铁路地基处理总结

[公路] 高速铁路CFG桩试验总结报告(未完,初期稿件,最终版年底出)

武广客运专线武汉工程试验段 松软土路基CFG桩加固 总 结 报 告

中铁八局武广客运专线试验段项目经理部 二OO六年七月

CFG桩工艺性试验报告

一、试验目的

通过选择不同的施工机械、不同的施工方法，通过在现场的工艺性试验，以复核地质资料以及设备、工艺、施工顺序等是否适宜本试验段施工，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速率等各项工艺性参数，在监理单位确认后，方可进行施工；并经过武汉试验段现场路基CFG桩施工的实践及相关项目的检测，形成适合本标段能够指导现场施工的施工工艺。 二、成桩工艺性试验 （一）机械设备选择

根据现场的地质条件以及国内现有的施工CFG桩的机械情况，我部选择了五种机械，分别为：长螺旋钻机、振动沉管桩机、、旋挖钻机、冲击成孔桩机、锤击沉管桩机，通过现场试成孔试验及现场灌注混合料试验，对于每种机械的性能、适宜地质条件、对相邻桩的影响程度、成桩质量等方面综合考虑，最终确定选用长螺旋钻机及冲击成孔钻机进行工艺性试验。 （二）工艺性试验地点及桩位布置 1、长螺旋钻进法：

试验地点在DK1230+425（桩间距1.5m）及DK1230+419(桩间距1.2m)线路左侧路基坡脚线外侧,红线征地界内侧,该处下卧地质情况为黏土,软塑。

长螺旋钻进法共试验8根桩，分两个独立的桩群，四根一组，桩群净距6 m，桩间距按设计要求正方形布置，间距分别为1.5m和1.2m。具体布置见下图所示： CFG桩平面示意图（单位：cm）

广州

2、冲击成孔法：

试验地点在DK1237+792.75(桩间距1.5m)及DK1237+799.10(桩间距1.2m)线路右侧,红线征地界内侧,该处下卧地质情况为黏土,软塑～硬塑，夹有砾石层。

冲击成孔法共试验８根桩，分两个独立的桩群，四根一组，正方形布置，间距分别为1.5m及1.２m。具体布置见下图所示： （三）ＣＦＧ桩成桩 1、材料要求

混合料的强度等级要求标准试块养护28天强度为15MPa,坍落度根据不同的施工方法分别控制，现场搅拌混凝土控制为30～５０mm（长螺旋明灌法）及110～130 mm（冲击成孔法），泵送法混凝土控制在160～180 mm（长螺旋钻进芯管内泵送）。对于所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求。 2、配合比

1）长螺旋钻进泵送法

水泥：河砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水=1：4.75:6.00:0.67:0.033:1.00 2)长螺旋钻进明灌法

水泥：河砂：碎石：粉煤灰=1:4.15:5.50:0.5:0.9 3)冲击成孔法

水泥：河砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水=1:3.95:5.685:0.5:0.012:1.06 3、长螺旋钻进法施工：略,具体见试桩报告。 4、冲击成孔法施工：略，具体见试桩报告。 （四）CFG桩质量检测

CFG桩成桩28天后，分别进行了标准立方体抗压强度试验、低应变桩身完整性检测、抽芯取样强度检测。

1、低应变桩身完整性检测

两组各8根CFG桩的低应变检测结果分别如下： 1）长螺旋钻进法：4根I类桩，4根II类桩； 2）冲击成孔法：8根桩全部为I类桩。 具体检测情况见检测报告。 2、混凝土强度检测

现场制作混凝土标准立方体试件，在养护28天以后，进行试验抗压强度检测，强度均合格并偏高，具体见试验报告。

按照《铁路工程结构混凝土强度检测规程》分别对两组试桩进行了钻芯取样，经加工成标准试件后进行抗压强度检测，强度均合格，并较标准立方体试件偏低。 （五）试桩结论

1．确定施工设备和施工工艺。使用长螺旋钻机成孔及芯管泵送混合料灌注的施工方法，成桩速度快、质量比较好，适合本试验段施工；冲击成孔设备在无水的情况下，对位精确，移动灵活，对于地层变化如存在砂砾层等都能够成孔。在试桩期间也曾试用过多种设备，如振动沉管因地层较硬只能打到地表以下2～3m，很难达到设计深度；锤击沉管虽然成孔质量较好、效率高，但对邻桩影响较大，故均未采用。

2．确定了混合料原材料和配合比。混合料的各种材料技术指标均满足规范要求，采用试验配合比的抗压强度满足设计要求。

3．确定了相关参数。采用长螺旋钻机时，泵送混合料配合比的坍落度控制在160～180mm，混合料搅拌时间控制在60～120s，拔管速度控制在2.2m/min，施打顺序按成排顺度施工，成桩后不允许机械扰动。对于冲击成孔设备，参数同普通砼灌注施工。 三、施工工艺确定

通过现场试桩，两种主要的成桩机械各有优缺点：

（一）长螺旋钻机：主要适用于下卧地层为软土层、黏土层、粉土层的地基处理，对于有岩层及砂砾层的地基处理比较困难。施工机械化程度比较高，对位较精确，成孔率高，不会产生塌孔，可以实现成孔、成桩一次完成，对于地层水位高低没有影响。

（二）冲击成孔钻机：主要适用于没有地下水的地基处理，该型机械结构简单、轻便，移动灵活，对位精确，但是成孔、成桩不能一次完成，需要大量的人工配合，对于CFG桩成桩后的影响较小。 根据武汉工程试验段的地质条件：地基下卧层较复杂以及地下水位较高；两种机械分别适用的地质情况：长螺旋钻机对于地下水位没有限制，而冲击钻孔对于有地下水的地质情况不适应；再依据武广公司的强制性要求，决定选用长螺旋钻机进行施工。 四、路基CFG桩试验段施工

（一）工点：DK1237+800～+930段130m路基CFG桩地基加固。

（二）设计技术交底：2006年1月14日，武广公司武汉项目部组织咨询、监理、设计、施工单位在武汉工程试验段对DK1237+800～DK1237+930段130m路基CFG桩进行了设计图纸的技术交底和施工图核对工作。 （三）施工组织

在130m路基施工中采用长螺旋钻进成孔芯管内泵送混合料成桩的施工方法，在施工中加强泵送混合料成桩的施工控制，以提高CFG桩的成桩质量；加强各工序间的施工配合，以提高成桩的速度；在施工中不断积累相关数据，为以后大面积展开施工提供参考经验。 1、施工准备

测量准备：施工测量严格按测量规范要求进行，所有测量仪器都进行校核与检定，保证测量精度。 技术准备：施工设计图纸及有关施工资料到位后，组织技术人员进行图纸复核，组织相关人员培训、学习相关技术规范及施工细则、设计文件，做好施工前的技术准备工作。

施工技术交底：根据施工图，技术人员要进行技术交底。交底内容包括：施工方法、施工工艺、施工安全、机械使用等。

物资准备：材料的取样试验工作已经按规范要求完成，全部采用试桩所选用的材料。

人员配备：普工5人、钻机操作手4人、汽车驾驶员2人、搅拌机操作手2人、修理工及电工4人、技术负责人1人、现场施工记录人员2人、试验人员1人、现场领工员2人、工班长2人、测量人员3人，计28人。

机械及仪器准备：配置先进的施工机械及土工、混凝土检测设备、测量仪器及仪表。详见下表： 设 备 配 备 表

序号 机械名称 规格 数量（台） 说明 1 长螺旋CFG桩机 DDJ-32 1 2 装载机 CAT938F 1 3 自卸汽车 10t 3 4 挖掘机 CAT320C 1 5 混凝土搅拌机 JS750 1 6 混凝土罐车 7m3 1 7 发电机 250KW 2 8 全站仪 LeicaTCRA1101 1 9 水准仪 1 10 捣固棒 4 11 电焊机 1 12 其它小型机具 2、长螺旋施工工艺流程

长螺旋钻机芯管内泵压混合料灌注施工流程图

钻机就位：钻机就位后，应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％。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。

混合料搅拌：混合料搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在60～120s，塌落度控制在160mm～180mm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并在电脑中有详细记录。

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。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，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。

为加强工程地质复核，加密设计地勘断面（25米间隔），在施工前先在规划好的断面位置进行地质复核，并进行详细记录绘制成地质纵断面图，作为施工参考；或在一定区域范围内第一个孔进

行地质复核，作为本区域CFG桩施工的依据。

在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考。 灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌注，每根桩的投料量应不少于设计灌注量。钻杆芯管充满混合料后开始拔管，施工桩顶高程宜高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。

在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。

灌注时采用静止提拔钻杆，在特殊情况下采用边转边提进行灌注，如圆砾层等情况下，拔管速度控制在2～3m/min。

移机：上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，移位，进行下一根桩的施工。

现场试验：对于每盘混合料，试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每台班做1组试块，测定其28天抗压强度。 3、施工工效

该段路基CFG桩施工时间为2006年元月22日～3月3日，其中净工作时间为24天。使用该型号长螺旋钻机芯管内泵送混合料的施工方法，单机成桩工效约450m/天（24小时），且不受地下水的影响，适合各种软土地层。 （四）试验检测

在成桩28天以后，按验标要求进行了混合料28天龄期标准立方体试件抗压强度≮15Mpa；成桩28天后采用低应变检测CFG桩桩身完整性；CFG桩按复合地基设计时，处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求；增加单桩承载力检测以校核复合地基承载力。

CFG桩检测试验结果在上报业主、设计、监理方后，在经过第三方检测后，经分析确定，该段路基CFG桩施工，成桩质量满足设计要求及验标要求，可以进行下一步工序施工。 （五）路基CFG桩试验段成果

1、验证了长螺旋钻管内泵送砼施工的参数并加强了各工序间的配合，并使各项参数的确定及控制更加准确、熟练；

2、通过试验段的各项检测结果分析，确定了CFG桩的检测程序及指标要求； 3、修正了原验标中对于桩位偏差的标准，对于个别地段的偏差超限的问题处理方法； 4、对于特殊地质情况下CFG桩成桩的处理方法。

二OO六年八月

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