CFG桩施工培训教材

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1、CFG桩施工作业指导书中铁十七局局京沪高速铁路TJ-1标项目经理部 2008年3月CFG桩简介CFG(Cement Flyash Grave)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来发展起来的一种新型桩。长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合材料施工方法，具有施工噪音低，成桩速度快，工程造价较低等特点。1、CFG桩复合地基的发展近年来，随着地基处理技术的普及、提高和发展。各类复合地基在土木工程中得到了愈来愈多的应用，复合地基种类越来越多，施工工艺越来越完善，新技术、方法不断涌现。1990年中国建筑学会地基基础专业委员会在黄熙龄院士的主持下在承德召开了我国第一次以复合地基为专题的学术讨论会，会上交流、总

2、结了复合地基在我国的应用情况，有力地促进了复合地基理论和实践的进一步发展。CFG桩简介2、CFG桩复合地基的发展1996年中国土木工程学会土力学及基础工程学会在浙江大学召开了复合地基与实践学术讨论会，促进了复合地基理论和实践水平的进一步提高。目前我国工程实践中应用的复合地基形式主要有：碎石桩复合地基、砂桩复合地基、石灰桩复合地基、水泥土桩复合地基、低强度桩复合地基、土桩灰土桩复合地基、钢筋混凝土复合地基、加筋土地基等。目前复合地基技术及其综合应用在房屋建筑、铁路、公路、机场、堤坝等土木工程建设中得到了广泛应用。CFG桩复合地基试验研究是建设部七五计划课题，于1988年立题进行试验研究，其成果于

3、1992年由建设部组织鉴定，1994年被建设部、国家科委列为国家级全国重点推广项目。1997年被列为国家级工法，现已列入国家行业标准建筑地基处理技术规范( JGJ79-2002)。为进一步推广这顶新技术，国家投资对施工设备和施工工艺进行了专门研究，并列入“九五”国家重点攻关项目，1999年12月通过了国家验收。CFG桩简介3、CFG桩的在铁路上的应用情况项目桩径 (mm)桩长 (m)桩间距(m)褥垫层厚度浙赣铁路电化提 速改造工程软基 处理500打穿软土层，进 入砾岩1.5m (正三角形布置)二层50kN/m土工格 栅及0.6m厚的砂砾 石垫层重庆遂渝线无碴 试验段500打穿软土层，进 入持力

4、层不小于1.5m (正三角形布置)二层80kN/m土工格 栅及0.5m厚的砂砾 石垫层京津客专 铁路软基加固400置于中低压缩土 层内不小于1.0.m顺线路方向1.5； 横断面方向间距渐 变1.22.4桩顶设置C30钢筋混 凝土板，厚0.5m时速客货 共线铁路4005181.5m （梅花状布置）/温福铁路5008251.6 （正方形布置）碎石洛湛铁路 软基加固5004.514.5(正三角形布置)厚中粗砂，两层土工 格栅CFG桩简介4、京沪高速铁路DK190+124DK190+356.2试验段方案序 号起讫里程长度桩长桩 间 距桩径基础结构形式附注1DK190+124 DK190+1401631

5、1.60.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石 垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土 板。北京过渡段2DK190+140 DK190+19151241.70.5m正方形布置，桩顶设直径1.0m桩 帽，其上设0.6m厚碎石垫层，垫 层内夹铺两层土工格栅A区3DK190+191 DK190+239.648.6241.80.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石 垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土 板B区4DK190+239.6 DK190+289.9550.35311.80.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石 垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土 板。C区5DK190+289.95 DK190+339

6、.6549.7241.80.4m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石 垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土 板。D区6DK190+339.65 DK190+354.014.35241.60.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石 垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土 板。上海过渡段CFG桩施工工艺1、设备的选型目前CFG桩施工方法主要为振动沉管法施工和长螺旋钻管内泵压混合料灌注法施工两种振动沉管施工的管桩因为对周围土层有挤密效果，其复合地基承载力要比长螺旋钻成型的桩要大。但是由于施工过程中强大的振动力，对周围桩的振动破坏和挤压破坏是不可避免的，再者，土层强度较高时，就很难进行施工。京沪高速铁路凤阳试验段

7、曾经做了振冲沉管成型的试验，因为地层强度高，而重新选择了长螺旋钻管内泵压施工。CFG桩的施工工艺长螺旋钻管内泵压砼施工方法的施工机械也有两种类型的机械：步履式和履带式，如下图：履带式长螺旋钻机步履式长螺旋钻机CFG桩施工工艺下面就李窑试验段CFG桩的施工做一下施工工艺简介：1、工程概况京沪高速铁路路基工程李窑试验段，位于河北省沧州市青县清州镇境内，试验段施工里程为DK190+124DK190+354，全长0.23公里。试验工程按照布桩形式分为4个试验区和2个过渡段，总共2590根桩67639延米，分别试验帽网结构、筏板结构、24m桩长、31m桩长、0.4m径、0.5m径、桩间距1.6m、1.7

8、m、1.8m多种结构形式下的CFG桩复合地基承载效果和桩应力及沉降观测项目。本段路基填高7.2m，路基基底均采用CFG桩加固，桩身强度C20，路基基床表层0.4m厚级配碎石，基床底层2.3m厚AB组土，基床以下填AB组土；AB组料总计35918方，预压土方12512方。CFG桩的施工工艺2、施工机械的配备：序号机械设备规格类型单位数量人员 配备 1长螺旋钻机ZL90台215*2=302装载机ZL50台22*2=43自卸汽车铁马台444挖掘机EX200台22*2=45混凝土罐车五十铃台88*2=166混凝土拌合机JS60台110*2=207混凝土输送泵方圆HBTB -60台228发电机瑞典300

9、KW台22CFG桩施工工艺3、选用材料和配合比根据京津城际铁路试验配合比，并结合当地料源供应情况，在筹备组提供的合格厂家名录中，我部选定材料厂家如下：水泥：选用德州大坝牌水泥，普通硅酸盐水泥PO32.5级；粉煤灰：选用山东德州华能电力实业公司粉煤灰；粗骨料：选用保定满城李家佐金丰采石厂的石料；细骨料：选用石家庄市正定县浙江公铁爆破工程有限公司河砂；理论配合比为：水泥：砂：5-10碎石：10-25碎石：粉煤灰：水=300：711：464：695：100：230 坍落度控制：160200mm拌和方式采用拌和站集中拌和供料，拌合站距离施工现场5km。CFG桩的施工工艺流程地表处理桩位检测放样桩基就位

10、钻杆垂直度检查与调整钻孔至设计标高停钻混合料试件制作钻杆内填满混合料混合料拌和运输与泵送边提钻杆边泵压灌注混合料清土移机到下一桩位桩间土开挖桩头处理桩体完整性检查桩体承载力抽检CFG桩验收4、工艺流程（如右图）：4-1平整场地根据所测得的原地面标高和设计桩顶标高对照结果，平整钻孔场地，使其标高比桩顶高50cm左右。对施工场地内地上和地下管线进行核查、拆迁和防护。清除地表植被，挖除0.3m左右地表种植土，预留排水坡度，做好排水沟等措施。场地平整完毕后，必须用30t以上的压路机碾压，以满足长螺旋钻机自重和抗钻机倾倒的要求。CFG桩的施工工艺流程4-2 施工放样在桩位用直径8mm的钢钎竖直打入20c

11、m深孔，在孔内灌注石灰水或石灰粉，并在孔内插入标记物，用一次性木、竹筷，方便钻孔过程中钻孔废泥把桩位埋没后查找。CFG桩施工现场4-3钻机就位准确，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%。在钻机上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前由测量员进行桩位对中和垂直度检查，满足要求后方可开钻。CFG桩的施工工艺流程4-4 钻进按设计桩径、间距、桩深成孔。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，同时检查钻杆的偏位并及时纠正。在成孔过程中，发现钻 杆摇晃或难钻进时放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻 具损坏。

12、根据钻机塔身上的进尺标记，成孔达到设计标高时， 停止钻进。钻孔弃土应及时转运到指定场地。调整钻机，包括钻头、钻杆直径，跳钻间距，如果 可调速电机，要调节转速。 地面标高、桩顶标高推算出钻孔深度，在钻杆上做出标记。钻 进过程中要随时检查钻杆的垂直度，是否晃动，桩位是否偏移 ，如有上述情况，必须马上调整，放慢钻进速度，否则会使钻 杆、钻头等损坏，钻出的孔位也偏斜。CFG桩的施工工艺流程4-5 灌注混凝土钻到设计位置时，停钻准备灌注。混凝土的坍落度应控制 在1620cm,搅拌时间要在60120s。泵送混凝土，严禁先拔管后泵送混凝土（特别是端承桩），拔管时钻杆必须停止转动 ，严禁边拔管边转动，拔管速度

13、宜为22.5米/分钟，拔管应连续，混凝土泵送也必须连续。若混凝土供应不及时，造成钻机 等料的情况，时间较长可能造成断桩或抱钻现象，尤其是在饱 和砂土、粉土层。混凝土应灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm，停止泵送混凝土。灌注混凝土方量不得少于设计桩加桩头的 体积。CFG桩的施工工艺流程4-6 钻机移位灌注完成后钻机移至下一桩位钻孔，履带式长螺旋钻机一 般后退移动。根据钻机的具体情况，一般钻4、5个孔移动一次 钻机。 4-7清除钻泥钻泥在钻孔过程中必须随时清除，钻机移位后把剩余的钻 泥立即清除。应当注意： 除50小型挖掘机外，任何机械设备不得进入CFG桩钻孔灌注 场地 挖土时不得扰动设计桩顶标高

14、以下的桩间原土 不得挖动已经灌注的CFG桩，使桩头破坏。 4-8 CFG桩都埋在地面以下，无需专门养护，桩灌注完成后强 度达到80%方可进行下一步工序，养护期间必须保护钻孔灌注 现场，任何机械不得进入钻孔灌注区。CFG桩的施工工艺流程4-9 截桩头和开挖桩间土桩间土开挖时，挖掘机易 碰撞桩头造成浅层断桩，施工 中采取桩头两次截桩方案，避 免人为造成桩头破坏，一是在 CFG桩灌注完成后砼凝固之前 ，湿截桩采用小挖掘机将桩 头砼和钻泥一起清理出去，留 3050cm不截，强度达到80% 后，使用小挖掘机（斗宽0.6m ）开挖桩间土，使用改装后的 切割机进行切割，减少对桩体 的破坏，切割完成后，断面平

15、 整。CFG桩的施工工艺流程4-10 桩的检测 4.10.1桩身完整性检测 CFG桩桩身完整性采用低应变动 力试验检测，试验桩检测率10 。根据检测结果判定桩身完整性 。 4.10.2 CFG桩混合料强度 每台班制作混合料标准立方体试 件3组，进行28d标准养护后，进 行试件抗压强度检测。根据检测 结果判定其质量情况。 4.10.3 CFG桩复合地基静力载荷 试验 分别进行单桩、单桩复合地基静 力载荷试验，计算沉降与承载力 。检验数量：桩数的0.2%，且不 少于3根。桩身低应变检测堆载法地基承载力检测CFG桩的施工工艺流程4-11 质量要求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

16、横向）50mm按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%经纬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50100cm深后，钢尺丈量CFG桩质量控制措施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，高速铁路设计考验的不止是施工单位施工水平，同时也考验施工机械制造行业的制造水平，解决办法一是加强机械的日常保养和配备常用易损件；二是联系桩机生产厂家跟班作业，及时维修；三是加强操作手业务学习，避免违章操作。2、在CFG桩开始施工时，担心逐桩施工会造成串孔，采用隔桩跳打的施工方式，但是隔桩跳打时，第二遍桩机就位又容易对已施工的桩的挤压破坏，为此我们变为逐桩施工，从施工完成的情况看，对刚刚施工的桩影响不是很大，没有串孔和挤压断桩现象，根据地质不同选用跳打和逐桩打。CFG桩质量控制措施3、CFG桩在灌注砼时，上部1-3米因为砼的压力变小，砼中有细微气泡排不出来，而CFG桩的主要受力部分都在上