CFG桩试桩方案(试桩)
-
CFG
桩试桩施工组织设计
一、工程概况
DK251+000-
DK251+000
< br>段线路以填方通过冲洪积平原，地形平缓，地表
大部分大部辟为耕地及果园。
津秦正线与京秦改线并行。
津秦正线路堤最大填高
< br>9.28m,
边坡最大高度
9.44m
< br>。
京秦改线路堤最大填高
8.63m,
< br>边坡最大高度
6.83m
。
<
/p>
基底加固采用水泥粉煤灰碎石桩（
CFG
）桩处理，桩长
5~8.5
米，桩径为
0.4m
，桩间距
1.5
—
1.8m
，桩身设计强度为
C20
，布置形式见附图。
桥头地基处理过渡段地段，混凝
土底座应力扩散角以内正方形布置，间距
1.5m
；
以外长方形布置，
纵向间距
1.5m
，
横向间距
1.6
～
1.8m,
横向最外两排桩横
向桩间距可适当
放大但不得大于
2.0m
。
正线区间非桥头地基处理过渡段地段，混凝土底座应力扩散角以内正方形
布置，间距
1.5m
；以外长方形布置，纵向间距
1.5m
，横向间距
1.6
～
1.8m
，横向
最外两排桩横向桩间
距可适当放大但不得大于
2.0m
。
二、试桩目的
目的是为了复核地质资
料以及设备、
工艺、
施打顺序是否适宜，
确定配合比、
塌落度、搅拌时间、泵送时间、泵送压力、钻杆提升速度以及下钻速度等
各项工
艺参数，以指导下一步
CFG
桩
的大规模施工。
三、试桩地质情况及位置
试桩位置为
DK250+000~DK251+000
附近，该段地质条件
：
粉质黏土：黄褐色，硬塑，含少量角砾。
砾砂：灰白色，中密，饱和。
圆砾土：黄褐色，中密，稍湿～饱和。
均质混合岩：褐灰色，红褐色，全风化，岩芯呈土状。
地震动峰值加速度：
0.10g
。
土壤最大冻结深度：
0.9m
< br>。
1
四、试桩要求
1
、试验桩根数及布置
试桩桩位布置：
试桩时做
DK250+700~DK
250+900
段内
3901
根试验桩
，
桩径
d=0.4m
，桩间距
a=1.5
—
1.8m
，桩长
7
—
8.5m
< br>。水泥用量拟为
12%
，其中取
1
‰的
桩用于做复合地基承载力试验，
1
‰的桩做单桩承载力试验，
抽取不少于
10%
的桩
做低应变动力试验，检测桩身完整性。每工点做不
少于
3
根试验桩竖向全长钻取
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，修改施工
工艺或桩体材料配
合比重新试验直至满足要求并报监理单位确认后方可施工。
具体布桩位置见附图。
2
、试验内容
无侧限抗压强度试验：
28
天无侧限抗压强度不小于设计强度
。
单桩承载力不低于
300KN
，复合地基承载力不低于
250KPa
。<
/p>
（注：
第三方检测提出可做几组
14
天无侧限抗压强度试验，
若能满足设计要
求，则可不必做
28
天无侧限抗压强度
试验，否则仍采取
28
天无侧限抗压强度试
验。单桩承载力试验正线、改线各取
3
根做
14
天试验，若设计满足要求，则可不
必做
28
天试验，否则仍按
28
天执行。）
五、施工准备
1
、施工材料及实验准备
CFG
桩桩体混合料由水泥、卵石（或碎石）、石屑或砂、粉煤灰（必要时
加
适量泵送剂）
，
加水在搅拌机中强制
搅拌而成。
混和料的密度一般为
2.1
～
2.3t/m
³。
长螺旋钻孔管内泵
压混合料灌注法混和料塌落度为
160
～
200mm
。
（
< br>1
）水泥：采用
42.5
级普通
硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。
（
2
）卵石或碎石粗骨料：满足级配要求，松散堆积密度大于
1500k
g/m
³，最
大粒径：振动沉管法不大于
50mm
，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法不大于
25m
m
。
（
3<
/p>
）砂：采用干净的河砂，类型宜为中粗砂，含泥量小于
5
％。
（
4
）石屑：石屑率一般在
0.25
～
0.33
。
2
（
5
）粉
煤灰：振动沉管法所用粉煤灰为电厂收集的粗灰；长螺旋钻孔、管内
泵压混合料灌注法所
用粉煤灰细度（
0.045mm
方孔筛筛余百分比）不大于
45
％，
即等级要求Ⅲ级或Ⅲ级以上。
（
6
）泵送剂：
泵送剂用于改善拌和料泵送性能，泵送剂用于勉强可泵的混和
料，掺入量根据泵送剂的类
型而不同。当混和料泵送性能满足施工要求时，可不
掺泵送剂；当水泥掺量相对较低和气
温高的季节，需要时可在配比中加适量泵送
剂，但必须严格控制掺入量。
（
7
）
CFG
桩应采用合格的
P.S42.5
硅酸盐水泥。使用前应将各原材的样品送
试验室检验。所需材料应提前进场，水泥和
粉煤灰必须有出厂合格证，必须送试
验室检验合格后方能使用。
2
、施工场地准备
< br>（
1
）场地施工前应挖除地表植物根系并将场地整平，整
平标高＝设计桩顶标
高
+0.5m
，地
表碾压至
K30
≥
60MPa/m
。
（
2
）场地内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测。若地表水、地下
水复测结果与设计不相符应及时通知有关单位进行再次复测。不得使用有侵蚀性
水作为施
工用水。
（
3
）施工前应根据相关专业设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和迁
改，对没有迁
改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护，
（
4
）施工场地应具备
三通一平
条件。
3
、测量准备
放线前对各控制点进行复核后，
按设计要求放线，
准确定出各
搅拌桩的位置；
搅拌桩桩位应采用竹片或板条进行现场定位，点白灰定位。
4
、机械准备
CFG
桩施工工艺归纳起来主要有以下两种方法，即振动沉管打桩机施工
和长
螺旋钻管内泵压施工。振动沉管打桩机施工主要机具为振动沉管机、搅拌机，具
有施工操作简便、施工费用较低及对桩间土的挤密效应显著等优点，缺点为振动
及噪音污染严重，难以穿透硬土层，施工时混合料的运输一般为翻斗车或人工运
输，
效率相对较低，
新打桩对已打桩产生不良影响
(
如挤断已打桩
)
。
长螺旋钻管内
泵压施工机械是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝
土搅拌机组成，具有低噪
3
音、无
泥浆污染、是城区和居民区的首选工艺，穿透能力强、施工效率高等优点；
缺点为施工费
用较高，施工操作复杂。
考虑客运专线施工工期要求紧，工程
质量要求高，在非塑性指数较高的饱和
软粘土和淤泥质土地段可选长螺旋钻孔钻机施工。
长螺旋钻孔钻机的结构形式与工作原理如下图所示。
排气阀
弯头
动力装置
内
腔管
搅拌机
高强柔性管
溜槽
钻杆
卷扬系统
混凝土泵
钻
头
刚性管
长螺旋钻孔钻机的结构形式与工作原理图
六、施工工艺及操作要点
1
、工艺原理
CFG
桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，
其结构形式如图下图所
示。
它是由水泥、
粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘
结强度桩，桩身强度等级为
C20
，
可
全桩长发挥侧向摩阻力，
桩端落在好的土层时可很好地发挥端部阻力，
< br>与桩间
土、褥垫层一起形成复合地基。在复合地基增强体
(
桩体
)
系列中，它的置换作用
最强。
4
级配碎石
碎石垫层
厚0.5
碎石垫层厚0.2
高强土工格栅
碎石垫层厚0.2
高强土工格栅
碎石垫层厚0.1
高强度土工
格栅
≯2.0
1.6～1.8
CFG桩
地基处理标准横断面图（一）
比例：1:100
1.6～1.8
≯2.0
CFG桩
Ⅰ
< br>级配碎石
Ⅱ
桩帽间填碎石
碎石垫
层
厚0.5
碎石垫层厚0.2
高强土工
格栅
碎石垫层厚0.2
高强土工格栅
碎
石垫层厚0.4
高强度土工格栅
桩帽
≯
2.0
1.6～1.8
1.6～1.8
≯2.0
CFG桩
CFG
桩地基处理标准横断面图（三）
比例：1:100
CFG
桩、
桩间土、
褥垫
层。
三者一起形成复合地基。
当基础承受垂直荷载时，
桩和桩间土都要发生变形。
桩的模量远比土的模量大，
< br>桩比土的变形小，
由于基
础下面设置了一定厚度的褥垫层
，
桩可以向上刺入，
伴随这一过程垫层材料不断
补充到桩间土上。以保证在任意荷载作用下桩和桩间土始终共同参与受力
,
减小
5
基础底
面积的应力集中，调整桩、土的应力比，随着褥垫层厚度的增大，复合地
基桩、土应力比
变小，直至接近于
1
。当褥垫层厚度达到一定程度时
,
地基反力即
为天然良好地基反力。
CFG
桩复合地基于普通桩基的比较如下图所示。
CFG
桩复合地基与普通桩基对照图
2
、施工工艺流程
CFG
桩施工工艺流程图
6
3
、长螺
旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工要求
（
1
）在施工钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混凝土泵送量应与
拔管速度相配合，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，同时应保证钻头始
终埋入混和料中。
（
2<
/p>
）遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料，避免造成混合料离析、桩
< br>身缩径、断桩和夹泥等。
（
3
）钻孔应先慢后快。成桩过程中，若发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。
7