CFG桩施工方案.docx
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CFG桩施工方案
昆明市轨道交通首期工程大梨园车辆段
与综合地基±0.00以下工程
CFG桩施工方案
建设单位：
昆明轨道交通有限公司
设计单位：
中铁第四勘察设计院集团有限公司
监理单位：
广东铁路建设监理有限公司
施工单位：
中铁十六局集团有限公司
编制：
审核：
审批：
日期：
年月日
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
2.1工程概况1
2.2工程地质概况1
2.2.1地形地貌1
2.2.2地层岩性1
2.2.3水文地质2
2.2.4特殊地质、不良地质：
2
2.1.设计范围及材料要求2
2.3CFG桩加固范围布置图（详见附图）3
2.4主要工程数量表3
三、施工总体部署3
3.1施工总体部署3
3.2机具材料及劳动力准备情况3
3.3现场准备4
3.4施工进度计划4
四、施工组织机构及人员配置4
五、施工工艺流程及施工方法5
5.1施工工艺流程5
5.2施工方法6
5.2.1施工准备6
5.2.2钻机就位7
5.2.3钻进至设计标高7
5.2.4混合料拌和、灌注7
5.2.5清土、截除保护桩7
5.2.6质量检测8
5.2.7一般注浆孔钻进与注浆8
5.2.8质量检验8
六、质量保证措施8
6.1施工注意事项8
6.1.1图纸审核8
6.1.2工艺措施8
6.1.3技术交底9
6.1.4测量放样9
6.1.5材料试验9
6.1.6隐蔽工程的检查签证9
6.2质量问题的预防措施9
6.2.1堵管9
6.2.2窜孔10
6.2.3桩体上部存气10
6.2.4先提钻后泵料11
七、安全与文明施工11
八、环境保护措施12
九、水土保持措施12
一、编制依据
1.《昆明轨道工程大梨园车辆段施工图纸》
2.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
3.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
4.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
二、工程概况
2.1工程概况
CFG桩施工主要是在车辆段联合库、运用库、调机工程库范围内进行依次施工，采用2.0×2.0m方形布置，桩长按以下原则双控：
深入到岩基以上，深入地基面以下6m，取以上两个桩长值较小的一个作为钻孔深度的控制值，淤泥区域内按照设计要求进行加密，桩长为8m。
2.2工程地质概况
2.2.1地形地貌
拟建场地位于滇池断陷盆地南东部边缘地带，位于丘坡及丘间谷地，场地两侧为坡洪积地貌，地形平坦、种有疏菜及花卉，中间为剥蚀残丘，相对高差：
25.00m，自然坡度10～20°，现部分被开采，且开采后又进行了重新回填,场地的西南侧正在施工呈贡新城月马路，北东侧为龙潭路，交通较便利。
地面高程为1930.44～1952.87m，相对高差约22.42m，北东侧约1Km处为关山水库。
2.2.2地层岩性
各地基土层的工程特性及岩土层按成因可划分为：
人工填土层（
）层号为
（1）、第四系全新统坡积残积（
）层,层号为（3）、二迭系下统栖霞组灰岩段（
）层,层号为（9）等。
按地层层序，由上至下、由新至老分述如下：
（1）人工填土层（
）
素填土
（1）:
各钻孔均揭露该层，主要分布于表层，层厚1.00～17.30m。
为人工堆填而成，主要由粘性土及碎石组成，稍压实。
属Ⅰ级松土,部分为属Ⅱ级普通土。
（2）第四系全新统残积坡积相沉积层（
）：
该层主要由粘土（3）2-2及红粘土（3）4-2组成：
粘土、粉质粘土（3）2-2：
褐黄色，可塑～硬塑，以粘粒为主，粉粒次之，土质均匀，粘性好。
干强度及韧性高。
部分地段含碎石，碎石含量约10～20%，碎石成分为砂岩，属Ⅱ级普通土。
中等压缩性。
红粘土（3）4-2：
褐红色、褐黄色，可塑～硬塑，以粘粒为主，粉粒次之，土质均匀，粘性好。
干强度及韧性高。
部分地段含碎石，碎石含量约10～20%，碎石成分为灰岩，属Ⅱ级普通土。
中等压缩性。
（3）二迭系上统峨嵋山玄武岩组（
）及下统栖霞组灰岩段（
）
该层由强风化玄武质凝灰岩（6）2-1、破碎中风化灰岩（6）3-1层，中风化灰岩（6）3层等组成。
灰白色，隐晶质结构，层状构造，地层产状为115°<36°（附近开挖断面实测），各层特征分述如下：
（6）2-1层：
强风化玄武质凝灰岩：
灰黑色，灰色，灰绿色，原岩结构清晰，裂隙很发育，岩体碎破，岩芯呈碎块状,块径一般2～3cm，部分为角砾岩，角砾呈次棱角状，砾径为1～5cm.岩质较硬。
岩体质量等级为Ⅴ，按土石可挖性分级属Ⅳ级软岩。
（6）3-1层：
破碎中风化灰岩：
灰白色，溶蚀裂隙发育，局部发育有溶沟、溶槽，粘性土充填，岩体极破碎，岩芯呈块状、碎块状，块径2～5cm，局部可见角砾状。
岩体质量等级为Ⅳ～Ⅴ，按土石可挖性分级为Ⅳ。
（6）3层：
中风化灰岩：
灰白色，裂隙发育~较发育，裂隙红褐色铁锰质、泥质充填，局部可见溶蚀现象，岩芯以柱状为主，部分呈块状，岩体质量等级为Ⅲ～Ⅳ，按土石可挖性分级属Ⅴ级次坚石。
2.2.3水文地质
地表水欠发育，场区地下水主要为孔隙潜水及岩溶水：
第四系粉质黏土成分以黏粒为主，透水性及富水性差，为相对隔水层,下伏灰岩；溶蚀发育，地下水活动痕迹明显。
据区域地质资料，其富水性较强。
勘察期间测得地下，水稳定水位埋深1.60～33.00m，相应标高1921.61～1920.13m，地下水主要靠大气降雨及侧向径流补给。
场区地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。
2.2.4特殊地质、不良地质：
测区内岩溶发育，地震动峰值加速度0.2g。
由于本场地范围岩溶发育，对路基稳定性影响较大，属于不良地质区域。
2.1.设计范围及材料要求
2.2.1设计范围
在车辆段联合库、运用库、调机工程库范围采用2.0×2.0m方形布置CFG桩，CFG桩桩长按以下原则双控：
深入到岩基以上，深入地基面以下6m，取以上两个桩长值较小的一个作为钻孔深度的控制值。
淤泥区域内CFG桩依照设计图纸“钻孔位置详图
（二）”加密，桩长为8m。
2.2.2材料要求
①水泥：
P32.5矿渣硅酸盐水泥。
②石料：
人工级配砂石
2.3CFG桩加固范围布置图（详见附图）
2.4主要工程数量表
表2.4-1主要工程数量表
CFG桩（桩径0.5m）
根
17484
延米
252108
C15混凝土
m³
4196
三、施工总体部署
3.1施工总体部署
库内土方开挖至规定标高，在此工作面上进行CFG桩施工。
计划投入四台CFG钻机，从联合库到调机工程库再到运用库依次进行施工。
CFG强度达到设计要求后，可由专业测试单位进行复合地基载荷试验，试验合格后进行褥垫施工。
CFG施工采取24小时不间断施工，保证施工进度。
3.2机具材料及劳动力准备情况
表3.1-1机具材料及劳动力准备情况表
项目
设备名称
单位
数量
备注
人员
管理人员
人
22
负责现场质量控制、安全与物资保障
专业技工
人
5
负责操作钻机
机械
设备
CFG20型长螺旋钻机
台
4
成孔灌注
HBT60混凝土输送泵
台
4
输送砼
3.3现场准备
施工现场需将原地表清理、整平，场地便于长螺旋钻机就位施工，施工现场临水、临电准备就绪，可以进行施工。
3.4施工进度计划
CFG桩施工计划于2011年3月12日开始至2011年4月20日结束，共计工期40天。
四、施工组织机构及人员配置
项目经理部作为本施工段工程管理的核心机构，设项目经理1名、项目副经理2名、总工1名、技术员4名，配置5个业务管理部门，配置专职的安全、质量检查人员，下设岩溶注浆专业施工队伍。
详见施工组织机构图。
五、施工工艺流程及施工方法
5.1施工工艺流程
5.2施工方法
5.2.1施工准备
（1）路堤地段：
清理表层种植土，平整场地，再铺0.5m的碎石土，做好地表排水系统。
如地表存在斜坡，应尽量开挖或填筑至横断面为水平。
并对地基压实系数进行检测，使压实系数不小于0.95。
路堑地段：
开挖至桩顶设计标高以上不小于0.5m，平整场地，做好临时排水系统。
若同时有岩溶注浆加固措施，应先进行岩溶注浆施工。
同时有多种地基处理措施，应综合考虑，制定整体施工方案。
（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）技术人员按照设计要求进行路基位移和沉降观测的准备工作，布置位移和沉降观测网，埋设相应桩橛，并进行初次测量。
施工期间按设计要求进行位移和沉降观测。
同时在CFG桩施工前做好地质核对工作，地质核对工作采用先导孔法，利用长螺旋钻机沿线路方向至少每25m核对一个断面，每个断面做三个长螺旋钻孔，利用长螺旋提出的芯样核对每个地层，同时要注意是否有软弱层。
若勘探出的持力层标高和设计上相差超过1m或其他异常情况时，将相关资料报设计进行核查处理。
（4）根据设计桩长情况，进场相应匹配的长螺旋钻机。
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、拔管速度等各项工艺参数，并报现场监理审查签认后作为施工依据。
5.2.2钻机就位
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%。
对满堂布桩基础，桩位偏差不大于0.4倍桩径。
对条形基础，桩位偏差不大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位不应大于60mm。
5.2.3钻进至设计标高
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：
（1）钻进电流表达到试验桩取得的到达硬底的试验值。
（2）钻进钻杆摇晃厉害，进尺缓慢。
（3）通过对钻杆取出的芯样进行判别。
5.2.4混合料拌和、灌注
混凝土使用商品混凝土，由混凝土搅拌站统一提供。
混合料塌落度控制在160～200mm，水泥粉煤灰碎石桩检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，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1.2～1.5m/min，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢，施工中应严格按工艺试验确定并经现场监理批准的参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。
5.2.5清土、截除保护桩
钻杆钻进取出芯土在砼强度达到设计强度后用小型挖机装到施工范围外，再装运清走，避免扰动桩间土，同时控制开挖深度，不得超挖。
桩头周边土方采用人工开挖，严禁超挖，保护桩头部分截除采用截桩机切割，严禁使用挖机挖除。
5.2.6质量检测
当钻杆拔出地面，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。
5.2.7一般注浆孔钻进与注浆
先导勘探孔施工完毕后，对一般注浆孔进行钻孔、注浆施工及封孔。
清洗注浆泵、制浆机、储浆灌，移机至下一孔位继续施工。
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。
5.2.8质量检验
5.2.8.1施工质量检验主要应检查施工记录、混合料塌落度、桩数、桩位偏移差、褥垫层厚度、夯填堵和桩体试块抗压强度等。
5.2.8.2水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基荷载试验。
5.2.8.3水泥粉煤灰碎石桩检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并已在施工结束28天后进行。
试验数量为总数的0.5～1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。
5.2.8.4应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。
六、质量保证措施
6.1施工注意事项
6.1.1图纸审核
施工前项目总工组织专业技术人员认真审核设计文件和施工图纸，切实领会设计意图，对施工区域内的地质、气象、水文认真进行调查，对水、路、电等的使用进行周密部署，详尽地编制实施性施工组织设计，未经项目总工审核并签字的工程施工图纸不得使用。
6.1.2工艺措施
根据现场施工情况按规范要求施工，为了消除相邻砼桩施工间的相互影响，致使桩身砼下沉较大，拟采用拉开桩间距跳打的施工工艺。
6.1.3技术交底
技术人员对施工参数进行技术交底，各施工队无技术交底的工程项目不得施工。
保证技术交底的贯彻落实，技术人员应对作业人员进行施工前技术培训，从原材料使用、加工、各工序的质量标准、注意事项都要进行详尽讲解，使每个参加施工的人员对设计要求、《规范》标准、操作要领做到心中有数，避免作业中的盲目性与随意性。
6.1.4测量放样
拿到设计图纸后，及时对轴线、方向控制桩、水准点进行复测，做好记录，保留原始数据固桩工作，其复测精度要达到技术规范规定的要求，按规定分类存档。
施工放样所用控制点应定期检测，确保轴线、水平标高的准确性及各部位几何尺寸在允许误差之内。
6.1.5材料试验
现行见证取样制度对进场的材料进行送样试验配比工作。
做到：
材料有试验，试验有报告，配料有试件，施工有控制，材料有分析，未经试验合格的材料不允许进场和使用。
采用商品砼，按规范规定提供相关试验资料。
6.1.6隐蔽工程的检查签证
隐蔽工程施工时，在自检合格的基础上，必须经监理工程师检查签证后，方可进行下根桩的施工。
并在施工中及时收集各种资料，分析整理为下一步施工提供可靠的技术数据；
6.2质量问题的预防措施
6.2.1堵管
堵管是长螺旋钻管泵内压CFG桩工艺常遇到的主要问题之一。
它直接影响CFG桩的施工工艺效率，增加劳动强度，还会造成材料浪费。
特别是故障排除不畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或者结硬，增加了再次堵管的机率，给施工带来很多困难。
产生堵管，主要是由以下几方面因素造成：
①混合料配合比不当：
当混合料中的粉煤灰用量较少时，其和易性受到影响，容易产生堵管。
因此混合料配合比要注意粉煤灰的掺入量，一般宜控制在60~80kg/m³.
②搅拌质量缺陷：
在CFG桩施工过程中，混合料是圆柱体形状借助水和水泥砂浆层滑润与管壁分离后通过管线，如果搅拌的混合坍落度太大，容易在泵压作业下沁水，产生离析，水份先流动，剩下骨料与砂浆分离，产生较大摩擦力而导致堵管。
当然如果坍落度过小，会使混合料流动性变差，也会导致堵管，因此施工坍落度宜控制在160~200mm，必要时可加入适量泵送剂。
另外，为了防止较大的石块和片石漏入混凝土泵的储料斗，而导致堵管，应控制好过滤栅的尺寸。
③设备缺陷：
螺旋钻管内泵压CFG桩施工中，其钻头、输送管、弯头都可能导致堵管。
首先，无论柔性还是刚性输送管，施工结束后都应认真清洗，否则混合料会结成硬块而造成堵管；其次，弯头曲率半径不合理，弯头与钻杆垂直连接、混合料流动阻力过大也会发生堵管。
管接头不牢固、垫圈破损也会导致水泥砂浆流失，产生堵管。
施工中应对施工设备的使用进行细致的观察和调查。
④施工不当：
当钻至设计深度后，即可泵入混合料，待芯管及输送管都充满混合料后及时提钻，保证对混合料在一定压力下灌注成桩。
如果提钻不及时，在泵送压力下，钻头处水泥浆被挤出，钻头阀门处混合料干硬少浆或结成塞体，便会产生堵管。
6.2.2窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中施工时，随着钻杆的钻进，会发现相邻的已施工但尚未硬结桩的桩顶突然大幅度下沉，当新桩泵入混合料时，相邻桩桩顶又开始回升，当泵入足够多的混合料后，其桩顶恢复至原标高，这种现象叫窜孔
大量工程实践证明，当被加固土层中有饱和粉土、粉细土、粉细砂时，钻杆钻进中叶片剪切作用会对土体产生扰动，当扰动能量积累至足以使土体液化时，就会产生窜孔。
为了防止窜孔，应注意采取以下措施：
①对有窜孔可能的被加固地基尽量采取大桩距的方案，以减少对已打桩的剪切扰动。
②选用适当高钻头，提高钻进速度。
③减少在窜孔区域打桩推进排数，尽快离开已打桩，减少对已打桩扰动能量的积累。
④必要时可采用隔排跳打法。
但应注意及时清除排出的弃土，否则会影响施工速度。
发生窜孔后应采取以下措施：
提钻灌注混合料至发生窜孔土层时，停止提钻，连续泵送混合料直到窜孔桩混合料液面上升至原位为止。
6.2.3桩体上部存气
在截桩头时，发现个别桩桩顶部存有空间不大的空心，其主要原因是施工过程中，排气阀不能正常工作所致。
钻杆成孔钻进时，管内充满空气，钻孔到预定标高开始泵入混合料，如果排气阀被混合料浆液堵塞，不能正常工作，钻杆内气体无法顺利排出，就会导致桩体存气形成孔洞。
施工中必须保证排气阀正常工作，应经常检查排气阀是否发生堵塞，发现堵塞及时清洗。
6.2.4先提钻后泵料
在某些情况下，当桩端达到设计标高后，为了便于打开阀门，施工人员常将钻杆提拔30cm然后泵送混合料。
这种操作一是可能使钻头上的泥土回落，致使桩端混合料加泥，降低长螺旋钻孔灌注桩承载力。
为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。
七、安全与文明施工
7.1开工前组织职工进行安全教育，制定具体安全要求，做好安全活动记录。
7.2工地安全员必须经常巡查工地，发现安全隐患及时制止、解决。
7.3所有操作人员必须遵守安全生产规程、持证上岗，无证人员不得单独操作机械设备。
7.4所有设备使用前，应进行检查，合格后方可使用。
7.5施工现场悬挂醒目的安全标语及安全标志牌，危险部位要设警告、警示标志并有专人负责。
7.6现场所用上下水管道、电气线路、材料堆放、临时设施的平面布置，都必须符合安全、卫生、防火的要求，并加强管理，做到安全生产和文明施工。
7.7工地用电应符合《电气安装安全操作规程》。
各种电气设备，电动工具等，线路，绝缘要良好，接“三相五线”时，须采用重复接地，现场电气设备和线路的安装，必须是持有操作证的电工（两人以上）负责安装。
严禁电线拖地使用。
7.8现场的施工用电，临时用电的供电线路敷设要整齐，固定要可靠、无乱拉、乱扯现象，任何人不准私自接电。
7.9配电箱符合统一的标准要求，箱内零件齐全，并符合规范，胶盖闸只作断路开关使用，不得加熔丝。
碰插保险内保险丝的规格符合要求，严禁用铜、铝、铁丝代替保险丝，箱内漏电保护器灵敏、有效，无带电裸露线，无杂物，箱门要有锁，防雨措施良好。
7.10施工现场严禁使用明火，夜间施工要有足够的照明。
7.11工序作业完成后，须做到工完场地清，现场产生的废碴、废水、废油应集中统一处理，不得随意排放污染环境。
八、环境保护措施
8.1严禁在施工现场焚烧废弃物和会产生有害有毒气体、烟尘、臭气的物品。
8.2施工过程中严禁将含有污染的物质或可见悬浮物的水排入河渠、水道。
所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。
8.3选择性能优良、噪音小的施工机械，对本工程使用的钻机、注浆机等机械要进行定期保养维护，以减少因机械故障产生的附加噪声与振动。
九、水土保持措施
9.1严格组织施工管理，开展文明施工，创标准化施工现场。
施工前做到全员教育，全面规划，合理布局。
定期检查、监督本施工地段的各项水土保持工作的落实。
9.2、建立健全水土保持体系，坚持“预防为主，综合防治，全面规划”原则，抓住本工程水土保持工作重点，有针对性地采取措施，确保水源、植被不被污染和破坏。
9.3、施工前对沿线水文、地质、植被情况进行调查，研究制定出可行的水土保持方案以及详细的水土保持施工措施。
9.4、加强施工机械管理，注重日常保养，防止油品存放和机械在使用、维修、停放时油料泄漏、渗漏，污染水体。
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