严寒地区CFG施工技术文档格式.docx
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路堤两侧设防冻胀护道(填土),护道宽2.5m,坡度为1:
护道顶面位于基床表层与底层的分界线处;
并在护道中设置0.3m厚渗水层(渗水土)。
2.2地形地貌
本段路基位于黑龙江省西南部安达市与卧里屯之间,该地区地势平坦,稍有起伏,局部为洼地,海拔高程一般为144.6m~146.0m,地面最大起伏1.5m。
2.3工程地质
本段路基经过地区地层:
表层为粉质粘土,黑色,软塑,厚度1.5~2.0m,ó
0=140KPa;
粉砂层,厚度0~3.5m,ó
0=90KPa;
粉质粘土层,厚度2~12m,ó
0=160KPa;
粘土层,厚度4~12m,ó
0=170KPa;
桩底嵌入中、粗砂层深度约1.2m,ó
0=450KPa~550KPa。
地震动峰值:
0.05g(地震基本烈度Ⅵ度)
2.4水文资料
沿线地下水为第四系孔隙潜水,地下水埋深0.6~4.8m(高程140.5~144.6m)。
地下水主要由大气降水及地表水补给,以蒸发方式排泄,水位变幅1~3m。
地下水具有硫酸盐侵蚀性。
侵蚀等级为H1。
2.5气象资料
沿线大部属于中温带亚湿润~亚干旱大陆性季风气候区。
冬季严寒干燥漫长,夏季多雨凉爽,春、秋季干旱多风;
蒸发强烈且持续时间长,蒸发量大于降水量3倍左右。
由于沿线最冷月平均气温均低于-15℃,属严寒地区。
年平均气温4.1℃~4.7℃,极端最高温度38.7℃~40.8℃,极端最低温度-36.8℃~-39.3℃,年平均降雨量418.1~537.5mm,年平均蒸发量1411.2~1826.mm,平均相对湿度59%~64%,年平均风速2.9~4.0m/s,最大定时风速21.7~24.7m/s,最大积雪厚度13~24cm,最大季节冻土深度189~272cm。
3.基本规定
1、CFG桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。
2、CFG桩复合地基设计时应进行地基变形验算。
3、技术人员应掌握所承担工程地基处理目的、加固原理、技术要求和质量标准等。
施工中应有专人负责质量控制和监测,并做好施工记录。
当出现异常情况时,必须及时会同有关部门妥善解决。
4、施工过程中应有专人或专门机构负责质量监理。
施工结束后应按国家有关规定进行工程质量检验和验收。
4.施工准备
1、施工前应具备下列资料和条件
(1)施工场地工程地质勘察报告和必要的水文资料;
(2)CFG桩布桩图,并应注明桩位编号,以及设计说明和施工说明;
(3)建筑物场地邻近的高压电缆、电话线、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料;
(4)具备“三通一平”条件。
2、施工技术措施
(1)确定施工机具和配套设施;
(2)编制材料供应计划,标明所用材料的规格、质量要求和数量;
(3)试成孔不小于2个,以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜,核定选用的技术参数;
(4)按施工平面图放好桩位;
(5)确定施打顺序及钻机行走路线;
(6)施工前,放好桩位、CFG桩的轴线定位及测量基线,并由监理、业主复核;
(7)在施工机具上做好进尺标志。
3、CFG桩选用的水泥﹑粉煤灰﹑碎石﹑石屑(砂)﹑水等原材料应符合设计要求,并按相关规定进行检验。
(1)本段CFG桩水泥采用P.042.5水泥。
(2)粉煤灰采用Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰。
(3)粗骨料粒径采用5~50mm,砂的含泥量应小于3%。
(4)长螺旋钻孔内泵压混凝土灌注施工,坍落度控制在180±
20mm。
5.施工工艺
图1CFG桩施工工艺流程图
开始
原地面处理
测量放样
钻机就位
钻进
否
钻进至施工图标示深度
是
停止钻进
拌合料拌制
向管芯泵送拌合料
提钻
管内拌合料有足够高度
提出钻杆
移机
结束
1、桩机就位
桩机就位后,调整钻杆与地面垂直,并使钻杆对准桩位中心,现场技术人员检查桩位偏差及垂直度。
CFG桩垂直度允许偏差不大于1.0%,桩位偏差(纵横向)不大于50mm。
2、钻进成孔
A钻孔开始时,关闭钻头阀门,操纵下移钻杆,钻头触及地面时,启动马达钻机。
钻进应先慢后快,同时检查钻孔的偏差并及时纠正。
B桩机操作手和现场读尺人员要密切配合,钻机每钻进1m,读尺人员要及时通知桩机操作手记录电流数据,操作手在电流表电流发生明显变化时,要通知现场读尺人员做好钻机进尺及土层变化的记录。
当电流显示已进入硬土层时,要控制进尺,确保嵌入深度满足设计要求。
C桩身进入持力层的深度要求:
一般对于第四系地层应嵌入砂类土或硬塑黏土深度不小于2m,对于下伏基岩地段应嵌入全风化层不小于1m。
D钻孔至设计高程后,要对地质情况进行详细的记录。
E发现地质情况与设计不符,要及时通知设计单位。
F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、位移及钻杆、钻具损害。
当钻至设计标高后,一般采用静止提拔,但对易卡钻的区域,在圆砾层内允许采用边转边提,离开圆砾层后采用静止提拔。
3、混凝土搅拌
混凝土搅拌严格按配合比进行配料。
计量要准确,拌合料坍落度要控制在180±
20mm,拌和时要先投碎石,再投水泥、粉煤灰和外加剂,最后投放石屑、砂子和水,充分搅拌,每盘搅拌时间不少于60s。
4、现场试验人员主要工作
A每台班抽验现场检验混凝土坍落度3次。
B每台班在现场作一组(3块)混凝土试件,进行28标准养护试件抗压强度检验。
现场试验人员要记录取样试件与当日对应灌注的CFG桩的编号。
5、灌注及拔管
钻孔至设计高程后或嵌入硬层深度满足设计要求后,停止钻进,开始泵送混凝土,当钻杆芯管充满混凝土后开始拔管,严禁先提管后泵料。
钻杆应采用静止提管,施工中严格控制钻杆提拔速度和混凝土泵的泵送量,混凝土泵送量应于与提拔速度相配合,保证连续提拔,保证桩体连续、均匀、密实。
现场技术人员应记录混凝土灌注的起止时间,推算单桩混凝土灌注量。
6、施工桩顶高程宜高出设计高程不少于50cm,灌注成桩完成后,桩顶盖土封顶予以保护。
7、移机
上一根桩施工完毕,钻机移位,进行下一根桩的施工。
当桩机移至下一根桩位施工时,应根据轴线或周围桩的位置对须施工的桩位进行复核。
6.CFG桩施工质量控制措施
1、所用的水泥和粗细骨料品种、规格、质量应符合设计要求。
2、桩体连续密实,不得有断桩、缩径等缺陷。
3、允许偏差
A桩长:
不小于设计深度,桩顶高程:
±
50mm。
B钻孔垂直度≤1.0%。
C桩径:
不小于设计值。
D桩位:
4、成品保护
(1)桩头保护
A为了保证桩顶高程和桩顶的强度,应设置保护桩长,一般为50-70cm。
B成桩后严防重型机械行走或扰动,防止使桩头压松造成桩顶混凝土不成型、断桩。
C桩体达到一定强度(一般3-7d)后方可挖槽,清土采用小型机械设备及人工开挖、运输,严禁开挖过程中机械撞击桩头。
D桩头才用水泥锯四刀法进行切割,严禁重锤直接将桩头打断。
E合理安排施工顺序,避免后续桩基施工对已施工桩头的破坏。
(2)桩间土保护
A为了避免扰动桩间地基土,桩顶高程以上预留50cm保护土层。
B清理桩间土时预留至少10cm采用人工清除找平;
避免对地基土的扰动。
5、质量检验
A低应变检测
CFG桩施工完毕后,按成桩总数的10%进行检测,且每检验批不少于5根。
桩体质量检验在成桩28天后进行,采用低应变动力检测CFG桩桩身完整性。
B复合地基承载力检测
采用载荷试验进行复合地基承载力检测和单桩承载力试验。
检测合格后方可进入下道工序。
7.常见问题及处理措施
1、堵管的预防措施
(1)混合料配合比应合理。
混合料的配合比:
粉煤灰掺量宜控制在70kg/m~90kg/m的范围内,条件允许时,宜采用Ⅰ级粉煤灰,碎石宜采用5-25mm的连续级配碎石,防止粒径过大穿越弯管时堵塞弯头或造成混合料和易性差。
(2)严格控制混合料坍落度。
施工时坍落度宜控制在160~200mm。
坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。
坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。
(3)严格按工艺操作,钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料充满连续时方才提钻。
若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。
(4)防止设备缺陷造成堵管。
弯头曲率半径不合理也能造成堵管。
弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。
混合料输送管要定期进行清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。
(5)钻杆达到设计高程后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,钻杆芯管及输送管充满混合料,应及时提钻,若不及时提钻,在泵送压力下会使钻头处的水泥浆液挤出,使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬少浆的混合料塞体,堵塞管道。
2、窜孔的预防措施
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到下面情况,打完1号桩后,在施工相邻的2桩时,发现未结硬的1号桩的桩顶突然下落,当2号桩泵入混合料时,1号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。
由于窜孔对成桩质量的影响,施工中应采取的预防措施:
(1)采取隔桩、隔排跳打方法;
(2)减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累;
(3)改进钻头,合理提高钻头钻进速度;
3、桩头空芯的预防措施
施工过程中,排气阀不能正常工作所致。
钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。
为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。
4、桩端不饱满的预防措施:
这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。
这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。
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。
5、缩径、断桩的预防措施
(1)严格控制拔管速度,尤其是饱和黏土、地下水丰富的孔位,应严格将拔管速度控制在2.0~2.5m/min,且送料、拔管应连续均匀。
实践证明,将钻头保持在埋深0.5m左右,基本可消除饱和黏土中CFG断桩率。
(2)备足混合料,随钻随浇注,防止停工待料。
(3)经常检查螺旋直径,防止螺旋磨耗造成桩径不足。
(4)严格控制清表后的地基压实质量,提高原地面地基承载力同时,在长螺旋支腿处外加设枕木,减少地基接触应力,防止长螺旋机走行挤压造成桩基断桩、变形。
6、钻头阀门打不开的预防措施
采用下开式钻头或其他先进工艺的钻头,防止泥浆回灌或砂粒,小卵石等卡住。
调整桩长,令桩端穿过透水性好、高水头的砂土或卵石层进入粘土层。
7、短桩及处理措施
施工不当造成桩顶标高低于设计标高并超过验标允许范围时,应采用接桩办法进行处理。
开挖桩体周围土层至桩顶下10cm,接桩模板直径大于桩体直径200mm,剔平桩顶并用水冲洗干净,采用比桩体强度高一等级的豆石混凝土进行浇注至设计标高。
施工过程中需注意保护好桩间土。
8.冬季施工措施
1、混凝土采用冬季施工配合比,拌和时采用热水拌和,对混凝土运输罐车采取保温措施,保证混凝土的入模温度。
2、对混凝土泵泵头、泵管采取保温措施,防止泵管中混凝土温度过低。
3、对刚施工完成桩基及时覆盖土进行保温,防止拌合料在初凝前遭到冻结。
4、施工完成的桩基或者施工完成清除保护土层和桩头后,应采用覆盖玉米秸秆,并在玉米秸秆上盖土的方法对桩间土和桩头进行保温,防止桩间土冻胀造成桩体拉断。
9.安全保证措施
1、钻机施工前,要对场地地基承载力进行检验,防止因地基承载力不满足要求导致钻机支腿下陷失稳,造成钻机倾覆。
2、严格钻机操作规程,严禁违规操作。
3、钻孔作业施工应做好孔口防护,防止人或异物坠入。
4、夜间施工应有足够的照明。
5、高压泵管不得超压使用,防止高压泵管破裂。
6、钻杆上的泥土要及时清理,防止坠下伤人。
10.环境保护措施
1、在距居民生活区较近的施工现场,必须采取必要的噪声控制设施,或将施工时间调整到非敏感时间段。
2、生产和生活垃圾应采用密闭运土车运走,不得随意乱弃。
3、夜间照明灯光应集中照射,避免灯光扰民。
4、施工现场要注意洒水,避免扬尘。
结束语:
高纬度严寒地区的路基施工有其特殊性,有许多方法还值得我们研究,在今后的施工中还应认真总结。
施工及验收依据:
[1]《客运专线铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751-2010;
[2]《铁路工程基桩检测技术规程》TB10218-2008;
[3]《哈齐铁路客运专线基桩检测工作手册》;
[4]《哈齐客运专线混凝土工程质量控制手册》;
[5]哈齐铁路客运专线设计文件。
参考的规范及标准
[1]《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》DB13(J)31-2001;
[2]《哈大客运专线路基工程质量控制手册》2007年10月。
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- 严寒 地区 CFG 施工 技术