CFG桩进行路堤地基加固的施工总结
2015-07-20
1工程概况
武汉到广州（客运专线）高速铁路DK2124+086～DK2124+190，地质以花岗岩为主，表层为0～20m厚的粉质粘土，其下是花岗岩风化层。本段地下水及地表水对混凝土具有中等溶出性和弱硫酸盐性侵蚀。该段路基基底采用CFG桩加固，长104m，桩间距1.4m，梅花形布置，加固深度为15～20m。
2施工工艺
2.1钻机就位
钻机就位后，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%。每根桩施工前都应安排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。
2.2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，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在砂、石之间，不易飞扬和粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀。每盘搅拌时间不应小于60秒，控制在60～120s，塌落度控制在180～200mm。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机撑伞筒应备好熟料。
2.3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。一般应先慢后快，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，应放慢进度，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，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。正式施工时，当动力头底面到达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。
在钻进过程中，当遇到圆砾层或卵石层时，会发现进尺明显变慢、机架出现轻微晃动。可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层或卵石层的深度。另外，施工中记录每米电流变化和电流突变位置的电流值，作为地址复核情况的参考。
2.4灌注及拔管
钻孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满钻杆的三分之二后开始拔管，泵送混合料的速度和提拔速度一般控制在2～3m/min，使钻头始终埋在混合料内，要求混合料坍落度控制在180-200mm，严禁先提管后泵料。成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料不足而导致停机待料。施工桩顶标高宜高出设计标高50cm，见图2所示。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。灌注成桩完成后，对桩头进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
2.5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桩排出的土较多，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，还应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。
3质量检测
3.1施工时现场制作混合料试件，达到设计龄期后，进行抗压强度试验。
3.2整个桩长范围内垂直钻芯取三个试样，抽取28d芯样作无侧向抗压强度试验，同时检查桩长和桩的整体性。
3.3开挖一定数量的桩头，检查桩体外观。
4影响桩质量的主要因素及施工质量保证措施
4.1影响桩质量的主要因素
泵压混合料CFG桩施工工艺具有对地层适应性强的特点，但同时对施工过程的质量控制要求较高，影响质量的因素较多。
4.1.1影响最大的是长螺旋钻杆与混合料泵送速度的配合。施工过程中应使混合料的泵送方量略大于孔内的灌注方量。泵送速度太快，易出现堵管现象；提升速度太快，混凝土不能及时填充于钻孔中，桩周土体和钻屑在压力作用下，涌入或掉入孔中，形成空心、夹泥或缩径现象。
4.1.2排气阀堵塞。钻杆成孔钻进时,管内充满空气。在泵入混合料时，要求排气阀能将管内空气排出。若排气阀不能正常工作,钻杆管内空气无法排出,就会导致桩体存气并形成空洞。
4.1.3混合料配比不合理。CFG桩混合料用灰量少，若配比不合理，很容易产生泌水现象，使混合料离析，在泵送压力下钻头处或输送管内的水泥浆液被挤出,从而使钻头阀门处或输送管产生无水泥浆的干硬混合料硬块,使管线堵塞,混合料不能下落。
4.2施工质量保证措施
4.2.1了解场地工程地质条件和水文条件。由于本段土层浅部普遍存在一层2～3m厚的卵石层，在该层应轻压慢转，穿过后恢复正常转速。钻头结构应考虑适应卵石层和硬土层钻进的需要。
4.2.2掌握机械设备的性能参数。了解混合料泵的泵送速度和泵送效率，混凝土输送管的尺寸，钻机卷扬机的提升速度情况。
4.2.3做好施工前的准备工作。施工人员的合理配备；施工现场各工序间的衔接和配合；施工现场和搅拌站间的协调；场地平整。
4.2.4注意输送管的清洗和润滑。首次使用，应用1：1的砂浆进行润滑；连续使用200～300m3，应进行清洗和润滑。
4.2.5保证混凝土的质量。除保证强度外，施工过程中应保证混凝土具有良好的和易性和保水性。
4.2.6保证钻杆提升速度和泵送混凝土速度的合理配合。
4.2.7控制好提拔钻杆时间。当钻孔达到预定的深度以后，开始泵送混凝土，待钻杆芯管及输送软、硬管内混凝土连续时开始提拔。禁止在泵送混凝土前提钻杆。
4.2.8排气阀的控制。一般要求钻孔时密封排气阀，否则在软土中会引起桩身缩径现象，但在一般土层中影响不大；泵送混合料时关闭排气阀。目前所用设备只有排气孔，由于试桩现场土层较好，对桩身质量的影响不大，但要注意泵送混凝土时保持畅通。
5安全保证措施
5.1施工现场开展经常性的安全教育，设专职安全员，发现隐患及时整改。
5.2机械操作人员持证上岗，严禁违规操作和无证作业。
5.3现场施工人员必须穿戴劳动防护用品，登高系安全带，钻塔、吊车下严禁站人。
5.4电器设备必须有保护措施，定位放置，专人维修管理，他人不得乱动。
5.5现场配齐安全保护措施，对裸露的传动系统和危险部位必须装置防护栏杆和防护罩。
6环境保护措施
6.1现场要保持文明整洁，材料器具堆放整齐，道路通畅，并做好防排水措施。
6.2机械使用的油料严格按规定存放，废油不得随意排放，集中回收后定点处理。
7结束语
高速铁路设计速度为200km/h -350km/h，技术标准高，对施工质量控制严格，以路基基床以下施工完成以来，经路基沉降观测，路基稳定，达到了高速铁路设计速度，提高经济效益，保证工程质量有效的方案。
