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路基基底处理CFG桩施工组织方案

2023-02-04 来源:乌哈旅游
路基基底处理CFG桩施工组织

第一章 编写依据及范围

一、编制依据

1、哈齐客专目前施工图纸及相关的技术要求。

2、国家、地方有关方针政策和国家、铁道部有关规范、规程及验标等。

二、编制范围

目前拟施工的松花江桥尾位臵处的路基段。

第二章 工程概况

一、工程简介

主要为路基软基础处理和路基填筑,其中路基软基础处理主要方式为CFG桩。沿线地质主要为为第四系及第三系地层,第四系地层可分为全新统人工堆积层(Q4ml)、全新统新近沉积层(湖沼沉积层Q42l+h、风积层Q42eol)、上更新统的冰水冲积层(Q3fgl+al),中更新统湖积层(Q2l),下更新统冰水冰川层(Q1fgl+gl);第三系主要为上新统的太康组(N2t)。

二、技术标准 铁路等级:客运专线 正线数目:双线 设计速度:250km/h

最小曲线半径:5500m,引入枢纽减、加速地段,采用与行车速度相适应的线路平面标准;

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最大坡度:20‰ 线间距:4.8m 牵引种类:电力 动车组类型:动车组 到发线有效长度: 650m

列车运行控制方式:自动控制(CTCS-3) 行车指挥方式:CTC

建筑限界:按满足300km/h速度规范要求执行

第三章 总体施工组织部署

一、施工工期及目标 1、施工工期

按业主要求的时间完成相应的任务。 2、施工目标

施工质量达到设计要求,单位工程一次验收合格率100%。 杜绝较大(及以上)施工安全事故;杜绝较大(及以上)道路交通责任事故;杜绝较大(及以上)火灾事故;控制和减少一般责任事故。

二、施工组织管理

公司将根据该桥目前的施工任务,组织实践经验丰富、业务能力强、综合素质高的人员组成跨三环路桩基施工工区,组织具有丰富施工经验的施工人员完成目前的任务。

三、临时设施

根据目前拟施工的地段的任务,结合现场实际情况,便道利用附近的乡村道路,施工用水就近利用附近水塘内的水,用电就近利用当

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地的电源,施工用搅拌站利用路基边上的铁路用地进行建设,人员就近租用当地民房。具体详见施工场地平面布臵示意图。

第四章 总体施工方案

一、施工方案

根据目前的安排,准备进行松花江特大桥桥尾位臵附近处路基的地基处理施工,地基处理主要为CFG桩。具体里程位于DK5+ ~ DK5+,长度约 m,

CFG桩复合地基区别于桩基的主要特点就是:充分考虑发挥桩间土的承载力,所以施工中应尽可能减小桩间土的扰动,根据本工程场地地质资料,为保证桩身施工质量,尽可能减小桩间土的扰动,确保本项目的顺利进行,合理的选择机械施工工艺,是CFG桩施工项目顺利进行的关键。施工拟采用长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩工艺,水下泵送砼,边压砼边拔管,采用臵换加固,穿透力强,单桩承载力高,并且能够达到设计承载力的要求(单桩承载力特征值≥600kN,复合地基承载力≥210KPa),对桩的质量有保证。 二、施工方法 1 施工准备工作

施工场地:达到“三通一平”,在路基打桩区域及两侧3米范围内铺设0.8-1m厚碎石工作垫层(粒径3-5cm)。打桩作业场地周围设臵排水沟。

施工范围内的地上、地下障碍物、管线要清理或改移完毕。 供水:水源从由当地附近的水塘就近,采用DN100给水管引入,

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用水管引至钻机作业现场即可。

供电:施工时,从当地既有供电网引至施工现场即可。 测量放样:进场后,测量人员对业主交付使用的导线点、水准控制点进行详细检查核对,及时将测量成果报相关部门。施测时必须严格依据设计图纸准确计算,利用全站仪放样,全部成果及时报业主及监理工程师审定,施工测量必须做到:事前检查、事中检查、事后检查的原则,发现问题及时解决。 2 施工顺序:

结合CFG桩结构布局特点及现场地质条件,拟采取: 从中心向外推进施工(圆环形布桩方式)或从一边向另一边推进施工(正方形或梅花形网格状布桩方式)(根据设计院提供图纸的具体情况确定),为了尽可能减小桩间土的扰动,控制施工工艺,发现特殊情况,做出具体的改变,必要时采用间隔跳打的施工方式。 3 设备选配:

采用KLB-75型步履式长螺旋钻机2台;QZ-60型混凝土输送泵2台;500型强制式搅拌机1台;装载机1台;电、气焊设备1套;水准仪、全站仪1套等及其他配套设备。(设备要根据进场情况更改) 4 施工工艺:

定位放线→启动桩机对准桩位→桩机调平、钻杆调直→关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌→开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高→成桩完毕→停机移位至下一桩位。

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CFG桩工艺流程图: 移机下一桩位 调平、调直 开工 钻孔对位 钻 进 混合料搅拌 钻深约15.00m 灌料、提升 成 桩 停灌桩顶标高 5 主要分部工程的施工方法:

(1)桩尖的预制与埋设(看设计院的图纸要求)

由于桩尖外形特殊,一般采用钢模结合地模进行预制。桩尖的锥体部分埋入地模,柱体部分外露采用钢模,以便桩尖脱膜时地模免受破坏。为提高桩尖预制进度,一般要在桩尖混凝土内掺入早强剂。当桩尖达到设计强度后,方可采取小型挖掘机配合人工按技术放样位臵进行埋设。桩尖应埋入地表下300mm左右,平面位臵偏差控制在50mm之内。

(2)桩机进场

根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度、沉管长度和标定的配重进行设备组装。

(3)桩机就位

桩机就位必须平整、稳固。待桩机就位后,调整沉管与地面垂

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直,确保垂直度偏差不大于1%。

(4)沉管

桩机就位后, 扣准埋设好的预制桩尖开始沉管,沉管过程中注意调整桩机的稳定,严禁倾斜和错位。待沉管至设计标高并抬架时应开动马达,原地留振不小于10s(采用中间夹层作为持力层时根据设计要求和现场试验,为避免桩尖穿透持力层可不作留振要求),以确保桩尖进入持力层不小于桩径的1.5倍。沉管过程中做好记录。

(5)材料要求及混合料搅拌(看设计院提供的设计要求) 水泥采用强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥,水泥进场时应有出厂合格证并有现场见证抽验报告。

粉煤灰一般采用细度不大于25%的Ⅱ级或Ⅱ级以上的粉煤灰,粉煤灰进场时同样要求必须有合格证并有现场见证试验报告。粉煤灰具有一定的抗腐蚀能力。

碎石粒径采用20~40mm级配,其含泥量不大于3%且符合国家现行标准。《普通混凝土用碎石或卵石质量标准检验方法》JGJ53 的规定。

石屑一般采用粒径2.5~20mm含泥量不大于5%,细模度符合中砂要求。当石屑缺少时,可采用中砂或粗砂代替石屑。

为控制成桩后桩顶浮浆厚度不超过200mm,混凝土的坍落度应控制在30~50mm之内。混合料应严格计量,强制搅拌,每盘混合料的搅拌时间不得小于1 min。

(6)投料

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终孔后须尽快用料斗进行空中投料,直到管内混合料面与钢管料口平齐,如上料量不够,须在拔管过程中补充投料,以保证成桩桩顶标高满足设计要求。

(7)拔管

投料后即可进行拔管, 拔管时速度一般控制在0.8~1.0 m/min,边振动边拔管, 拔管速度保持均匀一致,在拔管过程中不允许反插。

(8)封顶

当桩管拔出地面,确认桩符合设计要求后,其上部可用粒状材料或粘土进行封顶并做好标记。此时应注意,封顶的顶面标高应加上保护桩长的高度。(注:保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长,一般取50~70cm,扩大桩头施工时将其剔掉,以确保顶部桩体质量)

(9)破桩头

桩身达到龄期后,在确定桩顶标高施工扩大桩头前,应先凿除桩体保护桩长至扩大桩头底部标高。砍桩头前桩周工作垫层碎石土为避免机械扰动造成断桩宜采用人工进行开挖。砍桩头可采用风稿自上而下凿除混凝土至指定标高,也可用錾子对称截桩至指定标高。

(10)接桩

当CFG桩在凿除浮浆后或由于浅部断桩(1.5m之内,超过1.5m接桩开桩土体可能回导致相邻CFG桩断桩)造成桩体顶面标高低于扩大桩头底面标高时,应采用强度高出桩身一级的混凝土进行接桩。

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接桩部分的桩径应比设计桩径大20cm,与既有桩体的咬结长度不小于20cm。见下图所示: CFG桩接长示意图比桩身强度高一级混凝土接长长度扩大桩头底部标高10cm10cm≥20cmCFG桩桩身 (11)质量检验 成桩时间达28天后方可静载荷试验,以确定CFG桩复合地基承载力标准值。

三、劳动组织

每台打桩机可配备机组长(指挥者)1人、打桩机操作1人、后台拌料4人、前台运料3人,共9人组成打桩机组。可根据需要进多台打桩机。

此外, 整个施工段设测量定位3人、埋设桩尖3人。另,破桩头和接桩、制作扩大头可根据具体情况进行安排。 四、质量要求

1严格过程控制:定位偏差、垂直度要求符合规范,严格按施工参数:配合比、塌落度、终孔条件、拔管速度施工。

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2 做好检测和测试工作。

3 为避免出现CFG桩断桩率较高的质量通病,采取以下措施: (1)采用片石、碎石工作垫层的石块粒径不大于30cm。 (2)施工新桩时与已打邻桩的间隔时间不应小于7d,必要时可在混合料内掺入缓凝早强剂。

(3)桩时应从路基中间向四周推进施工。 五、通病及事故处理措施

CFG桩通病主要是:

1、堵管:堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点:

(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,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m3~100kg/m3的范围内,坍落度应控制在160mm~200mm之间。

(2)混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。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

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流动性差,也容易造成堵管。

(3)施工操作不当。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、硬管内混合料连续时提钻。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)冬期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。冬施时,有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。

(5)设备缺陷。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清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。

2、窜孔:在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况,打完一

棵桩后,在施工相邻的桩时,发现刚施工的临桩的桩顶突然下落,当桩泵入混合料时,临桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条:1.被加固土层中有松散饱和软土层;2.钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3.土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生触变。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施: (1)采取隔桩、隔排跳打方法;

(2)设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,

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避免打桩的剪切扰动;

(3)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;

(4)合理提高钻头钻进速度。

3、桩头空芯:主要是施工过程中,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: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、桩孔偏斜:主要因为地面不平,导向设施出现偏差,钻架

不正或钻杆弯曲,钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查,做到水平、稳固,对钻杆、接头要逐个检查,保证钻杆顺直,有足够的刚度。在钻进时,土层由软变硬时要少加压慢给进。

6、钻进困难:主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块,

钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头,采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深,应进行清除后复钻,

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如不易挖出则改变桩位。

第五章 施工安全及质量措施

一、安全措施

首先进行地面附着物的调查,对现场的各种电杆、管线进行产权调查,对地下可能埋设的管线进行认真仔细的走访调查,确定相关的位臵,联系相关的单位进行拆迁改移。

施工中发现地下不明管道、线缆时及时与有关部门联系,确认做好防护后再继续施工。地下管道、线缆处施工时,在征得有关部门同意后,备齐备足必要的抢修材料,制定出应急方案后再行施工。

在低凹地段施工时,做好排水防洪工作。 施工时,在施工区边缘设臵安全标志。 二、质量措施

施工前组织参加施工的管理人员、技术人员、作业人员进行技术培训和交底,使全体施工人员了解设计意图,熟悉工程内容、特点、施工方案及各项要求,确保工程顺利进行。编制路基施工作业指导书用于指导施工。

在进行地基处理前,根据施工图设计提供的地质资料进行现场复核和补充地质勘探,并结合室内土工试验进行地基条件评价,确定地基处理措施,并及时上报相关单位。

施工中应从以下几点进行监控:

1、施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高,并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起相联系。

2、已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化,尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时,量测已打桩桩

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顶的上升量,可估算桩径缩小的数值,以判断是否产生缩径。 3、对有怀疑的桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看,并做出必要的处理。

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