一、实验目的 .......................................... 错误!未定义书签。 二、工程概况 .......................................... 错误!未定义书签。
2.1 试桩范围 ....................................... 错误!未定义书签。 2.2地质情况 ....................................... 错误!未定义书签。 三、工艺性成桩实验 .................................... 错误!未定义书签。
3.1 试桩目的验证情况 ............................... 错误!未定义书签。 3.2 实验准备工作 ................................... 错误!未定义书签。 3.3 实验桩施工工艺控制 ............................. 错误!未定义书签。 3.4 实验过程 ....................................... 错误!未定义书签。 3.5 CFG桩成桩工程中质量检查 ....................... 错误!未定义书签。 四、实验总结 .......................................... 错误!未定义书签。
4.1 施工数据记录 ................................... 错误!未定义书签。 4.2 CFG桩成桩过程控制 ............................. 错误!未定义书签。 4.3 人员及机械设备配置 ............................. 错误!未定义书签。 4.4工艺参数总结 ................................... 错误!未定义书签。 五、CFG桩常见问题的防止措施 ........................... 错误!未定义书签。
5.1 导管堵塞5.2 偏桩
..................................... 错误!未定义书签。
......................................... 错误!未定义书签。
................................... 错误!未定义书签。
5.3 断桩，夹层
5.4 桩身不完整、夹泥 ............................... 错误!未定义书签。 5.6 单桩承载力低 ................................... 错误!未定义书签。 5.7 窜孔 ........................................... 错误!未定义书签。 六、保证措施 .......................................... 错误!未定义书签。
6.1 质量保证措施 ................................... 错误!未定义书签。
6.2 安全保证措施 ................................... 错误!未定义书签。
CFG桩成桩工艺性实验报告
一、实验目的
根据设计图纸、规范和西城公司的相关规定，我项目部于2023年12月26日在DK494+650～DK494+691段路基进行了CFG桩工艺性实验，共施工6根原位桩作为实验桩，该实验桩已按照既定方案顺利完毕。施工实验桩的目的为了取得螺旋钻CFG桩的施工经验及相关参数，明确CFG桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范CFG桩作业施工，以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，以拟定混合料配合比、坍落度、搅拌时间等最佳的组合方案和各项工艺参数,以指导CFG桩大面积施工，保证CFG桩的施工质量。
二、工程概况 2.1 试桩范围
本次CFG桩试桩范围在里程DK494+651.35 (2-3)、DK494+651.35 (2-4) 、DK494+670.05 (24-3)、DK494+670.05 (24-4)、DK494+690.45（48-3）、DK494+690.45（48-4）路基处。
具体见CFG桩试桩平面布置图。
CFG桩试桩平面布置图
2.2地质情况
路基地表上覆第四系全新统冲洪积（Q4dl+pl）粉质黏土，坡残积（Q4dl+el）粉质粘土；上更新统冲洪积（Q4dl+pl）粉质黏土、卵石土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩夹砂岩。
三、工艺性成桩实验 3.1 试桩目的验证情况
1、拟定施工设备、施工顺序、施工工艺及方法。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，适合本实验段施工。
2、拟定了长螺旋钻机在不同土层中的钻进速度。泥岩夹砂岩〈W4〉层钻进速度为0.5～0.6min/m, 泥岩夹砂岩〈W2〉层钻进速度3.7～5.9min/m。
3、拟定了长螺旋钻机在不同土层中钻进时的电流。泥岩夹砂岩〈W4〉层钻进过程中的电流大小为95A～115A, 泥岩夹砂岩〈W2〉层钻进过程中的电流大小为120～140A。
4、拟定了长螺旋钻机在钻进过程中，岩层变化时的突变电流大小为145～170A。 5、拟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规定，采用实验配合比的抗压强度满足设计规定。
6、拟定了混合料的相关参数。采用长螺旋钻机时，泵送混合料配合比的坍落度控制在160～200mm，混合料搅拌时间控制在不少于120s，拔管速度宜控制在1.2～1.5m/min，可保证桩身质量。
3.2 实验准备工作
水泥 江油红狮 P.O42.5 粉煤灰 江油贵富 细骨料 江油武都 中砂 粗骨料1 江油武都 规格5-16mm 粗骨料2 江油武都 规格16-25mm 减水剂 北京金盾JD-1型 水： 拌合站井水 理论配合比为：
水泥 1 粉煤灰 0.45 细骨料 4.83 粗骨料1 1.05 粗骨料2 4.18 减水剂 水 0.0145 0.82 坍落度控制在160～2023mm 3.2.2 人员及机械设备组织 （1）重要劳力组织，见表3－1
表3－1 重要劳力组织
序 号 1 2 3 4 5 6 工 种 领工员 技术员 实验员 安全员 机械操作员 维修工 人数 1 1 1 1 2 1 7 8 9 10
材料员 电工 砼工 普工 合计 1 1 2 4 14 （2）机械设备配备，见表3－2
表3－2 机械设备配备
序号 1 2 3 4 5 6 7
3.3 实验桩施工工艺控制 3.3.1 施工工艺流
设备名称 KLB630型长螺旋液压步履式钻砼输送泵(HBT40A) 发电机（250KW） 捣鼓器 挖掘机 全站仪 水准仪 单位 台 台 台 台 台 台 台 数量 1 1 1 2 1 1 1
螺旋钻桩机施工工艺流程图
3.3.2 施工方法
CFG桩施工采用长螺旋钻机施工。钻机就位后，启动马达，螺旋钻杆钻入地下，在钻进过程中用吊线检查钻杆垂直度，钻孔过程做好不同土层钻进速度与电流大小以及岩层突变时的电流值记录。钻至持力层50cm后，开始泵压混合料，混合料下到孔底后开始均匀提钻。根据泵入混合料量控制提钻速度，保证钻头矛尖始终埋在混合料中，以防断桩。
3.4 实验过程 3.4.1 施工放线
路基施工区域范围内场地开挖平整至设计桩帽顶标高，采用22T压路机进行碾压密实，压实度大于92%，场地内横向设立人字坡，坡度2%～4%，边沟设计位置开挖临时排水沟，便于排水。施工前按照桩位平面布置图进行桩位放样，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于50mm。在桩位外适当位置，设立护桩，用于施工过程中复核桩位。
3.4.2钻机就位
做好钻机定位，规定钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其垂直度不得大于1.0%，钻头对准孔位中心，允许偏差在50mm以内，钻杆与钻孔方向一致。
3.4.3 成孔
长螺旋钻机成孔，一般先慢后快，避免形成螺旋孔，试桩钻进速率按1.5m～2.0m/min控制，在施工时做好孔深和电流值记录，成孔至设计深度，保证桩端进入持力层满足设计规定，施工桩顶标高应高出设计桩顶标高不少于0.5m，垂直偏差小于1%。
3.4.4 桩长控制
以螺旋管初节法兰盘为起点，在钻塔上每隔0.5米用红油漆做标记，根据动力头位置相对的钻塔标记控制桩长。
3.4.5 混凝土灌注及拔管
成孔至设计深度后，现场指挥员应告知钻机停钻，先泵料，后提高钻杆，速率按拟定1.2m～1.5m/min控制，认真做好施工记录，并保持连续灌注。当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先拔管后泵料。灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高50cm，并采用捣鼓器对桩头以下2.5m部分进行捣鼓。以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计规定。施工前，用水泥砂浆湿润管路。灌注混凝土前，检查管路顺畅稳固；CFG桩施工中，每台班制作2组砼试件。
3.4.6 移机
移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识,保证桩位的准确性。必要时,移机后清洗钻杆和钻头。
3.5 CFG桩成桩工程中质量检查
（1）施工过程质量检查重要应检查原材料的质量、施工记录、混合料坍落度、桩位偏差、桩顶标高和桩体留置砼试块。
（2）桩位允许偏差：0～50mm、桩身倾斜不大于1%、桩体有效直径不小于设计
值50mm。
四、实验总结 4.1 施工数据记录 （1）试桩记录情况
（2）灌注砼拔管数据记录
桩号 拔管速度（m/min) 2-3 1.5 2-4 1.2 24-3 1.5 24-4 1.2 48-3 1.5 48-4 1.2 根据地质及机械性能情况，由上表试桩数据得出钻机在泥岩夹砂岩〈W4〉层的钻进速度控制在1.7～2m/min左右，在泥岩夹砂岩〈W2〉层中的钻进速度控制在0.17～0.27m/min之间，提管速度在该地层应控制在1.2～1.5m/min之间。
(3)混凝土配合比
CFG桩混凝土理论配合比为：水泥：粉煤灰：细骨料：粗骨料1：粗骨料2：外加剂：水=1:0.45:4.83:1.05:4.18:0.0145:0.82；水胶比0.56，坍落度规定为160～200mm，施工配合比为：水泥：粉煤灰：细骨料：粗骨料1：粗骨料2：外加剂：水=1:0.45:4.83:1.05:4.18:0.0145:0.82；水胶比0.56，施工现场实测坍落度为170mm、175、170mm，混凝土泵送性能良好，未出现堵管现象。
通过工艺性试桩实验，表白混凝土理论配合比为：水泥：粉煤灰：细骨料：粗骨料1：粗骨料2：外加剂：水=1:0.45:4.83:1.05:4.18:0.0145:0.82；水胶比0.56，坍落度规定为160～200mm，满足泵送混凝土需要，可作为施工指导数据。
4.2 CFG桩成桩过程控制
4.2.1 桩位放样
运用全站仪放样桩位后，记录地面标高，打入竹签并用白灰标记，在各排桩处边界外适当位置，设立临时控制桩（护桩），以校核施工过程中桩位偏差。
4.2.2 钻孔
钻机就位后，运用自身液压系统调平钻架，直角方向运用钻架上对中锤核核对中，垂直度满足不大于1%，钻头对正桩中心竹签缓缓下落至地面，记录钻架上方孔深标记初始读数，根据地面标高，计算设计孔深时的终读数。钻孔时，先慢后快，减少钻杆晃动，防止偏孔。钻孔过程中若出现电流值忽然偏大，并连续较长时间，应停钻，检查因素并核算地质情况是否与设计文献相符。钻孔过程中，及时清理钻孔出土，防止覆盖邻近桩位，便于混凝土灌注至桩顶时，鉴定混凝土超灌高度情况。
4.2.3 混凝土灌注
混凝土灌注前，检查输送管道密封性，接头连接扣件是否安装牢固，首桩砼灌注前，泵送砂浆润滑管道。钻孔至设计孔深后，现场技术人员复核孔深与设计相符，指挥人员指挥泵送混凝士，当钻管内填满混凝土时，动力头位置发出鸣笛提醒，开始匀速提管；泵送过程中，司泵人员密切注意泵压变化，当泵压忽然变大，混凝土不进料时，表白堵管，应立即停止泵送，检查堵管位置及因素，立即进行管道疏通，严禁加压泵送，避免泵管爆裂。
砼灌注接近桩项位置时，适当减慢提管速度，加大桩项混凝土泵送压力，并超灌50cm高度混凝土及在桩头以下2.5采用捣鼓器进行捣鼓，以保证桩顶混凝土密实性。
4.3 人员及机械设备配置 4.2.1 机械配置
通过工艺性实验结果表白，现场采用KLB630型长螺旋液压步履式钻机、250KW发电机组、HBT40A型混凝土输送泵及混凝土运送车的组合能满足施工需要。
4.2.2 人员配置
根据工艺性实验，每台长螺旋钻孔机每班作业人员配置为：工班长1人，指挥1人、输送泵操作员1人、螺旋钻机操作手1人、普工4人。现场施工过程中，每工作班组作业人员按照以上人员配置，满足施工需要。
4.4工艺参数总结
根据本次工艺性试桩过程的设备及人员配置、施工过程的数据分析及成桩检测结果，总结在泥岩夹砂岩〈W4〉层及持力层为泥岩夹砂岩〈W2〉层的情况下，选用KLB630型长螺旋液压步履式钻机施工，HBT40A输送泵配合时，可选用以下参数进行施工。
（1）钻进速度控制：泥岩夹砂岩〈W4〉层：1.7～2m/min左右；泥岩夹砂岩〈W2〉层：0.17～0.27m/min之间。
（2）终孔标准。以桩长为主控项目，进入持力层瞬间电流值为145～170A，进入持力层的稳定电流值以120～140A之间作为校核。
（3）灌注混凝土拔管速度。以1.2m～1.5m/min的速度拔管，根据泵送管道长度及混凝土和易性等适当调整。
（4）混凝土理论配合比。通过工艺性试桩实验、砼试件强度、桩身完整性及单桩承载力的结果，CFG桩C15砼的理论配合比：水泥：粉煤灰：细骨料：粗骨料1：粗骨料2：外加剂：水=1:0.45:4.83:1.05:4.18:0.0145:0.82；水胶比0.56，坍落度为160～200mm，能满足CFG桩设计规定。
五、CFG桩常见问题的防止措施 5.1 导管堵塞
堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常碰到的重要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增长工人劳动强度,还会导致材料浪费。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,增长了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。
(1)产生堵管的因素有以下几点:
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,特别要注意将粉煤灰掺量控制在设计及规范允许的范围内。
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流动性差,也容易导致堵管。
③施工操作不妥。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。若注满混合料后不及时提钻,混凝土泵一直泵送，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,同样可使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬少浆的混合料塞体，使管路堵塞，混合料不能下落。
④设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能导致堵管；弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会导致堵管；混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会导致管路的堵塞。
(2)控制措施： ①保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符合规定；②灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净；③加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。
5.2 偏桩
一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地因素，桩机对位不仔细，地层因素使钻孔对钻杆跑偏等因素导致。
控制措施： ①施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；②放桩位时认真仔细 ，严格控制误差；③桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。
5.3 断桩，夹层
断桩是由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度，钻头上的泥块落入孔内桩，或是用大型机械( 装载机或挖掘机)野蛮清理桩间土，导致CFG桩身浅层断桩。假如CFG桩设计标高以下断桩， 则必须采用补救措施。假如断裂面距桩头较近，可接桩至设计标高；假如是断桩位置较深，应在旁边补加一根CFG。
控制措施：①保持砼灌注的连续性；②严格控制提速，如灌注过程中因意外因素导致灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩；③不能用大型机械清理桩间土，用小挖机配合人工清理桩间土；④清理出桩头后，用切割机截桩头，不能用大锤蛮力敲打桩头。
5.4 桩身不完整、夹泥
(1)施工过程中，应控制拔管速度始终保持均匀一致。提高速度不能超过设定值。 (2)长螺旋钻机管内泵压法泵送混凝土过程中，应严格控制钻头活瓣打开的宽度或提钻速度，防止混合料下落不充足，使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。
(3)本地层有软～流塑层时，CFG桩应跳桩施工，成桩时减少拔管速度，保持在1.5m/min或更低，泵压保持在不小于10Mpa。
5.5 桩头质量问题
(1)桩头空芯。重要是施工过程中,排气阀不能正常工作以及捣鼓不密实所致。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,发现堵塞及时清洗以及桩头以下2.5米范围内必须捣鼓。
(2)桩端不饱满。这重要是由于施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况也许导致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。
(3)多为夹泥、气泡、砼局限性、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不妥导致。
控制措施：①防止桩口土块混入砼中；②保持钻杆顶端气阀启动自如，防止砼
中积气导致桩顶砼含气泡；③桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析导致，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。
5.6 单桩承载力低
重要与桩底情况有关，桩底承载力局限性，没有施工到设计标高。
控制措施：①控制桩长，施工到设计标高，桩底一定要到设计所规定的持力层上；②灌注桩身混凝土时一定先泵送混凝土后提钻，以保证桩底嵌固良好；③在黏土层中钻孔时要加快进展速度，以防螺旋钻的离心作用在钻孔壁上导致泥皮而减少桩摩阻力。
5.7 窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会碰到这种情况,打完某号桩后,在施工相邻的桩时,发现未结硬的某号桩的桩顶忽然下落,当相邻的桩泵入混合料时,某号桩的桩顶开始回升,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粉土、粉细砂； (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,足以使土体发生液化。
由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采用的预控措施:①采用隔桩、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,避免打桩的剪切扰动；③减少在窜孔区域的打桩推动排数,减少对已打桩扰动能量的积累；④合理提高钻头钻进速度。
六、保证措施
通过在DK494+650～DK494+691段路基CFG试桩桩，检查了我们施工准备的可靠性、施工组织的合理性、施工工艺的可行性，为我们提供了有价值的技术参数，也为我们后续CFG桩的大规模施工积累了经验，提供了一个良好的铺垫。为了保证CFG桩的施工质量、施工过程的安全问题，都需要我们采用相应的措施来保证。
6.1 质量保证措施
6.1.1 建立健全质量管理体系 （1）建立健全质量保证体系
（2）设立全面组织保证体系，设专职质检工程师，专司质量检查之职。 6.1.2 建立各级质量责任制
按照公司法人工程质量责任终身制的原则，建立项目生产副经理、总工程师、工程部、物资部、安质部、施工队主管领导、单位工程技术负责人、班组作业层等质量责任制，建立各工程质量责任卡，并建立与各级责权利相统一的运营机制。
6.1.3 制定奖罚办法,将质量情况与工资、奖金相结合
将质量管理目的分解细化，按项目和工序贯彻到人，实行各级各类人员质量奖罚责任制，同每人的工资奖金挂钩。奖（罚）金额按月考核，当月兑现。
6.1.4 实行质量一票否决制
当质量与进度等发生矛盾时，必须先质量后进度。发生质量问题，扣发当事人当月奖金并酌情补偿一定比例的损失。
6.1.5 加强施工阶段的质量控制
严格做好技术交底，坚持旁站制度。质检员、实验人员必须跟班作业。选派责任心强的检测人员，加强对整个工程的施工控制，并保证各工序、各分项工程的施工质量。严把材料质量关。严格按规定做好各项检查工作，建立健全自检体系。服从业主、监理单位、设计单位的检查、指导和监督。
6.1.6 强化质量检测措施
建立项目部、施工队、班组三级自检体系，配备足够的技术力量和先进的仪器设备。建立检测管理制度，检测人员要严格按章办事，认真执行测试规程和技术标准。
6.2 安全保证措施
1、建立安全保证体系、施工责任制度，建立安全岗位责任制，逐级签订安全生产责任状，明确分工，责任到人。
2、将安全工作贯穿在施工中，在进行技术交底的同时进行安全交底。参与施工的人员应遵守安全施工规章制度，不得违章作业。
3、加强安全生产教育，提高全员安全意识。同时开展创安全标准工地活动，进行安全检查评选，激发全员安全生产的自觉性。
4、严格安全监督，建立和完善定期安全监查制度。各级安全领导小组要定期组织检查，各级安全监督人员要经常检查，真正把事故消灭在萌芽状态,同时严格事故报告和奖罚制度。
5、加强安全防护，设立安全防护标志。作业人员严禁酒后上岗，严格遵守操作规程，发明一个安全、文明的施工环境。
6、一旦发生安全事故，立即报告上级主管部门和本地劳动部门、检查机关并告知业主代表和监理工程师，按有关规定进行解决。
7、制订安全奖罚办法，明确责任，严格对各单位的考核。把安全工作的各项规定细化为指标，分项目、分阶段对各施工单位进行考核，奖（罚）金额在当月验工计价中兑现。
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