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高速铁路CFG桩复合地基施工技术与质量保证措施的研究
发布时间:2018-8-8  作者:董慧 曹权权 白宝杰  来源:《中国高新科技》杂志社  浏览量:1017
摘要:CFG桩具有承载力高、沉降小、施工方便、经济效益好等优点,是高速铁路软土路基处理中是常采用的方法之一,该施工工艺虽然相对成熟,但是在施工过程中容易出现桩体几何尺寸达不到要求或者桩体强度不均匀等质量病害,为此该课题以长螺旋钻孔管内泵压混合料的CFG成桩方法为例,将CFG桩成桩工艺过程分为施工准备、成孔施工、成桩施工三个阶段进行重要技术要点的探讨,同时还从组织和规章制度、工程材料质量、机械设备配置和养修、施工方法和环境等五个方面提出保证质量措施,为类似工程提供借鉴。 关键词:长螺旋CFG桩;施工准备;成孔;成桩;质量保证措施

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基,属于一种高粘结材料桩体,由于施工方便、场地内无污染、振动小、工程材料便于就地取材、成桩速度快,成桩充分利用桩间土共同作用,将荷载传递到深层地基中,具有地基承载力高、沉降小、稳定快等特点,倍受到工程界的青睐。

1 长螺旋钻孔管内泵压混合料CFG桩施工工艺

1.1 施工准备阶段

1.1.1 组织方面准备

主要是项目经理部的组成机构设置和人员分配问题。做到人员精简,机构设置合理。

1.1.2 技术上的准备

仔细研读图纸,积极参加建设方组织的技术交底和图纸会审会议,充分理解设计意图及工程标准,准确把握设计技术要求。认真核对每一根桩的位置,复核图纸编号,不多桩、不漏桩。根据工程实际特点,编制CFG桩施工组织设计,选择施工方法,确定施工方案,规划与布置施工现场,制定出关键节点和技术措施。

1.1.3 物质上的准备

物质上的准备主要是两方面,一方面主要是对于驻地项目部的建设,诸如实验室和项目部的用房,搅拌站和材料库等;另一方面主要是施工机械的准备,长螺旋钻机和混凝土输送泵的准备,以及一些压实和平整场地的土方机械等。

1.1.4 现场准备

做好对施工场地内综合管线的排查工作,清除地表植被,平整施工场地,地面标高宜高于设计桩顶标50cm,做好排水坡度并用压路机将原地面碾压密实,以满足长螺旋钻机自重和抗倾覆的要求。

1.2 成孔阶段施工

1.2.1 施工放样

以建设单位提交的水准点为测量基准点,建立闭合导线控制网,引出工作基地点,闭合导线控制网建立在施工场地四周相对稳定的地面上,利用全站仪放出长螺旋CFG桩桩位,定出控制轴线和打桩场地边线,并撒石灰粉标识桩位。

1.2.2 长螺旋钻机就位

采用长螺旋钻孔管内泵压混合料的方法成桩,首先长螺旋钻机要就位和对中。钻杆的垂直度,一般情况应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查,或者采用桩机悬挂双向垂球,旁站人员通过测设垂球与钻杆上下端的相对距离来判断机身的垂直度,确保桩的垂直度容许偏差不超过1.0%。每根桩施工前由旁站人员对桩机进行桩位对中和钻杆垂直度检查,满足要求后方可开钻。

1.2.3 钻进

钻进开始时,避免淤渣进入钻杆,应关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及桩位标识点时,启动马达钻进,一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又能检查钻孔的偏差,以便及时纠正。在成孔过程中及时检查钻杆垂直度和桩位,否则容易导致桩偏孔。在桩机机身上做明确的长度标识,为方便对桩长的施工控制在必要时用反光材料进行标识,便于晚上施工时对成孔深度的控制,成孔达到设计桩长时,停止钻进。

1.3 桩阶段施工

1.3.1 灌注混凝土

长螺旋钻机钻至设计桩长时应停止钻进,等待泵混合料。泵送混合料之前,应检查输送泵的各个仪表,以确保输送泵能正常工作,检查后向钻杆芯管泵送混合料,当钻杆芯管中充满混合料,开始拔管,边灌注边拔管。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

1.3.2 长螺旋钻机移机与清泥

当上一根桩施工完成后,重复以上步骤进行其他桩的施工。桩机移位后,要进行钻泥的清理工作,以免影响后面的施工质量。

1.3.3 桩的检测

长螺旋CFG桩施工完毕后,一般28天后对地基进行检测,桩身的质量采用低应变检测的方法,检测不少于总桩数10%的桩。承载力的检测采用静载荷试验,检验数量为总桩数的2%,且每检验批不少于3根,根据试验结果评价复合地基承载力。

2 长螺旋CFG桩施工质量控制措施

2.2.1 建立质量控制机构和创优规划

质量管理由项目经理牵头,工程部、材料部、质检部等部门负责人根据自己工程的实际情况,建立工程质量的创优计划、方针和策略,建立质量责任体系,在施工现场各个部门要注重计划的落实,工程质量细节要责任到位,责任落实到每一个人,严格要求遵循谁施工谁负责的原则,做好CFG桩全员全过程的质量管理。

2.2.2 强化质量意识,健全规章制度

长螺旋CFG桩技术交底遵循三级交底,层层落实,从项目经理到施工队的每一个成员都要明确工艺要求和施工技术要点。质检部和工程部要联合做好平时检查和抽查工作,建立健全奖惩激励制度,对于表现比较好的施工队和班组应该予以鼓励和表扬,对于有问题的地方要进行整改甚至停工整改。

2.2.3 现场工程材料管理方面

1)主控项目中水泥和集料种类、规格要符合设计要求

施工单位的材料部应该严格选用工程材料,监理单位应该对施工单位进场的水泥、粉煤灰等原材料的原始凭证、检测报告等质量证明文件进行检查,除此之外,还要检查现场材料的外观性能,必要时还要做平行检验。

2)新拌混合料的工作性和混凝土的力学性能要符合要求

新拌混合料的坍落度大小要通过工艺试验来确定,相关参数要经监理工程师批准才能施工,落实好施工单位的自检和监理单位的抽检工作。在施工现场每台班都要做好同批次混合料的试件工作,一般每台班做3块试件,28天的标准条件养护后,来检查该批混凝土抗压强度是否达到要求。

2.2.4 机械设备配置与养修

对于CFG桩施工来说主要用到的设备有250KW发电机、混凝土输送泵、混凝土泵管和长螺旋钻桩机。1台长螺旋钻机至少配置1台混凝土输送泵,每台泵至少应配置2台混凝土运输车,如果搅拌站距离施工现场较远,根据情况适当增加混凝土运输车。这些机械设备进场要符合布局上的要求,安装要求牢固与稳定,符合相关规范的要求。泵送水泥浆前管路应保持湿润,以利送浆。每天作业完成后,应立即清洗管路设备,以免堵管。安排专门的负责人排除机械故障和管路的清洗。当发现机械发生障碍时,应该及时修理和养护,不能强行的使用。

2.2.5 施工方法与环境的选择

在施工方法控制方面,要控制好拔管速率、混合料灌注和钻杆提升等关键节点的施工方法问题。

1)拔管速率方面

拔管速度应根据混凝土输送泵泵送能力进行控制,根据试桩确定的工艺参数执行。拔管太快,会造成缩颈、断桩甚至桩径偏小;拔管太慢,桩顶浮浆会过多、混合料会发生离析,桩的强度会不均匀,应严格控制施工过程中每根桩管的拔管速率。要求班组专人负责记录每根管的拔管时间,有效控制拔管速率。

2)拔管和灌注的先后问题

在灌注混凝土过程中应当在钻杆里充满混凝土后再提升钻杆,严禁先提管后泵料。

3)工艺试验的问题

施工前选择具有代表性地段进行成桩工艺性试验,工艺试桩经检验满足设计和质量要求经监理签字后,才能进行大面积施工。

4)打桩顺序选用

一般来说连打法会造成临近桩被挤碎或者颈缩,在粘土中易造成地面隆起,但不受桩距限制;跳打法会造成漏桩,需要补桩。根据不同的施工环境来选择是连续打法还是间隔跳打法。

5)环境方面

在冬季或者晚上施工,要注意施工温度、施工光线、施工人员的工作状态等问题,做好冬季的混凝土养护等。当遇到7级以上大风时应停止作业,将钻杆放倒以免发生意外。

3 结束语

长螺旋CFG桩复合地基施工过程中要严把质量关,抓住关键的施工技术参数,严格按照设计和规范的规定来执行。此外,为保证施工质量,施工单位在编制施工组织设计时要统筹考虑,建立与工程实际相符合的质量保证措施。

 

参考文献

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[7]JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范.2014.

 

 

基金项目:大学生创新省级指导项目(201713106026X);江苏省轨道交通控制工程技术研究开发中心开放基金项目(KFJ201510)

 

收稿日期:2018-05-31

作者简介:董慧(1979-),女,河南南阳人,南京铁道职业技术学院副教授,硕士,研究方向:土木工程施工技术。

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