CFG桩试桩方案Word格式.docx
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0.52。
混合料试块标准养护28d立方体抗压强度标准不小于设计混凝土强度。
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)适用于黏性土、粉土、沙性土、杂填土及湿性黄土地基,对淤泥质土及夹有块石或碎石、卵石层的地基,应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
2工程概述
2.1线路概况
昌赣客运专线位于江西省中南部,北连江西省会南昌市,南接江西重镇赣州市,本线自南昌枢纽引出,沿既有京九通道向南延伸,经宜春市所辖的丰城、樟树,吉安市及其所辖的新干、峡江、吉水、吉安、泰和、万安,由兴国经赣县至赣州市。
试桩里程范围为DK137+562.71~DK145+100。
2.2试桩桩基工程概况
DK141+164.45段路基DK141+153.15断面的四根CFG桩基试桩,其参数为:
单根桩长4m,桩径0.5m,桩间距1.7m,呈正方形布置,单桩承载力为335KN。
单根混合料方量0.886m3,共计3.54m3。
桩顶设钢筋混合料桩帽,尺寸0.9m*0.9m*0.35m,单根C16钢筋量为25.778kg,共计103.112kg,单根C12钢筋量为8.743kg,共计34.972kg,A10钢筋量为1.695kg,共计6.78kg,混凝土方量为0.28m3,共计1.12m3。
DK144+930.48~DK145+100段路基DK145+000断面的四根CFG桩基试桩,其参数为:
单根桩长7m,桩径0.5m,桩间距为1.7m,呈正方形布置,单桩承载力为620KN。
单根混合料方量1.47m3,共计5.8m3。
2.3试桩施工环境概况
2.3.1工程地质
1)地形地貌
DK141+005.67~DK141+164.45段路基地势起伏,广泛为林地;
DK144+930.48~DK145+100段路基地势平坦,广泛为田地,主要农作为水稻。
2)地层岩性及工程地质特征
DK141+005.67~DK141+164.45段路基:
(1)1-1:
:
素填土:
花岗岩,褐黄色,全风化,III;
r=20KN/m3,Cu=20KPa,Фu=18°
,Es1-0=9Mpa,σo=250KPa。
(2)1-2
;
花岗岩,褐黄色,强风化,σo=450KPa,IV。
(3)1-3
花岗岩,褐黄色,弱风化,σo=800KPa,IV。
DK144+930.48~DK145+100段路基:
(1)1-2Q4ml人工填土,铁路填筑土,II。
(2)3-2Q4al+pl粉质黏土,软塑,σo=150KPa,II。
(3)8-2Q4al+pl,褐黄色,稍密,σo=150KPa,I。
(4)3-3
plx碳质灰岩,黑白色夹灰白色,弱风化,σo=800KPa,V。
3)物理地质
地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
2.3.2水文条件
1)地表水:
地表水发育,以水塘水、溪水为主,接受大气降雨补给:
2)地下水:
地下水不发育,多为孔隙潜水,接受大气降水补给,季节性变化明显,水位埋深0.1~3.5m。
3)地表水、地下水有酸性侵蚀、二氧化碳侵蚀,化学环境作用等级为H1。
碳化环境作用等级为T2。
2.3.3气候条件
线路沿线属中亚热带丘陵山区季风湿润型气候,区域内气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,日照充足,无霜期长。
沿线多年平均气温18.3℃。
七月为最热月,多年平均气温29.5℃,极端最高气温40.2℃;
一月为最冷月,多年平均气温6.2℃,极端最低气温-8℃。
多年平均日照时间1821.8h,无霜期256-238d左右。
多年平均降水量为1459.8mm,年最大降水量2183.1mm,年最小降水量982.8mm。
最大日降水量198.8mm。
全年主导风向为北风,多发生在冬春季节,7、8月多西北风,长有台风入侵,多年平均风速2.4m/s,多年平均最大风速15m/s。
最大风速20m/s,风向为南(S)风。
2.3.4道路立交、航道及管线情况
路基施工段与周围村庄村道并无交接,临时便道已拉通至周围村道和国道,经探明地下并无管线。
2.3.5征地拆迁数量、类别、特殊拆迁项目情况
首件CFG桩位于的DK141+005.67~DK141+164.45段路基及DK144+930.48~DK145+100段路基红线范围内的施工用地已全部完成。
3施工总体部署
3.1施工准备
3.1.1技术准备
项目部组织技术人员、质检人员认真对CFG试桩桩基设计图纸、地质报告、相应规范进行掌握。
并编制工序卡控表和技术、安全交底。
对施工场地进行平面布置,包括桩位平面布置图、临时弃土区域、施工便道、临时用电。
3.1.2物质准备
根据工程技术部所提供的物质需用计划,结合现场的进度情况对原材进行采购,保证原材料可及时供应。
并且在施工前,物资部配合试验室进行原材料的检测。
并组织项目部各部门对进场钻机的验收,并对机械所存在的问题,跟踪整改工作,确保在桩基施工时,机械性能完善。
3.1.3现场准备
施工现场根据技术所绘制的平面布置图,提前对施工场地进行平整、施工用水、用电进行布置,保证在开工前现场满足“三通一平”。
3.1.4施工用水
施工现场用水采用就近取水,路基段DK141+005.67~DK141+164.45附近有水库,可用运水车将水运至现场;
路基段DK144+930.48~DK145+100紧挨峡江站,可利用峡江站的供水。
3.1.5施工用电
沿线电力资源较丰富,地方10kV高压电力线或交错或平行铁路线路分布,施工用电可就近“T”接引入。
路基段DK141+005.67~DK141+164.45与腰湖大桥共用一台630KVA变压器,路基段DK144+930.48~DK145+100与峡江站站场共用一台630KVA变压器,并采用电线架空的方式对CFG桩桩基施工进行供电。
3.2人员、机械配置
3.2.1人员配置
序号
人员
人数
职责
1
领班
2
负责首件CFG桩施工的全面工作。
技术员
负责首件CFG桩的测量、放线,和首件CFG桩工序资料的编制。
3
钻机操作手
桩基施工时,对钻机的操作,和钻进施工记录标的填筑,平时对钻机的养护和维修。
4
普工
泥浆制备,钻机的养护,机管安装,混合料浇筑
3.2.2机械、设备配置
名称
型号
数量
备注
长螺旋钻机
CFG*-23
地泵
HBTS80
罐车
10方
5
自卸汽车
6
装载机
7
自助发电机
8
挖掘机
3.2.3资金配置
根据合同条款,安排用款计划;
用款计划与施工进度计划相协调;
根据备料及设备订购计划安排用款;
项目要备有适度的周转资金;
公司设专用资金,用以调节工程用款。
3.3施工计划
(1)挖方地段CFG桩试桩:
试桩桩基施工计划:
2015年10月20日-2015年10月21日;
试桩桩基施工总结:
2015年11月20日-2015年11月21日。
(2)填方地段CFG桩试桩:
2015年10月10日-2015年10月11日;
2015年11月10日-2015年11月11日。
3.4实验参数
DK141+164.45段路基DK141+153.15断面的四根CFG桩基试桩,单桩承载力为335KN;
DK144+930.48~DK145+100段路基DK145+000断面的四根CFG桩基试桩,单桩承载力为620KN。
对成型后的桩身采用7天内低应变无损检测和成桩后28天后钻孔取芯方法检测。
无损检测数为总桩数的10%,且不少于3根;
取芯检验数为总桩数的0.2%,且不少于3根。
成桩28天后对试桩进行静载试验,数量为试桩总桩数的1%且不小于3根,总桩数在50根以下的不少于2根。
4施工方案
4.1施工流程
见下页施工流程图。
图4.1工艺流程框图
4.2施工工艺
4.2.1平整场地
按要求进行场地平整,清除杂物,换除软土,夯打密实。
4.2.2测量定位
施工放样。
采用全站仪进行桩基施工放样。
试桩需用仪器在区域定出四个角点,桩基放样点位精度小于5mm,钉上铁钉标示桩基中心位置。
放样完成后现场施工人员做好护桩的埋设,对放样结果做好保护。
4.2.3钻进就位
长螺旋钻机的设置及调整
钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。
保证钻机工作正常。
保证桩位附近平整,把钻机开到桩位旁,螺旋钻头的尖端正对桩位标注点。
桩位偏差应该控制在5cm以内。
钻杆垂直度控制采用挂垂球的方法测量,每根桩施工前均要由旁站人员进行桩位中心及垂直度检查,确保CFG桩垂直度偏差不大于1%,检查合格后方可开钻,并记录好桩位偏差和垂直度。
根据设计桩长,确定钻孔深度并在钻机塔身相应位置作醒目标注,作为施工时控制桩长的依据,当动力头底面到达标志时,桩长即满足设计要求。
4.2.4钻孔作业
关闭钻头阀门,使钻杆向下移动至钻头触及地面时,开动钻机旋动钻头。
一般应先慢后快,同时检查钻孔的偏差并及时纠正,在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时,应停机或放慢进尺,防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏,遇到障碍物应停止钻进,分析原因,禁止强行钻进。
若地质与设计不符,应及时通知设计单位处理,并记录好开钻时间、钻进速度、不同地质的电流值、成桩瞬间电流,以进行地质复核。
钻杆下钻到预定深度,现场施工技术人员根据地质勘察报告以及实际钻孔出土观察分析,是否达到设计要求的土层。
如遇特殊地质情况,应由CFG桩复合地基设计人员根据图纸与现场地质实际情况综合确定。
钻渣要及时运出工地,弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。
4.2.5泵送混合料、拔管、清土
混合料搅拌采用搅拌站集中拌合,所用材料必须进行配比试验,经检验合格确定配比后方可使用,水泥等应有产品出厂检验合格证,混合料搅拌必须由专人操作,严格执行砼配比及计量标准。
水泥、粉煤灰、碎石混合料应用搅拌机拌合。
坍落度、拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制,且拌合时间不少于60s。
混合料采用混凝土罐车运输至施工作业现场,在运输过程中及在现场等待过程中,混凝土运输车必须慢速旋转,严禁停转。
在每次卸料前必须时混凝土运输车强制搅拌30s,防止混合料凝结。
在混合料运输至施工现场前,应将地泵、泵管等泵送材料组装完成,并将混合料泵的料斗及管线用清水湿润(润滑管线,防止堵管),然后搅拌一定的水泥砂浆进行泵送,并将所有砂浆泵出管外。
长螺旋钻机管内泵压混合料灌注施工时,应在混合料充满泵送管后方可提钻。
施工过程中应经常检查泵送压力、弯头和钻杆状态,防止机管堵塞。
泵送混合料,钻杆芯管充满混合料后开始拔管,边泵送边匀速拔管至桩顶,混合料的泵送量和拔管速度相匹配,混合料灌注过程中应保持混合料面始终高于钻头15~25cm,拔管速率控制在2m/min,泵送应连续,不应停料待料,并根据试桩泵送参数调整至符合施工现场的条件。
泵压混合料至设计桩顶高以上0.3~0.5米,即可停止压灌,将孔周围的残渣清至指定地点。
灌注过程中记录好灌注时间、拔管提升速度、混合料坍落度、混合料实际灌注量等相应记录。
4.2.6地质情况记录
地质情况记录按相应的地质的相关的表记录;
长螺旋钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》,主要填写内容为:
工作项目,钻进深度,钻进速度及孔底标高;
《钻孔记录表》由专人负责填写,交接班时应有交接记录;
根据长螺旋钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录,绘制孔桩地质剖面图,每处孔桩必须备有土层地质样品盒,在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间;
钻孔时要及时清运孔口出渣,避免妨碍钻孔施工、污染环境;
钻孔达到预定钻孔深度后,提起钻杆,测量孔深、孔径。
4.2.7钻机移至下一位置
混合料泵送结束后,及时转移至下一钻孔地点。
打桩采用跳桩法施工,在每个断面面向大里程从右边第一根桩开始从右往左隔桩开钻,如下图所示,先施工AB两根桩,混合料泵送结束后移动钻机再施工CD两根桩。
4.2.8桩间土开挖、桩头处理
施工完成后及时清除多余渣土并运至弃土场,清理时不得扰动桩间土,CFG桩施工完强度达到设计强度的70%(夏季约4~5d,冬季约7~8d,需根据同条件试件确定具体时间)。
清理桩间土应采用小型机具配合人工进行。
桩身达到设计强度的70%后,施工桩帽前,应先凿除部分桩体至桩帽底部高程。
截除桩头应采用机械切割,不应损坏桩体,影响桩的完整性。
4.2.9桩基检测
CFG桩施工中每根桩的投放量不得少于设计值。
每台班抽样检验混合料坍落度3次,坍落度符合工艺性试验的确定的偏差范围,每台班应制作试件,一组3块,进行28d抗压强度试验。
CFG桩的数量、布桩形式应符合设计要求。
CFG桩施工过程中,每贯入1m及仪表突然变化时记录电流表或其他能反应贯入阻力的仪表读数和对应地层高程。
清除浮浆后桩的有效长度满足设计要求,施工前测量钻杆长度,施工中检查是否达到设计深度的标志,施工后检查并清楚赶紧浮浆,直至露出新鲜混合料面,计算出桩的有效长度。
对成型后的桩身质量采用7天内低应变无损检测和成桩后28天后钻孔取芯方法检测。
CFG桩基试桩处理后的单桩或复合地基承载力应满足设计要求。
4.2.10桩帽施工
CFG桩顶设置C35钢筋混凝土方形桩帽,桩帽采用现场浇筑,顶宽90x90、厚35cm。
与桩帽相联的桩面应平整并且水平,伸入桩帽不少于10cm。
CFG桩达到设计标高、桩头打磨后,采用竹胶板加方木作为桩帽模板,灌注前保证砖模接缝严密、不漏浆、无杂物、无积水。
采用C35混凝土人工浇筑,每个桩帽需留置2组试块,浇筑混凝土时需用小型振捣棒密实,人工用钢抹子抹平,混凝土坍落度应控制在160—200mm。
桩帽施工期间,若下雨,则用布条或厚塑料布覆盖,防止桩间土被水浸泡,桩帽施工完毕后,及时进行混凝土养护。
5质量控制与检查
5.1质量控制
桩基是一种深入地下的隐蔽工程,其质量不能直接进行外观检查,在施工全过程中,必须采取有效的质量控制措施,以确保灌注桩质量完全满足设计要求。
桩基质量控制点包括桩位、桩径、桩斜、桩长、桩底沉渣厚度、桩顶浮渣厚度、桩的结构、混合料强度和匀质性等内容。
5.1.1桩位控制
施工现场泥泞较多,桩位定好后,无法长期保存。
为确保桩位质量,可采取精密测量方法,即用全站仪定位CFG桩区域四角点,从四角点通过卷尺外拉控制桩间距。
5.1.2桩斜控制
钻进中及时测定孔斜,保证孔斜率小于1%。
发现孔斜过大,立即采取纠斜措施。
5.1.3桩径控制
根据地层情况合理选择钻头直径,对桩径控制有重要作用。
孔径可比钻头直径大5~10cm。
在砂层、砾石等松散地层,为防止坍塌掉块而造成超径现象,应合理调整灌注混合料时间。
5.1.4桩长控制
施工中对地面口高程与各项设计高程都要搞清楚,正确进行换算。
5.1.5桩顶控制
灌桩的混合料,通过机管底部流出,填补孔底空间。
随着灌注的继续,混合料面不断升高。
当混合料灌注至最后一斗时,应准确探明浮渣厚度。
计算调整末斗混合料容量。
灌注完以后再复查桩顶高度,达到设计要求时将机管拆除,否则应补料。
5.1.6混和料强度控制
根据设计配合比,进行混合料试配,快速保养检测。
对混合料配合比设计进行必要的调整。
严格按规范把好水泥、砂、石的质量关。
有质量保证书的也要进行核对。
灌注过程中,经常观察分析混合料配合比,及时测试坍落度,试配时为节约水泥可加入适量的外加剂,降低水量,提高混合料强度。
严格按规定作试块,在拌合机出料口或浇筑现场取样,并留置两组试块保证取样质量和数量。
混合料试块一组由3个150mm×
150mm×
150mm立方体组成。
5.1.7原材料控制
对每批进场的钢筋、水泥、外加剂等原材料,应严格检查标号、出厂日期和出厂实验报告等材质证明文件并抽样检查,各项性能指标均符合设计要求才能使用,严禁使用不合格或过期硬化水泥。
除外加剂另委托相应资质的试验室进行1~2次专门检验外,其余原材料抽样检查的主要要求如下:
1)水泥
质量要求:
采用普通硅酸盐水泥,水泥碱含量不超过0.60%,三氧化硫含量不超过3%,氯离子含量不超过0.06%,熟料中C2A含量不超过8%。
检查数量:
同一产地、品种、规格连续进场的水泥,袋装水泥200t一批,散装水泥500t一批,当袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t时也按照一批计,每批抽检一组。
检验方法:
检查产品质量证明文件,在水泥库抽样检验。
2)粗细骨料
细骨料采用砂或者石屑,粒径2.5~20mm,含泥量不大于3%,氟化物含量不大于0.02%,粗骨料含泥量不大于1%,氯化物含量不大于0.02%。
同一产地、品种、规格连续进场的粗细骨料,分别每400m3为一批,当不足400m3时也按照一批计,每批抽一组。
在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验检验其颗粒分配。
3)粉煤灰
2级或2级以上,氯化物含量不大于0.02%,烧失量不大于5%,含水率不大于1%。
同一产地、品种、规格连续进场的粗细骨料,分别每200t为一批,当不足200t时也按照一批计,每批抽一组。
检查产品质量证明文件及抽样检查。
4)外加剂
氯化物含量不大于0.2%,收缩率比不大于135%的聚羧盐酸系减水剂。
同一厂家、批号、品种、同一出厂日期的产品,分别每50t为一批,当不足50t时也按照一批计,每批抽一组。
可采用饮用水,当采用其他水源应取样鉴定,不得采用侵蚀性的水作为施工用水。
5.1.8灌注和拔管控制
1)在混合料灌注前检查混凝土运输车的数量,不能满足要求的不能进行混凝土灌注作业,避免出现灌注过程中停工待料的现象。
2)提钻前需开动混凝土输送泵,将管道内混合料充满,特别是地下水比较丰富的地段。
3)提钻的过程中严禁旋转钻头,避免泥土掉入桩中形成断桩。
4)钻孔至设计高程后,空钻10S~30S,停钻后提钻,首次提钻的高度在0.5m左右,开始泵送混凝土,待管道内混凝土填满后在匀速提钻灌注,检查管道内混凝土是否填满,管道顶端的排气孔是否喷射混凝土为准。
5)提钻速度根据混凝土输送泵的类型确定,对60泵速度控制在2~2.5m/min,80泵速度控制在2.5~3.0m/min,具体根据现场试验和试桩成果确定,按此提钻速度施工完成后及时检测对施工质量进行检测确认。
6)提至桩顶后亦需要停止10~30s泵送混凝土,保证桩头质量。
7)在提钻灌注过程中,提钻、放灰和混凝土泵的配合要协调,统一指挥,三者之间要有必要的联系工具,以保证配合一致。
5.2质量检查
5.2.1成孔质量检查
CFG桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混合料前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
CFG桩的成孔质量检查项目及检查方法见表1。
表1CFG桩检查项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
桩混合料强度(MPa)
在合格标准内
孔的中心位置(mm)
50
孔径(mm)
不小于设计桩径
倾斜度(%)
孔深(m)
符合图纸要求
5.2.2桩身混合料质量检查
每桩在泵送混合料时,对搅拌的混合料进行取样成型,到龄期后进行室内有关混合料指标试验。
混合料试件成型组数按设计规定的数量。
检测方法符合《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751)和施工设计图的规定。
6CFG桩常见问题及预防措施
6.1钻孔偏斜
1)偏斜原因
(1)钻孔中遇有较大的孤石或探头石;
(2)扩孔较大处,钻头摆动偏向一方;
(3)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移;
(4)钻杆弯曲,接头不正。
2)预防和处理
(1)安装钻机时要使转盘、底座水平,固定钻杆的卡孔和护筒中心者应在一条竖直线上,并经常检查校正;
(2)钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直;
(3)在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。
6.2堵管
1)现象:
泵送混合料过程中,无法继续进行的现象。
2)造成原因:
初灌时,隔水栓堵管;
混合料和易性、流动性差造成离析;
坍落度过小;
各种机械故障引起混合料浇筑不连续,在机管中停留时间过长而卡管等。
3)防治措施
(1)应确保机管连接部位的密封性,机管使用前应试拼装、水密、抗拉等试验,以避免机管进水。
在混合料浇筑过程中,混合料应缓缓倒入漏斗的机管,避免在机管内形成高压气塞。
(2)在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
6.3灌注过程中混合料上升困难
1)事故原因
(1)混合料供料间隔时间太长,灌注停顿,混合料流动性变小。
(2)混合料和易性太差。
(3)机管埋深过大。
(4)在灌注将近结束时,由于机管内混合料柱高减小,超压力降低。
2)补救措施
(1)提起机
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