CFG桩试桩工艺性总结

广佛江快速通道江门段（三江至南门大桥）工程CFG桩试桩工艺性总结

编制人：

复核人：

审批人：

中铁广佛江快速通道江门段（三江至南门大桥）工程

总包项目部

二〇一八年八月二十二日

广佛江快速通道江门段（三江至南门大桥）工程 CFG桩试桩工艺性总结

目录

一、作业依据 (1)

二、试验目的 (1)

三、工程概况 (1)

3.1项目概况 (1)

3.2 CFG桩试桩范围 (2)

3.3工程地质 (3)

3.4水文情况 (4)

四、工艺性成桩试验 (4)

4.1 CFG桩首件目的验证情况 (4)

4.2试验准备工作 (4)

4.3试验桩施工工艺控制 (6)

4.4试验过程 (6)

4.5 CFG桩施工质量检验 (9)

五、试验总结 (10)

5.1施工数据记录 (10)

5.2 CFG桩施工过程控制 (10)

5.3人员及机械设备配置 (12)

5.4桩身质量检测 (12)

5.5工艺参数总结 (13)

六、CFG桩质量检测报告 (14)

CFG桩试桩工艺性总结报告

一、作业依据

（1）《广佛江快速通道江门段(三江至南门大桥)工程施工图设计》。

（2）国家及相关部委颁布的法律、法规和现行设计规范、施工规范、质量验收标准及其它有关文件资料。

《公路路基施工技术规范》J TG F10-2006；

《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2017；

《公路工程施工安全技术规程》JTG F90-2015；

《广东省高速公路建设标准化管理规定》（2010年4月）。

二、试验目的

根据设计文件和规范的相关要求，我部于2018年5月20日～21日在YK46+840～YK46+869.68段路基进行了CFG桩工艺性试验，该首件工程CFG桩已按试桩方案顺利完成。其目的是为了取得长螺旋钻CFG桩的施工经验及相关参数，复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，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、规范后续CFG桩作业施工，以确保CFG桩的施工质量。

三、工程概况

3.1项目概况

本项目起点桩号为K44+100，位于新会区三江镇，顺接广佛江快速通道一期终点，终点桩号为K72+665.183，位于新会区沙堆镇

原省道S270公路，线路全长28.565km。本项目所在区域工程地质分为滨海相冲淤积平原和丘陵地区，其中滨海相冲淤积平原主要为填土和软土；根据设计图纸主线桥头路基段、主线桥头挡土墙路段、辅道新建路段、涵洞路基软土均采用CFG桩处理，设计桩径50cm，混凝土强度等级C15，桩长5.0～27.4m，全线共计63687根，合966133延米；CFG桩采用长螺旋钻孔管内泵送砼的施工方法成桩。

3.2 CFG桩试桩范围

本次试验桩选择在具有代表性区段进行，试桩里程位于YK46+840～YK46+869.68段（临近虎坑河河堤）右侧红线内进行；试桩数量7根，间距1.6m，正方形布置，桩长25.5m（桩底高程-24.22m）；桩位布置和施打顺序见下图。

3.3工程地质

根据《工程地质详细勘察报告》中孔号SZK0207（K46+853.5）钻孔柱状图揭示，试验区自上而下地质情况如下：

①素土层：灰黄色～褐黄色，稍压密，稍湿，主要成分为粉质黏土；层厚2.5m，层底高程-1.47m。

③1淤泥：灰黑色；饱和；流塑;由粘粒、粉粒及有机质组成，略有腥味，局部夹腐殖质；层厚14m，层底高程-15.47m。

③黏土：浅灰色，浅土黄色，很湿，软可塑；主要物质成份为黏粒,黏性好，干强度高；层厚3m，层底高程-18.47m。

③2淤泥质土：灰黑色，饱和；流塑（局部软流塑状态）；由粘粒、粉粒及有机质组成，略有腥味，局部夹腐殖质；层厚4.55m，层底高程-23.01m。

④5粉质黏土：褐黄色，浅黄色，很湿，可塑；主要物质成份为黏粒和粉粒，含粗砂，粘度好，干强度高；层厚9.25m，层底高程-32.26m。软（弱）土的主要物理指标如下表所示：

软（弱）土的主要物理指标表

岩土编号岩土

名称

天然

含水

量ω

（%）

天然

孔隙

比е

塑性

指数

I P

液性

指数

I L

直剪固快

压缩

系数

压缩

模量

标贯

击数

N（击）

黏聚力内摩擦

角φq

黏聚力内摩擦

角φc

α1-2

（MP

a-1）

Es

（MP

a）

Cp Cc

（kPa）（度）（kPa）（度）

快剪快剪固块固块

①1素填土23.8 0.854 13.7 0.25 16.0 8.4 0.582 3.65 -- ③1淤泥62.9 1.693 19.7 1.70 5.2 2.6 18.2 9.4 1.440 1.99 1

③2淤泥质土48.8 1.320 19.1 1.17 7.0 4.8 0.785 2.99 1.5

④1粉质黏土23.6 0.700 21.1 <0 25.5 14.1 0.28 6.37 10.0 ④5粉质黏土20.7 0.672 16.7 0.03 30.3 18.0 0.286 6.18 13.0

3.4水文情况

地表水主要有江门水道河水、银州湖、附近鱼塘塘水及沿线河水、河涌、溪水等；地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，稳定地下水位埋深约在0.45～9.7m；地表水、地下水对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水下对混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

四、工艺性成桩试验

4.1 CFG桩首件目的验证情况

1.确定施工设备、施工顺序、施工工艺及方法。使用长螺旋钻管内泵送砼的施工方法，成桩速度快、质量可控，适合本工程CFG 桩施工。

2.确定了混凝土原材料和配合比。混凝土的各种材料技术指标均满足规范要求，采用试验配合比的抗压强度满足设计要求。

3.确定了相关参数。采用长螺旋钻机时，泵送混凝土配合比的坍落度控制在160～200mm，混凝土搅拌时间控制在90～120s，拔管速度宜控制在2.5m～3m/min，可保证桩身质量。

4.2试验准备工作

1．施工用原材料及施工配合比选定

水泥:江门海螺P.O42.5R水泥

砂:西江中砂

碎石:新会白水带石场，规格为5～25㎜

粉煤灰:台山电厂（F类II级）

水:自来水

外加剂：FST-6型聚羧酸高性能缓凝减水剂

混凝土配合比为水泥：砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水

=1:3.56:4.71:0.36:0.014:0.71；出厂坍落度控制在160～200㎜。

2.主要劳动力组织

序号工种人数

1 技术员 1

3 试验员 2

4 安全员 1

5 电工 1

6 工班长 1

7 现场指挥 1

8 地泵操作员 1

9 钻机操作手 1

10 普工 3

合计12

3.机械设备

序号机械名称型号数量备注

1 液压步履式长螺旋钻机BL28 1套CFG桩工艺性试验

2 发电机300kw 1台临时发电

3 混凝土输送泵HBT605 1台泵送混凝土

4 混凝土运输车12m33台混凝土运输

5 全站仪TS0

6 1台测量放样

6 水准仪DS05 1台测量放样

4.3试验桩施工工艺控制

1.施工工艺流程

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，在钻进过程中用线锤检查钻杆垂直度，钻孔过程做好记录，进入持力层时记录电流值。钻至设计标高后，开始泵压混凝土，混凝土下到孔底后开始均匀提钻。根据泵入混凝土量控制提钻速度，保证钻头矛尖始终埋在混凝土中，以防断桩。当现场混凝土出现问题时，按下联动开关按钮，钻机立即停止提钻。

4.4试验过程 1.施工放线

钻孔

施工准备

泵送C15砼

钻机就位

钻至设计深度

拔管

移机

成桩检测 配合比试验

计量投料并搅拌

制作试件

路基施工区域范围内场地开挖回填整平至设计桩顶标高以上50cm，采用压路机进行碾压密实，场地内横向设置人字坡，坡度2%～4%，在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，桩位中心点用竹签插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于50mm；须在两侧桩基范围外适当位置，设置护桩，以便于施工过程中复核和恢复桩位。

2.钻机就位

首先要做好钻机定位，要求钻机安放保持水平，通过驾驶室内横向和纵向水平尺调节钻杆垂直度，同时钻杆顶部横、纵向安装线锤进行校核，确保钻杆保持竖直，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.钻进成孔

钻孔开始时，必须确认桩位编号、孔口标高、孔深准确无误后，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，一般先慢后快，避免形成螺旋孔，试桩钻进速率按1m～1.5m/min 控制，钻孔至设计深度时桩机不加压，原地空转20s，然后将钻头提离孔底10cm左右。施工桩顶标高应高出设计桩顶标高0.5m，垂直偏差小于1%，施工时应做好孔深和电流值记录。

试桩过程设计单位全程跟踪，经设计单位地质工程师现场确认本次试桩钻渣与地质报告相符。

4.桩长控制

以螺旋管初节法兰盘为起点，在钻塔上每隔1米悬挂蓝底白字数字牌标识(铁质)，同时根据动力头位置相对的钻塔标记控制桩长（在设计桩长位置绑上红布条），采取双控措施控制桩长。

5.混凝土灌注及提升钻杆

成孔至设计深度后，现场技术员应通知钻机停钻，先泵料，后提升钻杆，地泵压力按5MPa、速率按按2.5m～3m/min控制，当钻杆芯管充满混凝土后开始提升钻杆,严禁先拔管后泵料。灌注混凝土至桩顶时，超灌50cm，以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求。灌注混凝土前，检查管路顺畅稳固，并用水泥砂浆湿润管路；地泵料斗内要有一定的混凝土容量，混凝土容量要高出进料口50mm以上，以防吸进空气造成赌管；CFG桩施工中，每台班制作2组砼试件。

试桩参数一览表

序号桩号

桩长

（m）

设计砼

用量

（m3）

砼坍落度

（mm）

钻杆提

升速度

(m/min)

备注

1 9-7 25.5 5.00 160-200 1.2

2 A11-7 25.5 5.00 160-200 2

3 A11-5 25.5 5.00 160-200 2

4 A13-

5 25.5 5.00 160-200 2.5

5 A15-5 25.5 5.00 160-200 2.5

6 A17-5 25.5 5.00 160-200 2.8

7 A19-5 25.5 5.00 160-200 2.8

6.移机

成桩后停机移位至下一桩位，当上一根桩施工完成后，重复以上步骤进行下一根桩的施工，在桩机移动过程中防止桩机本身和支

腿对桩体的破坏。桩机移机至下一桩位施工时，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。

7.清土及截桩

成桩后7天清理桩间土和截桩。清理桩间土采用小型机械设备结合人工清理的方式进行，机械设备进入CFG桩处理区时严禁辗轧和碰撞CFG桩，避免断桩及对地基土的扰动，清土时预留30cm人工清除，找平；采用环形切割机截桩，截桩至设计桩顶标高，并保持桩顶面平整。

4.5 CFG桩施工质量检验

1.过程检测

施工过程质量检验主要应检查原材料的质量、施工记录、混凝土坍落度、桩位偏差、桩顶标高和桩体留置砼试块。

桩位允许偏差：0～50mm；通过线锤水平位移检测，桩身倾斜不大于1%；钻头直径50cm，保证桩体有效直径不小于设计值。

混凝土罐车从拌和站搅拌至运至现场用时40min，使用一车混凝土需要时间约30min，故配备3台混凝土罐车能够满足施工要求。

2.施工后质量检测

根据图纸要求，施工结束，成桩28d后进行桩身完整性检测。相关质量指标见下表。

水泥粉煤灰碎石桩实测项目

项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率

1 桩距（mm）±100 尺量：抽查2%且不少于5点

2 桩径（mm）不小于设计值尺量：抽查2%且不少于5点3△桩长（m）不小于设计值查施工记录并结合取芯检查

4△强度（MPa）不小于设计值取芯法：抽查桩数的0.5%，且不少于3组

5 复合地基承载力满足设计要求抽查桩数的0.1%且不少于3处

五、试验总结

5.1施工数据记录

桩号钻孔时间灌注时间桩长（m）砼用量（m3）钻杆提

升速度

（m/min）

充盈

系数起止起止设计实际设计实际

9-7 17:43 18:07 18:43 21:05 25.5 27.7 5.4 24 1.2 4.44 A11-7 11:32 11:40 11:41 13:30 25.526.0 5.118 2 3.53 A11-5 13:35 13:47 13:50 14:44 25.526.0 5.112 2 2.35 A13-5 14:54 15:05 15:06 15:15 25.526.0 5.110 2.5 1.96 A15-5 15:17 15:25 15:25 16:32 25.526.0 5.110 2.5 1.96 A17-5 16:38 16:47 16:48 16:56 25.526.0 5.17.3 2.8 1.43 A19-5 17:00 17:08 17:10 18:20 25.526.0 5.17.1 2.8 1.39 备注：电流值一般为140A，至设计孔深170A。

根据地质及机械性能情况，由上表试桩数据得出钻机钻进速度在应控制在1～1.5m/min之间，泵压5MPa，提管速度应控制在2.5～3m/min之间，混凝土灌注充盈系数1.39。

5.2 CFG桩施工过程控制

1.桩位放样

利用全站仪放样桩位后，记录地面标高，打入竹签并用白灰标识，在各排桩处边界外适当位置，设置临时控制桩（护桩），以校核施工过程中桩位偏差。

2.钻孔

钻机就位后，利用自身液压系统调平钻架，直角方向利用钻架上对中锤核查对中，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识初始读数，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突然偏大，并持续较长时间，应停钻，检查原因并核实地质情况是否与设计文件相符。钻孔过程中，及时清理钻孔出土，防止覆盖邻近桩位，同时便于混凝土灌注至桩顶时，判定混凝土超灌高度情况。

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，开始匀速提管；泵送过程中，司泵人员密切注意泵压变化，当泵压突然变大，混凝土不进料时，表明堵管，应立即停止泵送，并按下联动开关，检查堵管位置及原因，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，保证桩顶混凝土密实性。灌注过程中，校核实际灌注量是否与设计用量相符，保证实际灌注量不小于设计用量，发生负偏差值时，需分析原因，提出解决办法。

4.清土

成桩后混凝土终凝前，采用人工配合小型机械对桩周土及混凝土进行清除，清除至桩帽顶，清除废弃土方及时清运至施工场地外。

5.截桩

成桩7天后，利用小型挖机清除桩周土至设计桩顶标高，局部位置人工配合清土。利用截桩机环向切割桩头，保证切痕在l0cm 以上，人工截除桩头，并用钢钎找平桩头，桩顶标高误差保证在±5cm内。严禁重锤击打桩头，严禁机械拉断桩头，防止浅部断桩。

5.3人员及机械设备配置

1.机械配置

通过工艺性试验结果表明，现场采用BL28型液压步履式长螺旋钻孔机、300KW发电机组、HBT605型混凝土输送泵及混凝土运输车的组合能满足施工需要；根据我部临时用电配置计划，按每公里设置一台500KW变压器进行配电，目前已部分完成安装、通电和使用，CFG桩大面积施工时将采用网电，既环保又可满足施工要求。

2.人员配置

根据工艺性试验，每台长螺旋钻孔机每班作业人员所需配置为：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3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。

5.4桩身质量检测

1.原材料的质量检测

CFG桩所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求。

检验数量要求：同一产地、品种、规格且连续进场的散装水泥，以500t为一检验批，不足500t也为一批计；同一产地、品种、规格且连续进厂的粗、细骨料，分别每400m3为一批，当不足400m3也按一批计；各种原材料每批抽样检验1组。

2.砼强度检测

CFG桩在灌注混凝土过程中，要求每台班制作试件2组（3块），试件标准养护后28天进行抗压强度检验。

2018年7月12日委托广东省建筑科学研究院对4组试块测定

28d抗压强度，试件抗压强度代表值分别为35.0、32.3、34.6、36.5MPa；检测结果详见详见附件一。

3.CFG桩桩径检测

桩头切除后，采用尺量测得7根试验桩桩径分别为51.2cm、51.4cm、51.1cm、50.8cm、52.3cm、50.7cm、51.5cm。

4.CFG桩的桩身完整性检测

2018年8月14日～16日，广东省建筑科学研究院对YK46+840～YK46+869.68段CFG试验桩进行桩身完整性检测（桩芯法），检测结果为：实测桩长25.52m、25.56m，桩身完整性Ⅰ类桩，抗压强度代表值19.4MPa、20.0MPa；检测结果详见附件二。

5.CFG桩单桩或复合地基承载力检测

2018年7月26日～8月2日广东省建筑科学研究院对试验桩进行单桩承载力检测，实测单桩竖向抗压极限承载力≥700KN，特征值350KN，满足设计要求（设计值350KN）；2018年8月6日～10日广东省建筑科学研究院对试验桩进行复合地基承载力检测，实测复合地基极限承载力≥300KPa，特征值150KPa，满足设计要求（设计值120KPa）；检测结果详见附件三、附件四。

5.5工艺参数总结

根据本次工艺性CFG桩首件施工的设备及人员配置、施工过程的数据分析及成桩检测结果，总结在本工程地质条件情况下，选用BL28型液压步履式螺旋钻孔机施工，HBT605输送泵配合时，可选用以下参数进行施工。

1.钻进速度1m～1.5m/min。

2.地质情况：经过钻渣查验，现场地质情况与地质报告相符。

3.终孔标准：以桩长为主控项目，终孔电流值以140～170A之间作为校核。

4.灌注混凝土拔管速度：泵压控制为5MPa，以2.5m～3m/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。

5.混凝土罐车配备：根据现场情况，每台机械配备3台罐车能够满足施工要求。

6.混凝土理论配合比：通过工艺性CFG桩首件试验、砼试件强度检测结果，CFG桩C15砼配合比满足设计和施工要求，坍落度为160～200mm；因本工程混凝土拌合站正在建设中，原材正招标采购，待相关设施投入使用和程序完善后，将参照本次试桩配合比进行验证试验，重新确定混凝土配合比。

7.灌注标高：混凝土灌注至桩顶时，超过桩顶设计标高50cm，可满足桩顶密实度要求。

8.桩头截除：混凝土灌注7天后，可利用环向切割机械进行桩头切除。

经过工艺性试验和检测报告，各项指标满足要求，可进行大面积施工。

六、CFG桩质量检测报告

附件一：原材料检测报告

附件二：《混凝土试件抗压强度报告报告》

附件三：《钻芯法基桩完整性试验检测结果通知单》

附件四：《单桩竖向抗压静载试验检测结果通知单》

附件五：《平板荷载试验检测结果通知单》