CFG桩施工作业指导书.docx
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CFG桩施工作业指导书
目录
一、适用范围2
二、编制依据2
三、施工准备2
四、技术要求4
六、施工要求5
七、劳动组织7
八、材料要求7
九、设备机具配置8
十、质量控制及检验8
十一、安全及环保要求10
CFG桩施工作业指导书
一、适用范围
适用新建青岛至荣成城际铁路工程DK115+200~DK116+900段软土路基工程。
二、编制依据
《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号;
《客运专线铁路路基工程施工技术指南》;
《铁路路基工程施工安全技术规程》;
铁三院有关设计文件;
现场实际踏勘情况。
三、施工准备
1、技术准备工作
(1)核查地质资料,结合设计参数,选择合适的施工机械和施工方法。
(2)按设计要求进行室内配合比试验,选定合适的配合比。
(3)探明地下管线并迁改至施工场地外,平整施工场地,清除地表腐植土及障碍物,以保证钻机作业时重心稳定,钻杆垂直并顺利移位;
(4)根据具体里程的路基工程设计图确定的施工区域及路基通用设计图中的CFG桩设计图要求进行桩位放样,用石灰放出直径等于螺旋钻头直径的圆,圆心即为CFG桩孔位中心,并在非加固区域埋设护桩,以便在施工时随时复核桩位的准确性。
(5)施工前清除地表耕植土,进行成桩工艺试验,确定施工工艺和参数试桩数量应符合设计要求且不得少于2根。
2、劳动力、设备及材料
(1)劳动力配备
CFG桩地基施工所需劳动力根据每个工点的工程规模、施工进度要求配置。
由于客运专线铁路工程以综合工程为主,其他管理人员由项目部经理部统一协调组织,大面积征地拆迁完成后,配备4台钻机。
CFG桩施工工点与每台钻机配套的劳动力见表1。
表1CFG桩钻机劳动力配备表
序号
职务
人数
备注
1
架子队队长
1
负责整体事宜
2
技术负责人
1
负责工程的技术问题、工程量核算及管理
3
现场负责人
1
负责现场的实际施工
5
质检员
1
负责质量检查、监督工作
5
技术人员
2
掌握现场施工技术、质量,填写工程日记和记录
6
安全员
1
负责现场安全、文明施工方面的事宜
8
测量员
2
负责工程测量方面的工作
9
实验员
2
负责工程试验方面的工作
10
物资员
2
负责物资管理
11
资料员
1
资料的收集、整理工作
12
指挥人员
8
每天按2个台班
13
钻机司机
8
每天按2个台班
14
电工
2
负责钻机、电源、电路、工地照明及电气故障排除
15
放料工
4
每天按2个台班
16
混凝土罐车司机
8
本段距砼拌合站较近
17
普工
8
清理钻杆黏土、移动泵管、截桩头等
18
挖掘机司机
2
开挖桩机土
19
装载机司机
2
清理钻机弃土
20
运渣车司机
4
弃土运输
合计
60
(2)材料配备
桩体混合料为水泥、碎石、砂、粉煤灰混合料,为增加混合料的工作性,需要掺加适量泵送剂,冬季施工时再添加适量防冻剂。
所有材料应满足《客运专线铁路路基工程质量验收暂行标准》的规定。
主要甲供物资材料见表2:
表2主要物资材料统计表
序号
材料名称
材料型号
单位
数量
1
水泥
P.O42.5
t
4900
2
碎石
t
25600
3
砂
t
20000
4
粉煤灰
III级
t
2900
(3)设备配备
设备选用原则:
该段路基位于莱阳火车站附近,且周围居民区较多,靠近既有线施工,对噪声和泥浆污染控制比较严格,土质多为黏性土、砂土、粉土等穿透性要求较高,优先选用螺旋钻管内泵压混合料成桩。
主要施工机械设备配置见表3:
表3CFG桩施工机械设备配备表
序号
设备名称及型号
单位
数量
备注
1
长臂螺杆钻机ZJB60
台
4
2
混凝土输送泵HBT40
台
1
根据桩径和拔管速度配置
3
混凝土运输车
辆
4
4
小型挖掘机
台
1
开挖桩间土
5
小型装载机
辆
1
清理钻机弃土
6
运渣车
辆
2
弃土运输
7
切割机
台
1
截桩头
8
平板振捣器
台
2
9
混凝土拌合站
座
1
位于DK114+400
3、测量、试验检测配备
根据本段工程的特点及施工要求,现配备测量、试验检测仪器如表4
表4CFG桩测量、检测相关设备配备表
序号
仪器名称
型号
数量
备注
1
全站仪
TC1201
1台
控制桩线位置
2
水准仪
苏一光
1台
控制高程
3
钢卷尺
5m
10把
4
钢卷尺
50m
2把
5
砼坍落度仪
TLY-1
1个
测定砼坍落度
6
试模
150×150×150mm
8组
制作砼试块
3
桩基动态测仪PIT-V
1
检测桩的完整性
4
RS-JYC桩基静态荷载测试仪
1
检测单桩承载力
5
位移百分表
1
检测桩机下沉量
四、技术要求
1、机械按设计桩位就位。
2、钻至设计深度,停钻。
3、搅拌水泥、粉煤灰、碎石混合料,检查其坍落度。
向管内泵送混合料,混合料的泵送量按试桩确定的数量进行,泵送时不得停泵待料。
4、拔管速度按试桩确定参数进行控制,拔管速度均匀,拔管至桩顶。
施工桩顶标高宜高于设计标高50cm。
五、施工程序及工艺流程
1、施工划分
本段采用CFG桩施工工艺的里程范围为:
DK115+200~DK116+900,位于莱阳站站场施工范围内,为了满足施工工期的要求,结合征地拆迁的进展情况,拟将本段分为2个段平行施工,配备4台钻机,分段点如下:
第一段:
Dk115+200~DK115+800,从大里程往小里程方向施工;
第二段:
DK115+800~DK116+900,从小里程往大里程方向施工,拆迁难度大。
2、施工流程
图1长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图
六、施工要求
CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法,也可采用连打法。
具体的施工方法由现场试验来确定。
连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈,在粘性土中易造成地面隆起;跳打法不易发生上述现象,但土层较硬时,在已打桩中间补打新桩,可能造成已打桩被振裂或振断。
在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d;在饱和的松散粉土中,如桩距较小,不宜采用隔桩跳打;全长布桩时,遵循由“由一边向另一边”的原则。
结合本段的施工特点,拟采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺。
1、施工方法
1)CFG桩钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的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,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
2)混合料搅拌
混合料搅拌要求按配合比进行配料,计量要求准确,拌合时间不得少于1min。
混合料加水量和坍落度(设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时,坍落度控制在16~20cm)根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。
在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
3)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及地面时,启动马达钻进。
一般先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又容易检查钻孔的偏差,以便及时纠正。
在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,放慢进尺,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。
当钻头到达设计桩长预定标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记,作为施工时控制孔深的依据。
当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。
施工时还需考虑施工工作面的标高差异,作相应增减。
4)灌注及拔管
CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆心充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料。
成桩的提拔速度宜控制在2~3m/min,成桩过程宜连续进行,避免因后台供料慢而导致停机待料。
灌注成桩完成后,桩顶采用湿黏土封顶,进行保护。
施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
5)移机
当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。
施工时由于CFG桩的土较多,经常将临近的桩位覆盖,有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。
因此,下一根桩施工时,根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核,保证桩位准确。
2、施工控制
采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注成桩时,设备型号选择根据桩径、设计加固深度要求确定,其施工符合下列要求:
1)钻进先慢后快。
成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,放慢进尺;
2)混合料按设计配合比经搅拌机拌合,坍落度、拌合时间按工艺性试验确定的参数进行控制,且拌合时间不得少于1min;搅拌的混合料必须保证混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内;
3)CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料;
4)钻杆采用静止提拔,施工中严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混凝土泵的泵送量,并保证连续提拔,施工中严禁出现超速提拔;
5)施工中保证排气阀正常工作,施工中每工班经常检查排气阀,防止排气阀被水泥浆堵塞;
6)桩机移机至下一桩位施工时,根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核,保证桩位准确。
4、解决CFG桩堵管等施工中常见的问题措施
(1)混合料配合比不合理
当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。
因此混合料配合比要注意这两种材料的掺入量,特别注意粉煤灰掺量宜控制在60-80kg/m3左右。
(2)混合料搅拌质量有缺陷
坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,易造成堵管现象发生。
坍落度太小,混合料在输送管内流动性差,也容易造成堵管。
施工时坍落度控制在16~20cm,若混合料可泵性差,可适量掺入泵送剂。
(3)施工操作不当
钻杆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,待钻杆芯管及输送管充满混合料、介质是连续体后,及时提钻,保证混合料在一定压力下灌注成桩。
(4)桩体上部存气
为防止桩体因管内空气无法排出而形成空洞,施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞,若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗。
七、劳动组织
根据本项目的特点,加强内部劳动力结构的调整,选派专业化施工队伍进场施工;对进场工人进行技能培训考核,施工工艺和操作规程交底,确保施工队伍的有效投入,建立健全劳动纪律和规章制度,形成:
“交底-施工-验收”的组织监控体系;加强各专业工种的穿插流水,使施工队伍处于最佳工作状态,提高工作效率。
具体劳动力组织详见表1。
八、材料要求
桩体原材料为水泥、卵石(或碎石)、石屑或砂、粉煤灰(必要时加适量泵送剂)及水,C20砼配合比。
水泥:
采用42.5级普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥;当地下水具有侵蚀性时,采用抗侵蚀性水泥或矿渣硅酸盐水泥。
卵石或碎石粗骨料:
满足级配要求,松散堆积密度大于1500kg/m³,最大粒径:
长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法不大于25mm。
砂:
干净的河砂,类型为中粗砂,含泥量小于5%。
石屑:
石屑率一般在0.25~0.33。
粉煤灰:
长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法所用粉煤灰细度(0.045mm方孔筛筛余百分比)不大于45%,即等级要求III级或III级以上。
泵送剂:
泵送剂用于改善拌合料泵送性能,泵送剂用于勉强可泵的混合料,掺入量根据泵送剂的类型而不同。
当混合料泵送剂泵送性能满足施工要求时,可不掺泵送剂;当水泥掺量相对较低或气温高的季节,需要时可在配合比中加适量泵送剂,但必须严格控制掺入量。
主要材料配备详见表2。
九、设备机具配置
为了保证本段工程顺利连续进行,根据工程数量、工程进度及工期要求,按照经济适用、合理配置的原则,安排充足的施工机械设备,并且保证状况良好,施工机械设备达到技术先进性、性能可靠,确保工程项目的施工能力和质量要求。
根据设备配置的基本原则,具体施工设备配置详见表3。
十、质量控制及检验
1、质量控制
(1)为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制,核对地质资料,在工程桩施工前,应先做不少于2根试验桩,并在竖向全长钻取芯样,检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度,根据发现的问题修订施工工艺。
(2)CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。
(3)桩长、桩顶标高及直径符合设计要求。
(4)CFG桩施工中,每台班均须制作检查试件,进行28d强度检验,成桩28d后及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验,其承载力、变形模量符合设计要求。
(5)通常桩顶混凝土密实度差,强度低,对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。
(6)为保证施工中混合料的顺利输送,施工中采取强制式搅拌机。
(7)桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。
(8)清土和截桩时,不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
(9)冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土采取保温措施。
(10)跳打施工时及时清除成桩时排出的弃土,否则会影响施工进度。
(11)整个施工过程中,安排质检人员旁站监督,并作好施工原始记录,记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
(12)CFG桩施工属隐蔽工程,施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。
2、检验
(1)所用的水泥、粉煤灰和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求;
检验数量:
同一产地、品种、规格且连续进场的水泥、粉煤灰,袋装200t为一批、散装500t为一批,当袋装不足200t或散装不足500t时按一批计。
同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料,分别每400m3为一批,当不足400m3时按一批计。
各种原材料每批抽样检验1组。
检验方法:
检查产品质量证明文件。
在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间,在粉煤灰库抽样检验粉煤灰细度,在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验检验其颗粒级配。
(2)CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程是师批准的参数进行控制。
检验数量:
每台班抽样检验3次。
检验方法:
现场坍落度试验。
(3)CFG桩混合料强度应符合设计要求。
检验数量:
每台班做一组(3块)试块。
检验方法:
每台班制作混合料试块,进行28d标准养护试件抗压强度检验。
(4)CFG桩的数量、布桩形式应符合设计要求。
检验数量:
全部检验。
检验方法:
观察、现场清点。
(5)每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
检验数量:
每根桩均进行检验。
检验方法:
料斗现场计量或混凝土泵自动记录。
(6)CFG桩顶端浮浆应清除干净,直至露出新鲜混凝土面。
清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。
检验数量:
每根桩进行检验。
检验方法:
施工前测量钻杆长度,施工中检查是否达到设计深度标志,施工后检查并清理浮浆,计算出桩的有效长度。
(7)CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。
检验数量:
检验总桩数的10%。
检验方法:
低应变检测。
(8)CFG桩按复合地基承载地基设计时,处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求;按柱桩设计时,处理后的单桩承载力应满足设计要求。
检验数量:
总桩数的2‰,且每检验批不少于3根。
检验方法:
平板载荷试验。
(9)CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合表5的规定。
表5CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
(客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准4.14.13P45)
序号
项目
允许偏差
检验数量
检验方法
1
桩位(纵横向)
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
桩身垂直度
1.0%
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50~100m深后,钢尺丈量
3、质量验收程序和组织
1)检验批由施工单位自建合格后报监理单位,由监理工程师组织施工单位专职质量检查员等进行验收。
监理单位对全部主控项目进行检查,对一般项目的检查内容和数量可根据具体情况确定。
2)分项工程由监理工程师组织施工单位分项工程技术负责人等进行验收。
3)分部工程由监理工程师组织施工单位项目负责人和技术、质量负责人等进行验收。
重要分部工程验收时,勘察设计单位项目负责人应参加。
十一、安全及环保要求
1、安全要求
1)危险源
由于本段路基处于莱阳站站场,靠近既有铁路线——莱烟铁路,施工中存在很大的安全隐患,该段施工主要考虑以下危险源、危害因素:
i、地下、地上管线及行车设备;材料堆码;
ii、临时工程及道口;
iii、机械作业(钻机施工);
iv、慢行施工、封锁施工。
2)施工中的安全操作规程
(1)机械进场前,对作业场地进行平实,其承载力满足机械作业要求。
(2)钻机作业符合下列规定:
i、钻机就位后调整钻杆垂直并对准桩位中心;
ii、启动前检查各部位连接情况;
iii、启动后作空运转试验,检查仪表、温度、制动等各项正常后,方可作业;
iv、钻进中如机架出现异常的摇晃、移动、偏斜或发出异常响声时,立即听钻,经处理后方可继续施钻;
v、改变钻杆回转方向时待钻杆完全停转后再进行;
vi、严禁直接用手清除螺旋片中的泥土;
vii、发现紧固螺栓松动时立即停机,紧固后方可继续作业。
(3)灌注作业应符合下列规定:
i、由专人负责输送泵和钻机的配合,并随时检查连接软管及接头情况;
ii、在钻杆芯管充满混合料后,方可开始提管,严禁先提管后泵料;
iii、控制提管速度与泵料速度相协调,并连续灌注成桩。
(4)机械移位时,根据行走装置的操作规程,由专人指挥,协调行动,防止机械倾覆。
移位后再次对机械各部位进行检查。
(5)成桩区严禁大型机械进入,开挖及清土作业采用小型机械,不得扰动桩间土。
(6)截桩机处理桩头时防止锯片伤人。
3)临近既有线安全施工
i、施工中的临时设施、材料、机具等严禁侵入行车限界。
材料堆码整齐,稳固牢靠,并派专人看守。
ii、营业线20m范围内严禁存放油料及其他易燃易爆品。
iii、封锁线路及慢行施工时,按规定申报施工计划,经审批同意后方可进行施工。
iv、营业线施工按规定设置施工安全防护,经验收合格后方可施工。
v、营业线的所有排水系统必须保持畅通,防止渗透。
如要破坏原有排水系统,需先建后断。
vi、施工防护标志、警示灯不得影响铁路行车信号。
vii、夜间施工有足够的照明及防护设施,照明灯光不应影响行车瞭望。
机械车辆在夜间作业时,应防止灯光干扰行车信号。
vii、雨、雪、大风天气施工时,采取防止大型机械滑溜、侧翻至行车限界内的安全措施。
viii、在施工紧靠既有线时,列车进入施工地段时需要缓行或警告死机注意鸣号时,除了要按铁道部颁布的现行《铁路技术管理规程》中所规定的防护办法防护外,在施工地段尚需1至2人手持信号旗,带口哨或喇叭的防护员。
当听到列车鸣笛或看见列车开来时,迅速督促作业人员远离行车线路或提醒作业人员注意。
防护员制定经过考试合格的铁路职工担任。
2、环保要求
1)施工中认真贯彻“预防为主,防治结合,综合治理”的原则,做到统一规划、合理布局,综合利用,严格控制污染源,保护生态环境。
2)结合工程实际情况,按照环境保护设计的各项要求,对在施工中可能造成环境的破坏和不利影响提出具体可行的防治措施和方案,并付诸实施。
3)施工便道、施工场地的规划和修建符合当地环境保护要求。
4)在CFG桩钻孔注浆加固施工中,钻孔内溢出的浆液回收集中处理,不得任意排放。
5)清洗施工机械和设备的废水、废油以及生后污水、废弃材料、垃圾等均集中处理,严禁随意排放、丢弃,防治污染环境。
6)完工后,必须进行施工场地清理。
7)施工和各项临时设施、施工机械运输组装场地、材料加工厂和混凝土厂等,均宜设在远离居民区常年主风向的下风区。
当无法满足条件时,采取适当的防尘、防噪声等环境保护措施。
8)各种运输车辆,不得超量装载运输,防止土石散落污染路面,施工便道要采用洒水压尘措施。
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