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No1等 2016-02-24 11:25
针对目前传统的水泥搅拌桩施工中易出现桩顶冒浆、桩体强度上下不均、处理深度浅、直径小而成本高的特点,课题组开发了钉形水泥土搅拌桩和双向水泥土搅拌桩施工工艺和施工机械,并将两者相结合形成一种新型的软土地基处理方法即大直径(钉型)双向深层水泥土搅拌桩,这种新型的搅拌桩处理深度深、桩体强度均匀、施工质量可靠,采用大直径(≥90cm)钉型桩的形式后可以降低工程造价。本研究将以申嘉湖杭练杭段高速公路工程为依托,选取多个试验段,通过现场试验、室内试验和理论分析,主要研究如下内容:
(1) 大直径(钉型)双向深层水泥土搅拌桩的施工工艺、质量控制技术;
(2) 多种大直径、小直径水泥搅拌桩桩如100cm和50cm、60cm组合、110cm和60cm、70cm组合以及90cm和50cm等组合成钉型加固深厚软基其经济效益、加固效果分析;
(3) 桩体的强度变化、受力传递规律、桩土相互作用、承载力等情况;
(4) 大直径双向深层水泥土搅拌桩复合地基的沉降变形情况;
(5) 提高桩体强度、改进施工方法等研究。
通过以上研究,建立和完善大直径双向深层水泥土搅拌桩复合地基的设计理论和施工工艺,为推广应用提供实践和理论依据。研究成功后,本工程及其它许多需要造价昂贵的预应力管桩等刚性桩处理的路段可以用相对低廉的大直径(钉型)双向深层水泥土搅拌桩来代替,节约工程造价。
芒果5270 2016-02-24 10:59
CFG桩施工作业指导书
1.适用范围
适用于××客运专线铁路××段CFG桩施工。
2.作业准备
2.1 内业技术装备
作业指导书编制后,应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计、阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施,提出应急预案。对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2外业技术装备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3.技术要求
3.1 为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制,核对地质资料,在工程桩施工前,应先做不少于2根试验桩,并在竖向全长钻取芯样,检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度,根据发现的问题修订施工工艺。
3.2 CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。
3.3 桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。
3.4 CFG桩施工中,每台班均须制作检查试件,进行28d强度检验,成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验,其承载力、变形模量应符合设计要求。
3.5 通常桩顶混凝土密实度差,强度低,对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。
3.6 为保证施工中混合料的顺利输送,施工中采取强制式搅拌机。
3.7 桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。
3.8 清土和截桩时,不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
3.9 冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。
3.10 跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土,否则会影响施工进度。
3.11 整个施工过程中,安排质检人员旁站监督,并作好施工原始记录,记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
3.12 CFG桩施工属隐蔽工程,施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
水泥粉煤灰碎石桩(CFG)施工有两种施工工艺,分别为振动沉管CFG桩施工工艺和长旋钻管内泵压CFG桩施工工艺;
施工程序为:原地面处理→测量放样→桩机就位(钻机就位)→沉管(钻进至设计深度)→投料(停钻泵送混合料)→振动拔管(均匀拔钻至桩顶)→封顶→钻机移位
4.2工艺流程
振动沉管CFG桩施工工艺流程图 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图
5.施工要求
5.1施工准备
5.1.1 核查地质资料,结合设计参数,选择合适的施工机械和施工方法。
5.1.2 进行满足桩体设计强度的配合比试验,确定各种材料的施工用配比。
5.1.3 平整场地,清除障碍物,标记处理场地范围内地下构造物及管线。
5.1.4 测量放线,定出控制轴线、打桩场地边线并标识。
5.1.5 施工前清除地表耕植土,进行成桩工艺试验,确定施工工艺和参数。
5.2施工工艺
CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法,也可采用连打法。具体的施工方法由现场工艺试桩来确定。
连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈,在粘性土中易造成地面隆起;跳打法不易发生上述现象,但土层较硬时,在已打桩中间补打新桩,可能造成已打桩被振裂或振断。
在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d;在饱和的松散粉土中,如桩距较小,不宜采用隔桩跳打;全长布桩时,应遵循由“由一边向另一边”的原则。
5.3振动沉管灌注施工工艺
振动沉管打桩机适用于粘性土、粉土以及淤泥质土。
5.3.1 沉管
根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装。桩机就位,保持桩管垂直,垂直度偏差不大于l%;若采用预制钢筋混凝土桩尖,需埋入地表以下300mm左右。开始沉管,为避免对邻桩的影响,沉管时间应尽量短;记录激振电流变化情况,应1m记录一次,对土层变化处应予以说明。
5.3.2 投料
在沉管过程中用料斗进行空中投料(可边沉管边投料)。待沉管至设计标高且停机后须尽快完成投料,直至管内混合料顶面与钢管料口平齐。
5.3.3 拔管
启动电动机,首次投料留振5~10s再开始拔管。拔管速率按工艺性试验并经监理工程师批准的参数进行控制,一般1.2~1.5m/min较合适。拔管过快易造成局部缩颈或断桩;拔管太慢振动时间过长,会使桩顶浮浆增厚,易使混合料离析,对淤泥质土,拔管速度可适当放慢。拔管过程中不宜反插留振。如上料不足,须在拔管过程中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米,且浮浆厚度不超过20cm。
5.3.4 封顶
沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用湿粘性土封顶。
5.3.5 移机
钻机移位进行下一根桩的施工。
5.4长螺旋钻管内泵压CFG桩施工步骤
5.4.1 CFG桩钻机就位后,应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%。
5.4.2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,拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度(设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时,坍落度控制在16~20cm)根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
5.4.3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,应放慢进尺,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,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记,作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到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。
5.4.4灌注及拔管
CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆心充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2~3m/min,成桩过程宜连续进行,应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后,桩顶采用湿黏土封顶,进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
5.4.5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。
6.劳动组织
6.1 劳动力组织方式:采用架子队组织模式。
6.2 施工人员应结合施工现场、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
人员配备表
负责人 1人
技术主管 1人
专职安全员 1人
工班长 4人
机操手 2人
技术、质检、测量及试验人员 6人
机械工、普工 10人
7.材料要求
7.1 桩体主体材料为碎石,应符合设计级配要求;
7.2 选用的水泥、粉煤灰、及外加剂等原材料应符合设计要求,并按相关规定进行检验。
8.设备机具配置
主要施工机械设备配置表(每个作业面)
设备名称 单位 数量 备注
振动沉管打桩机 台 1
长螺旋钻机 台 1
混凝土运输车 台 1
混凝土输送泵 台 1
9.质量检验
9.1 所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求;
检验数量:同一产地、品种、规格、批号的水泥,每200t为一批,不足200t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料,分别每400m3为一批,当不足400m3时也按一批计。各种原材料每批抽样检验1组。
检验方法:检查产品质量证明文件。在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间,在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。
9.2 CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制;
检验数量:每台班抽样检验3次。
检验方法:现场坍落度试验。
9.3 桩体强度检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)4.14.7:
①检测数量:施工单位每台班一组(3块)试块。
②检测方法:每台班制作混合料试块,进行28d标准养护试件抗压强度检测。
③设计要求:桩身28d边长15cm立方体抗压强度达到设计强度10MPa~15MPa。
9.4 桩身质量、完整性检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)4.14.11:
①检测数量:检测总桩数的10%。
②检测方法:低应变检测。
9.5 单桩承载力及复合地基承载力检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)4.14.12:
①检测数量:总桩数的2‰,且每检测批不少于3根。
②检测方法:平板载荷试验。
③设计要求:抽取不少于总桩数的0.5‰的桩进行单桩承载力检测,抽取不少于总桩数的1.5‰的桩进行单桩复合地基平版载荷板试验。承载力符合设计要求。
9.6 关于地质核查的说明
通过施工钻孔揭示的土质或岩层观察并记录确定桩底及以上地质情况,并请监理单位全部核实。如发现不符,则要求设计单位进行现场确认,必要时进行补充勘察。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1机械设备操作人员(或驾驶员)必须经过专门训练,熟悉机械操作性能,经过专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机(车)操作。
10.1.2机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程,工作时集中精力,谨慎工作,不擅离职守,严禁酒后驾驶。
10.1.3机械设备发生故障后及时检修,绝不带故障运行,不违规操作,杜绝机械和车辆事故。
10.1.4专业电工持证上岗。电工有权拒绝执行违反电器安全操作规程的工作指令,安全员有权制止违反用电安全的行为,严禁违章指挥和违章作业。
10.1.5所有现场 施工人员佩带安全帽,特种作业人员佩带专门的防护工具。
10.1.6所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。
10.1.7施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸,严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上,严禁拖地和埋压土中,电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)的规定。
10.2环保措施
10.2.1易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布、盖套等遮盖物覆盖。
10.2.2施工废水、生活污水不直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库,不排入饮用水源。
10.2.3食堂保持清洁,腐烂变质的事物及时处理,食堂工作人员定期体检。
10.2.4受工程影响的一切公用设施与结构物,在施工期间应采取适当措施加以保护。
10.2.5使用机械设备时,要尽量减少噪声、废气等的污染;施工场地的噪声应符合《建筑施工场地界噪声限值》(GB12523-1990)的规定。
10.2.6运转时有粉尘发生的施工场地,如水泥混凝土拌和机站等投料器应有防尘设备。在这些场地作业的工作人员配备必要的劳保防护用品。
10.2.7驶出施工现场的车辆应进行清理,避免携带泥土。
1.适用范围
适用于××客运专线铁路××段管桩施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
作业指导书编制后,应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施,提出应急预案。对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3.技术要求
3.1管桩一般为预制桩,采用价购或甲供,进场前要对进入施工现场的管桩进行检查验收,并办理验收手续,做好检查记录及标识工作。主要检查桩的外观尺寸及管桩的产品证明书等。
3.2管桩采用吊车装卸、平板车运输,在装卸及运输过程中要防止对桩身造成损坏。
3.3划分合理的施工作业区域,按设计或规范要求确定打桩顺序。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
每台打桩机组为一个完整的作业单元。
施工程序为:施工准备→桩机就位→喂桩→打桩→检验验收
4.2 工艺流程
5.施工要求
5.1施工准备
5.1.1项目技术部组织人员建立现场测量组,做好施工现场轴线、高程控制桩的设置,按设计及规范要求施放出保证精度的桩位。
5.1.2配备持有技术等级证、上岗证及特种作业资格证的工人及管理人员,并完成对桩基作业人员的组织准备
5.1.3配备经过检验合格的仪器设备,完成对施工机械(具)的保养调试及 清洁,保证在进场前机械(具)性能、状态良好。
5.1.4各种材料准备齐全,完成材料的购买及购买计划,保证施工时各种材料(包括证明文件)及时到位。
5.1.5规划、组织好运输力量,对进场道路、路线进行考察、落实。
5.1.6办理好业主或当地有关部门要求办理的各种证件手续。
5.2施工工艺
5.2.1试桩
管桩正式大量施工前按照要求进行2根工艺性试桩,确定各项施工工艺参数和检验桩的承载力,取得完整的试桩资料并报监理单位确认后,方可进行施工。
5.2.2清理场地,排除积水,用推土机平整施工场地,挖好排水侧沟。
5.2.3测量放线定位:用全站仪放出横、纵向轴线,定出桩位,桩位误差不得大于2cm,桩中心插上竹签,周围撒上白灰线圈作标志,便于打桩时桩位的查找。
5.2.4桩机就位:将桩机移至桩位中心,观察水平仪和挂在打桩架上的垂球,调平机身,四周垫稳,以导桩器中心为准,用重锤对准桩尖中心,找准桩位。
5.2.5吊桩、插桩:在桩端0.31倍桩长处单点起吊,待管桩基本垂直后提升桩锤,将桩顶喂入桩帽。将桩尖焊接后垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,扣好桩帽后,微微起动打桩机,用桩锤轻压,将管桩压入土中0.5m,此时用经纬仪双向调整桩身垂直度。
5.2.6打桩:开始打桩时,油门控制宜小,随着桩入土深度的增加,阻力增加,可逐渐加大油门,锤击时做到重锤低击。打桩时桩身应垂直,垂直度偏差不得超过1%,在距桩机不受影响范围内,成90°方向各设置一台经纬仪校准。
5.2.7送桩:采用送桩器送桩,送桩器断面应平整,器身垂直。送桩时应预先算好送桩深度,在送桩杆上作出明显标志,用水准仪严格控制,以保证桩顶标高准确,桩顶标高允许偏差为0~15cm。
5.2.8转出送桩器,填盖桩孔,移机进行下一根桩施工:施工中应认真记录每下沉1m的锤击数和最后1m每下沉10cm的锤击数,作为最终贯入度取值的依据。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式:采用架子队组织模式。
6.2施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。一台打桩设备组建一个施工班组,每班组由12人组成。
操作人员分工表
序号 工种 人数 工 作 内 容
1 班长 1 负责指挥协调各工序操作联系,控制操作规程,排除施工中种种障碍。
2 操作员 1 负责机器设备的检查、维修、安装,按施工工艺正确打送管桩。
3 专职安全员 1 负责施工安全。
4 技术及
测量员 3 用经纬仪在桩机前方和九十度方向测量控制桩的垂直度,用水准仪控制桩顶标高,数据记录。兼质检员。
5 电焊工 2
6 劳务工 4
7.材料要求
7.1管桩外观质量和管桩尺寸允许偏差、抗弯试验及检验标准必须符合《先张法预应力混凝土管桩》标准和设计要求。管桩外形尺寸允许偏差符合下表的规定:
管桩外形尺寸允许偏差表
项目 允许偏差(mm) 检验方法
直径 ±5 尺量检查不少于5处
壁厚 -5
抽芯园孔平面位置对桩中轴线的位移 5
桩尖对桩纵轴线的位移 10 拉线尺量检查
桩身 弯曲矢高 20
矢高与桩长比 1‰
法兰盘对桩纵轴线垂直度 3 角尺和拉线尺量检查
8.设备机具配置
主要施工机械设备配置表(每一施工班组)
机械设备名称 数量(台)
打桩机 1
电焊机 1
推土机 1
平板运输车 1
9.质量控制及检验
工班在作业时,按照下列标准进行质量控制;每道工序完成后,质检员按照下列要求进行检验。
9.1管桩的验收、起吊、运输和堆放
管桩内外表面无露筋、空洞、蜂窝、混凝土脱落与断筋、脱头的现象,不得出现环向和纵向裂缝。管桩起吊运输中,必须保持平稳,避免剧烈振动和冲撞。
管桩堆放应符合下列要求:
堆放场地必须平整、坚实,堆放层数不宜超过四层。当两点支承时,垫木位置须在距桩端0.21倍桩长位置处;当三点支承时,垫木位置应设在距桩端0.15倍桩长及中点处。每层垫木必须保持在同一平面上,各层间垫木应在同一垂直线上。
9.2 施工中应加强测量,保证桩身垂直度和桩顶标高符合要求。
9.3收锤标准:收锤标准以最后贯入度为控制标准,最后贯入度满足试桩参数要求。
9.4管桩施工允许偏差、检验数量及检验方法符合下表的规定:
管桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法:
序号 检验项目 允许偏差 检验频率 检验方法
1 中间桩 d/4 按成桩总数的5%抽样检验,且每检验批不少于5根 经纬仪或钢尺丈量
外缘桩
2 直桩垂直度 1% 吊线和尺量
9.5质量检测
管桩检验有单桩载荷试验、大应变动力、低变动力检测三项,单桩载荷应不少于3根,大应变动力检测数量不少于总桩数0.5%,低应变检测数量不少于总桩数的5%。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1桩机、坦吊组装、拆卸必须在空旷地面进行,上空不得有高压线或障碍物,确保组装、拆卸、装车顺利进行。
10.1.2桩机施打过程中,施工人员必须远离桩锤5米以外的安全处。30米范围内严禁非施工人员靠近。
10.1.3卸桩、吊桩过程中,挂桩小钩外必须系好风缆绳,确保控制桩吊运中的方向,以防发生与桩机、吊车、汽车相碰事故。
10.1.4桩机、坦吊施工中必须确保场地平整。地基较软不能满足桩机施工需要时,必须垫好路基箱或40毫米厚的钢板。
10.1.5送完桩之后的桩坑必须遮盖、封闭,先用两根钢筋将桩口点焊封闭,然后在钢筋上放装满泥土的草包,每施工完一区域,就将此区域用绳子包围起来,挂警告牌、警示灯,并禁止闲人进入。
10.1.6专职安全员必须将送桩坑作为一个重大隐患点,送桩坑封闭同桩口,虽然采取了封闭、包围、挂牌等措施,但还必须重点监控,经常巡视,以免人、物坠落。
10.1.7桩机、坦吊司机、电工、电焊工、起重指挥工上岗时必须持有****市特殊工种操作证,随时接受有关部门的检查。
10.1.8非机械人员和非电工,不得动用机械设备和电器设备。
10.1.9吊桩、喂桩、送桩、吊机和桩机移位时必须有专人指挥,分工明确,统一信号。夜间指挥必须用明暗信号。
10.1.10施工机电设备均应设置安全防护罩并接地接零,机具操作由专人负责,并执行挂牌制度,做到单机单闸单独触保器,防止触电事故的发生。
10.2环保要求
管桩在打桩施工中,容易造成噪声污染。为保护自然环境,在施工过程中,要加大在环境保护方面的投入,真正将各项环保措施落实到位。
10.2.1强噪声作业时间的控制
凡在居民稠密区进行打桩作业的,严格控制作业时间,晚间作业不超过22时,早晨作业不早于6时,特殊情况需连续作业(或夜间作业)的,应尽量采取降噪措施,事先做好周围群众的工作,并报有关主管部门备案后方可施工。
10.2.2强噪声机械的降噪措施
尽量选用低噪声或备有消声降噪声设备的打桩机械。施工现场要设置封闭装置,以减少强噪声的扩散。
10.2.3加强施工现场的噪声监测
加强施工现场环境噪声的长期监测,采取专人管理的原则,根据测量结果填写建筑施工场地噪声测量记录表,凡超过《施工场界噪声限值》标准的,要及时对施工现场噪声超标的有关因素进行调整,达到施工噪声不扰民的目的。
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