CFG桩施工方案

机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第1页共12页1．编制依据1.1北京市市政工程设计研究总院设计的机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程第六标段（K8+539～K9+740）台后地基处理方案》施工图纸1.2《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）1.3《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）1.4《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）1.5《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)1.6《基桩低应变动力检测规程》(JGJ／T93—95)1.7《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）1.8《CFG桩复合地基的有关说明》2．工程概况机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程位于北京市东北部，是一条分流疏导首都机场过境交通连接市区的高速联络通道。西起京承高速公路，东至东六环路，路线长17.97km。本项目为第六合同段，标段起止桩号为K8+539～K9+740，全长1201m。为机场高速立交段，是一座大型的定向互通式立交，其中主线、Z4、Z5、Z6三条匝道上跨机场高速公路，主线和Z1、Z2、Z5、Z6匝道上跨机场辅路。2.1工程简介本次CFG桩施工是针对机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程Z2、Z5、Z6匝道共7座桥台台后沿路基方向15m范围，为减缓桥头跳车对路面、桥面及伸缩缝的破坏，满足桥台与路基相邻处工后沉降不大于3cm的要求，结合本工程的工期情况及本标段工程地质情况制定的。2.2工程地质条件及水文地质条件2.2.1地层岩性特征机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第2页共12页根据北京市勘查设计研究院提供的勘察报告，钻探揭示的地层条件，按成因年代将勘探深度范围内的土层划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，按其岩性、物理力学性质及工程特性可初步划分为10个大层，现分述如下：（1）人工堆积层（第1大层）表层为0.30～4.60m左右的中亚粘土填土、轻亚粘土填土层，房渣土层及粉砂填土层。（2）新近沉积层（第2大层）该大层局部缺失，包括细砂、中砂层、粉砂层、轻亚粘土、重亚粘土层及含有机质粘土层及中亚粘土、轻亚粘土层。该层层顶标高受温榆河和人为挖掘影响变化较大，温榆河岸为16.59~24.52m,温榆河中为17.76~18.01m。（3）第四纪沉积层（第3-10大层）标高14.99～19.67m以下为细砂、中砂层、中亚粘土、重亚粘土层、轻亚粘土层、重亚砂土层及含有机质粘土、含有机质重亚粘土；标高2.22~10.02以下为中亚粘土、轻亚粘土层，含有机质粘土、含有机质重亚粘土层，轻亚粘土层、重亚砂土层，细砂、中砂层及重亚粘土、粘土层2.2.2地下水概况根据勘察报告，本次现场勘察期间于勘察钻孔内实测到3层地下水，有关地下水水位量测情况见下表：层号地下水静止水位埋深（m）标高(m)13.60～7.5019.46～20.5628.10～14.0012.12～15.43318.70～19.304.69～5.863.CFG桩施工准备3.1技术准备熟悉图纸，按图纸要求及设计规范对现场施工人员进行技术交底。机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第3页共12页3.2测量准备根据桩位图、测绘院提供的基准点及选定试验桩位置进行桩位放样，检查无误并复测合格后用φ20钢钎打孔深30～50cm注入白灰粉标记,必要时尚应插入钢筋棍标识、保护桩点。（祥见地基处理平面图）3.3材料准备所用材料均需按规定进行复试，混凝土配合比经验证合格后方可使用。根据混凝土设计强度C20及施工坍落度30～50mm的要求（招标文件）,选择有相应资质的混凝土搅拌站供料。褥垫层选用15cm厚，5~15mm碎石。加筋二灰垫层选用7天抗压强度不小于0.5MPa的二灰稳定砂砾，压实度不小于95%。施工前做好配比验证工作。3.4机械准备主要施工设备一览表施工设备数量备注长螺旋钻机1台成孔、成桩混凝土泵车1台混凝土输送配电箱3～4台振动夯2台推土机1台二灰垫层推平平地机1台二灰垫层平整压路机1台二灰垫层碾压3.5劳动准备本项工程施工由项目部统一调度，并建立相应的施工小组组成项目组织体系，接受项目部统一管理。人员配置总人数23人CFG桩组：20人；行政及技术人员：6人。机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第4页共12页机场南线第六标段CFG桩设计参数表参数项目Z6匝道桥Z6匝道桥Z6匝道桥Z2匝道桥Z5匝道桥Z5匝道桥Z5匝道桥位置K0+617.64K0+785.6K0+825.66K0+313.03K0+498.17K0+783.88K1+054.80桩长(m)910109999保护桩长(m)0.50.50.50.50.50.50.5桩径(mm)400400400400400400400桩顶标高(m)23.5822.9222.9223.2324.224.224.2桩端持力层细砂~中砂细砂~中砂细砂~中砂细砂~中砂细砂~中砂细砂~中砂细砂~中砂桩体强度C20C20C20C20C20C20C20褥垫层15cm厚，0.5cm碎石加筋二灰垫层二灰稳定砂砾，压实度要求≥95%，7天无侧限抗压强度≥0.5Mpa双向塑料格栅，网格尺寸：39mm×39mm，横、纵向抗拉强度均不小于20KN/m；横、纵向产生2%应变的拉伸力不小于7。0KN/m；横、纵向产生5%应变的拉伸力不小于14KN/m。单桩承载力特征值（KN）230232232214195195195面积置换率路面部分＞5.6%,放坡部分＞3.9%复合地基承载力特征值（Kpa）＞150＞150＞150＞150＞150＞150＞1504．施工方案为减缓桥头跳车对路面、桥面及伸缩缝的破坏，提高车辆行驶的安全性和舒适性，结合路基填土高度及工程地质情况，在桥头两端一定范围内采取防治措施减少构造物与其两端接线路堤间的沉降差，以满足工后沉降要求。路台与路基相邻处工后沉降要求不大于3cm。结合本工程工期情况以及本标段的工程地质情况，经多方案经济技术比较，设计院设计在本标段范围内桥台与路基相邻处的15m范围内采用CFG桩复合地基处理，以达到工后沉降的要求。机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第5页共12页4.1施工参数及工程量根据设计施工图纸各部位CFG桩施工参数如下：合计桩数757根,7007m，混凝土方量为927.6m3，碎石垫层299m3，二灰砂砾垫层795m3。4.2CFG桩施工工艺综合以上工程地质、水文地质条件，并考虑设计要求，试验桩选择采用长螺旋钻机成孔，管内泵送混凝土的施工工艺，即钻孔至设计深度后，边提钻头，边通过空心钻杆压力灌注CFG混合料，自下而上成桩。工艺流程图如下：参数项目Z6匝道桥Z6匝道桥Z6匝道桥Z2匝道桥Z5匝道桥Z5匝道桥Z5匝道桥合计位置K0+617.64K0+785.6K0+825.66K0+313.03K0+498.17K0+783.88K1+054.80/桩长(m)910109999/桩数（根）12188106104112112114757桩方量（m3）144．4116．1139．8124．1133．6133．6136．0927．6碎石垫层（m3）45323843474747299二灰垫层（m3）12084102114125125125795双向格栅（m2）300．0213．3253．3286．7313．3313．3313．31993．3静载试验点333333321动测桩点1210111011111176场地平整放桩位线钻机就位钻机调试调整钻机钻机成孔孔深检查泵压砼到孔底边起钻边压砼（正转）成桩养护凿桩头铺设垫层成桩检测机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第6页共12页4.3技术要求及质量保证措施4.3.1质量检验标准CFG检查项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法检查数量1桩距（mm）±10抽查2%16棵2桩径（mm）不小于设计值抽查2%16棵3桩长（mm）不小于设计值查施工纪录757棵4垂直度（%）1.5查施工纪录757棵5强度（MPa）不小于设计值抽查5%38棵砂垫层检查项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法1砂垫层厚度不小于设计每200m检查4处2砂垫层宽度不小于设计每200m检查4处3反滤层厚度符合设计每200m检查4处4压实度（%）95每200m检查4处褥垫层检查项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法1褥垫层厚度不小于设计每200m检查4处2褥垫层宽度不小于设计每200m检查4处CFG桩复合地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验，试验应在桩身强度满足试验荷载条件时，可在施工结束15天后进行。本工程可采取单桩复合地基静载试验及低应变动力试验；单桩复合地基静载试验数量为总桩数的0.5%，低应变动力试验应抽取总桩数的10%进行，以检测桩身完整性。单一工程不少于3个检测点。4.3.2主要施工方法4.3.2.1场地清理、压实施工机械进场前必须对施工区域进行场地清理、找平，并进行必要的压实，以确保到场机械能够平稳就位，移动，不产生偏斜。4.3.2.2成孔1、钻机就位时，调整好钻机的水平，要平稳，牢固，钻杆要垂直，经专人检查钻机对桩位的偏差及垂直度偏差，符合要求后方可进入下道工序施工；机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第7页共12页2、钻机就位后，下放钻杆，看钻杆中心是否对准孔中心，如正好，找平、稳定钻机，确保钻机在钻孔过程中不出现偏斜现象；3、开钻之前，应根据孔口标高、设计桩长和设计桩顶标高，提前计算钻进孔内的钻杆长度，并在钻杆上做明显的标记。4、钻进中要求带导向套作业，防止钻杆中部弯曲。钻进中控制进尺速度，防止钻屑量太大，而产生堵塞；5、钻进过程中认真记录地下土层性质，随时与设计图纸进行比对、仔细标注所发现的不同点，以便为今后大规模施工做好充分准备。6、钻到设计深度时，应在原处空转清土，然后停止回转，由专人检查后，做好预检、隐检记录，请监理验收，合格后进入下道工序；4.3.2.3压灌成桩1、成桩要求严格控制桩径、垂直度、桩长、提钻速度，控制保护桩长。2、泵送砼：泵送砼之前，应检查地泵的各个仪表，以确保地泵正常工作；第一根桩或停钻时间较长时，应泵送水泥砂浆湿润泵管，以防堵管。3、提钻与泵送的配合：每次钻进至标高后，司钻应先将钻具提升约20～30cm，以利于活门打开。同时通知泵工开泵，现场设专职信号员负责司钻与泵工的联系。4、应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相匹配，一般钻杆速度宜控制在1.2~1.5m/min，不允许反插。遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料。在含水砂层段内，适当放慢提钻速度，以防流沙造成塌孔、断桩现象。5、成桩后，用插入式振捣棒对桩顶混凝土加振，振捣深度≥5m，以提高桩顶混凝土的密实度。桩顶标高要高于设计标高50cm，并确保设计桩顶标高内无浮浆。6、泵送过程中如达不到设计标高时应及时处理，如砼面已超出地下水位，再采取从孔口补灌的方法；如砼面低于地下水位，在补灌时泵管应插入砼面下50cm确保不断。7、做好施工记录，成桩后再按施工记录进行复验。4.3.2.4清土清土随钻机成孔进行，用手推车人工或装载机将钻机排土清出，桩施工保护土50cm由人工清运，防止槽底被扰动。4.3.2.5剔桩头CFG桩是素混凝土桩，故在处理桩头时全部采用人工凿除，避免出现不必要的断桩。人工凿除桩头要采用三人用钢钎120°同时凿除法，保证桩头平整，不出现斜茬。不影响下部桩身质量。4.3.2.6成桩桩检测按规范及设计要求，承载力检验应采用复合地基载荷试验：检验应在桩身强度满足试验荷载条件（制作同条件养生试件，以确定试验时间）、施工结束15天后进行，试验数量为总数的0.5%，即38棵，且每个单体工程不少于3点。同时抽取不少于总机场南线公路工程6#标机场高速互通立交工程台后地基处理工程施工方案第8页共12页桩数