积水。
2）放线：
根据CFG桩试验方案选定的位置，项目部测量队对DK130+794.8处3根试桩放线，测量完成后在桩位处撒石灰标识并在桩心插木条标记，最后对该试桩区域进行了临时封闭。
3）钻进：
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面后，启动马达开始钻进。
钻孔应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。
在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或钻进困难时，应放慢钻进速度，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。
钻芯渣样及地质核查记录表见附件。
4）成孔：
在长螺旋钻机钻杆上每米做标记，以确定进尺深度，CFG桩桩体垂直偏差不超过1%。
施工过程中做了地质核查，并记录了地质变化时电流的变化。
表4-1CFG施工工艺参数
序号
项目名称
施工控制参数
施工参数
1
钻进速度
1～2m/min
粉质粘土1～3m/min，全风化花岗岩1～2m/min
2
混合料坍落度
160～200
160～200
3
拔管速率
2.0～3.0m/min
2.79m/min、2.17m/min、2.44m/min
4
垂直度
1%
1%
5
桩位
50mm
50mm
6
保护桩头
≥50cm
≥50cm
7
终孔电流值
130-170A
130-170A
4）混合料灌注
成孔至设计地层后，电流达到130～170A，瞬间电流突增为170～200A。
通过实测钻杆，结果如下：
45-7#实际成孔为19.5m、45-9#实际成孔为19.5m、45-10#实际成孔为19.5m。
在上述工作完成后开始泵送混合料，当钻杆芯管内充满混合料后开始拔管，采用静止提拔，提拔速度控制在2～3m/min。
成孔至高出设计标高50cm后，提升钻杆，清理孔口余土后至下一试桩。
表4-2CFG桩施工记录
施工日期
里程/桩号
钻孔深度（m）
施工时间
坍落度
地面高程（m）
孔底高程（m）
终孔电流（A）
开始时间
结束时间
2018.1.30
DK130+794.8/45-7
19.5
11:
37
11:
57
190
21.73
2.23
139.6
2018.1.30
DK130+794.8/45-9
19.5
16:
43
17:
02
180
21.73
2.23
144.3
2018.1.30
DK130+794.8/45-10
19.5
17:
14
17:
34
190
21.73
2.23
163.8
表4-3CFG桩单桩设计混凝土量与实际混凝土量对比表
序号
桩号
设计混凝土
实际浇筑混凝土
充盈系数
1
45-7
3.827
3.9
1.02
2
45-9
3.827
3.9
1.02
3
45-10
3.827
4
1.05
5试桩检测
2018年3月4日开始挖出3根CFG试桩并进行切除虚桩头，挖出后技术人员量测桩径，桩径均为0.5m，符合设计、规范要求。
见图5-1.
2018年3月8日安徽中铁工程技术服务有限责任公司对该段3根CFG试桩进行低应变检测，桩身完整，均为Ⅰ类桩；2018年3月14日～2018年3月20对3根CFG试桩进行单桩静载检测，结果符合达到设计承载要求。
检测报告见附件。
图5-1现场桩头直径测量
2018年2月27日由中心试验室对混凝土试块进行强度检测，检测结果符合达到设计强度要求，；2018年3月22日～2018年3月24日对3根CFG桩进行钻孔取芯,检测结果见附件。
低应变检测取芯检测
单桩静载检测
6试桩结论
通过CFG桩工艺性试桩，复核了16#路基工程地质，确定了混凝土拌和料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、长螺旋钻机的终孔电流、单桩充盈系数等各项工艺参数，具体结论如下：
1）每方混合料施工配合比：
（水泥+粉煤灰）：
砂：
碎石：
减水剂：
水=（243+131）：
778：
1002：
2.99：
172。
2）混合料坍落度控制在160～200mm之间，禁止泵送混合料塌落度超标使用。
3）CFG-26型长螺旋钻机钻进速度随地质情况变化，当在粉质黏土底层施工时，钻进速度为1～3.0m/min；当在全风化花岗岩地层施工时，钻进速度为1~2m/min。
4）当电流在130～170A，瞬间电流达170～200A时，长螺旋钻机成孔已进入设计桩底地层。
5）严格控制拔管速率。
拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。
因此，根据现场混合料输送泵的功率，钻机拔管速度控制为2～3m/min。
6）CFG桩的单桩投料量平均在0.202m³/m，大小与钻头的直径，超灌的高度有关。
因此，采用长螺旋钻机成孔及芯管内泵送混合料灌注的方法，适合路基DK130+713.10～DK130+958.27段地层条件，CFG桩成桩质量满足设计及规范要求。
7附件
附件1、混凝土配料通知单
附件2、混凝土设计配合比报验审批表
附件3、CFG桩试桩旁站记录
附件4、静力触探实验报告
附件5、28天标准立方体试件抗压强度报告
附件6、CFG桩试桩低应变检测报告
附件7、CFG试桩单桩竖向抗压静载承载力检测报告
附件8、芯样进行无侧限抗压强度报告
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