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中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案1路基软基处理CFG桩试桩方案一、编制依据1、路基施工图纸：宁杭客专施图NHZQ-1(路)-10-1、宁杭客专施图I标(路)-10-2；2、《客运专线铁路路基工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号；3、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》TZ212－2005；4、《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2007]85号；5、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210－2005）；6、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号；7、《铁路工程施工安全技术规程》TB10401－2003；8、国家、地方、行业颁布的其它有关文件资料；9、现场施工技术调查和我单位的现有施工技术水平和资源。二、工程概况建铁路南京至杭州客运专线Ⅰ标中铁四局宁杭客运专线第六分项目部管段，根据目前图纸到位情况，区间路基地基CFG桩加固施工里程为：DK38+457.5-DK38+710.00段、DK39+316.00-DK39+390.00段，CFG桩总长为36202米。本管段为一级阶及低山丘陵区。一级阶地地势平坦、开阔，相对高差1~2米，多为农田，种植水稻，局部为村庄，水塘、水沟多有分布，其间道路较多，交通较为便利，低山丘陵区山体自然坡度约25度，植被发育，多为松树及低矮灌木。地下水位较高，地下水非常丰富。本管段松软土地基处理点较多，软基处理采用CFG桩加固，个别地段采用管桩加固或换填，路堤填筑高度一般为4～8米，局部段落填筑高度中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案2大于9米，路堑挖方最高达6米。1、路基地基加固采用CFG桩，按正方形布置，目前到位图纸情况，桩间距1.8mm，桩径0.5m，桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，CFG桩材料按C15混凝土进行配比。DK38+457.5-DK38+710.00段桩径为0.5m，CFG桩+0.6m碎石垫层夹铺一层土工格室，间距1.8m，正方形布置，桩长14～16m，共33892米。DK39+340.00-DK39+390.00段桩径0.5m，CFG桩+0.6m碎石垫层夹铺一层土工格室，间距1.8m，正方形布置，桩长6m，共2310米。土工格室抗弯钢度不小于180KN/m。2、工后沉降控制标准：一般不应超过15mm，路桥交界处的差异沉降不大于5mm。3、工程地质：(1).mlQ4人工填土，黄褐色，松散；厚度约1～2米(2)1.alQ4粉质黏土，灰黄～黄褐色，软塑，Ⅱ，σo=120kPa；厚度约3.5m(2)2.alQ4淤泥质黏土，灰黄～灰褐色，流塑～软塑，Ⅱ，σo=60kPa厚度约7.5m(2)3.alQ4粉质黏土，褐黄～褐灰色，硬塑，Ⅱ，σo=150kPa；厚度约8m(3)1.alQ4粉质黏土，灰黄～黄褐色，硬塑，Ⅲ，σo=180kPa；厚度约1.5m(3)2.alQ3粉砂，灰～褐色，中密饱和，Ⅱ，σo=150kPa；厚约1m(3)3.alQ3细圆烁土，褐色，中密饱和，Ⅲ，σo=400kPa。厚约5m(4).el+dlQ3粉质黏土，棕黄色～棕红色，硬塑，Ⅲ，σo=200kPa.厚度约5m中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案3(5)1.dj3安山岩，棕黄色～棕红色，W4，Ⅱ，σo=200kPa.厚度约20m(5)2.dj3安山岩，紫灰色～青灰色，W3，Ⅳ，σo=400kPa。(5)3.dj3安山岩，灰，浅灰色，W2，Ⅴ，σo=650kPa。4、主要工程数量：2671根/36202米；碎石垫层：5553m3；土工格室：9256.5m2。三、试桩目的施工前进行成桩工艺性试验，确定合理的施工工艺参数:通过CFG桩试桩复核地质情况，确定施工工艺、施打顺序、钻进速度(电流大小)、成桩电流、拔管速度、混合料施工配合比、坍落度、搅拌时间、泵压、灌注速度、充盈系数、截桩时间、成桩质量、施工组织等四、CFG桩主要技术要求1、桩径均为φ0.5m两种，按正方形布置，桩间距为1.8m。根据地质特点，拟选用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩法。2、桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥混合而成。φ0.5m按C15混合料配比设计，混合料试块标准养护28天立方体抗压强度标准值不小于10MPa。五、试桩位置及数量试桩位置选定在区间路基DK39+340～DK39+390段的DK39+390处。本段区间路基前路基地基管桩段，后接长乐明洞。此处的地面标高为16.15m，桩顶标高14.845m。试桩3根，试桩桩径为φ0.5m，桩间距为1.8m,桩长为6.0m。施工顺序为29+0、29-1、29+4，29+0、29-1按连续邻桩成桩方式进行，29+4按间隔跳孔方式进行,试验确定成桩对邻桩的影响程度，桩位布置见附图1六、试桩施工工艺中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案41、CFG桩施工采用纵退横移的顺序施作，防止损坏成桩。如下图。施工工艺流程见下图：长螺旋钻孔法CFG桩施工工艺流程图施工准备测量放样及复核钻机就位钻孔至设计深度泵送CFG桩混合料混合料注满后，按规定速度边泵送边提升钻杆至地表移位施工下一根桩全部施工完成复合地基验收双向控制垂直度混合料拌制中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案52、施工准备施工准备顺序：放中线、边线→清障→场地平整、压实（地坪标高高出设计桩顶50cm以上）→安全防护（拉线或彩钢板围护）→放桩位（石灰网线，并编桩号）（1）施工准备①先用全站仪定出线路中心，放出路基边线，测出地表标高，确定路基场地平整工作面。②清障、清表、平整场地:施工前先改移地下管线、架空线等，拆除构筑物，再用推土机清除地表30～40cm种植土、腐质土，清除树根，然后平整场地并用压路机碾压密实。场坪应高出设计桩顶标高50cm以上。对局部平整后低于场坪标高的地段按设计填料要求换填至场坪标高并用压路机分层碾压密实。同时做好作业场地排水工作，在征地红线内挖设好临时排水沟，确保施工场地不积水。③安全防护：正式钻孔前，要在施工范围内拉线或彩钢板围护，并设警示标志，设专人防护，阻止非施工人员进入。④测量放样:测量班根据设计图纸用全站仪精确放出CFG桩处理范围边线和各桩位，中间桩位拉钢尺定位，插竹钉标识。各桩位采用点位图编号标示，便于记录和防止漏桩。施工放样结束，自检合格后，及时向监理工程师报验。⑤桩机选择：根据本管段地质具有一定承载力，不易产生缩孔、塌孔情况，拟选用长螺旋取土钻机施工，管段内桩长最长为16m，确定钻机型号为KLB20-60其主要技术参数如下表：中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案6型号KLB20-600动力头功率45KW*2最大钻孔深度20m最大钻孔直径φ600mm外型尺寸工作状态（长宽高）12.4*5.3*26.5钻杆转速31r/min运输状态（长宽高）15.8*2.5*3.28输出扭矩27.7KN/m工作地面最大坡度2°许用拔钻力210KN移位方式液压步履式整机重量35T对于淤泥质粘土流塑层，如发现有缩孔、塌孔现象时，立即停钻，采用沉管钻钻孔施工。（2）桩机就位：桩机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，现场控制采用在钻架上挂纵横双向垂球的方法测量钻杆的垂直度，对位误差控制在：桩位(纵横向)偏差不大于50mm、钻杆垂直度偏差不大于1%。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，检查合格后方可开钻，记录好桩位偏差和垂直度。钻孔前提前在钻架上用红油漆标出标尺，以便在施工过程中控制钻孔深度。2、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地时启动马达钻进。先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。钻进速度拟分别采用1.2m/min(29+0)、1.5m/min(29-1)、1.7m/min(29+4)，钻孔到达设计桩底标高并经自检合格后，报监理工程师确认后才能终孔。记录好开钻时间、钻进速度、不同地质条件下的电流值（每钻进1m记录电流值1次和每米的地质描述）、钻至桩底时的时间、成桩瞬间电流。如发现地质与设计不符，及时与监理、设计单位联系。中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案7钻进成孔过程中，派2～3人专门负责钻碴清理，及时把钻碴人工清平至已整平的地面，并装车运弃至指定的弃碴场地，防止污染施工现场和环境，防止影响混合料灌注和成桩质量。3、混合料搅拌、运输：混合料搅拌采用搅拌站集中拌和，各种原材料监理见证检验。水泥：为溧阳金峰水泥有限责任公司生产的P.O42.5水泥；质量标准：细骨料：为江西赣江的天然中粗砂；质量标准：粗骨料：为芝山采石场的5～20mm碎石（钻管内径为15cm满足要求）；质量标准：粉煤灰：为安徽宣城建材有限公司提供的I级粉煤灰；质量标准：外加剂：为南京建科院建材生产的高性能减水剂。按照施工配合比进行配料；质量标准：泵送混合料配合比选定为：水：水泥：粉煤灰：砂：碎石：外加剂=0.61:0.74:0.26:2.52:3.48:0.01。每盘料搅拌时间控制在3min左右，混合料坍落度控制在16cm～18cm。运输采用砼罐车运输到施工现场,采用地泵连接软管至钻机上的钻杆芯管进行泵压灌注混合料。混凝土输送泵选择：根据本试桩桩长为6m，桩径为φ0.5m，每根桩所需理论混凝土方量为1.18m3，采用6m3混凝土运输车，一次可灌约5根桩。根据拟定的大提管速度为2.3m/min，则每根桩需灌注时间约3分钟，则所需地泵的泵送能力不小于28m3/min，本方案采用HBTS60-13-90型地泵。中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案8HBTS60-13-90型混凝土输送泵主要技术参数项目单位HBTS60-13-90最大理论混凝土输出量（低压/高压）m3/h66/40最大泵送混凝土压力（高压/低压）Mpa13/7混凝土坍落度mm120-230骨料粒径mm碎石≤40功率KW电机90转速r/min1480泵送油缸缸径/行程mmΦ125/1600砼缸径/行程mmΦ200/1600高低压切换有油箱容积L500料斗容积m30.8上料高度mm1400最大理论输送距离垂直/水平m270/1200管道清洗方式水洗外形尺寸mm6000×2100×2260整机质量kg58004、灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进。检查无缩孔、塌孔，桩位、桩长、垂直度符合设计和验标要求后，开始泵送混合料，至钻杆芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续拔管，混合料的泵送量与拔管速度相匹配，混合料灌注过程中应保持混合料面始终高于钻头面15～25cm，拔管速度拟分别采用1.5m/min（29+0）、1.9m/min（29-1）、2.3m/min（29+4）进行试验。每根桩的投料量不小于设计灌注量。施工桩顶高程应高出设计高程50cm，灌注成桩后桩顶盖土封顶进行养护。在灌注混合料时，对于混合料的灌入量控制采用记录泵压次数的办法，据泵压次数来计算混合料中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案9的投料量。记录好灌注时间、拔管提升速度、混合料坍落度、泵压值、混合料实际灌注量。每根桩的实际投料量V=(nπD2L/4)×10-9-(πd2ι/4)×10-9(m3)上式中：(nπD2L/4)×10-9---实际泵送量(m3)；(πd2ι/4)×10-9---软导管中剩余混凝土量(m3)；几根桩连续灌注时，第2根桩开始，实际投料量不减软导管中的剩余混凝土量。n---满斗料泵压次数(不计空泵次数)；D---砼泵的砼缸径(mm)；L---砼缸的行程(mm)；d---软导管直径(mm)；ι---软导管长度(mm)。混合料灌注控制如下图示：中铁四局宁杭客运专线第六分项目部CFG桩试桩方案10在混凝土灌注过程中要注意钻管的提拔高度，禁止反插；为保证成桩质量，桩顶1.5～2.5米范围内应采用振动棒振捣。5、移机：灌注达到控制标高后移机进行下一根桩的施工。6、桩间土清除及桩头截除、修整。施工完成后及时清除多余碴土并运至弃土场。清运时不得扰动桩间土，不可破坏