采用机动洛阳铲成孔CFG桩施工工艺

采用机动洛阳铲成孔CFG桩施工工艺邯黄项目徐保军内容提要：本文结合工程实例，着重介绍了机动洛阳铲的改进、成孔工艺、灌注成型以及质量控制，并对其关键技术进行了初步探讨，提出了机动洛阳铲成孔CFG桩施工过程中需要加强、改进、掌握的新技术、新概念。

关键词CFG桩机动洛阳铲1 前言CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是由水泥、粉煤灰、碎石、砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩,并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基。

目前CFG桩施工工艺普遍采用长螺旋钻孔灌注成桩、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩等，通过工程实践，上述机械设备受运行空间限制。

而机动洛阳铲在复杂环境、机械操作性能、成本造价等方面都具有自己独特的优势。

1.1工程概况新建邯郸（邢台）至黄骅港铁路工程一标段，全长107公路，新建站房24栋，总建筑面积6500m2,地基处理方式采用CFG桩，其中桩长为11.0m-15.5m，桩径为0.45m，共计3000延米，地下土质为粉质粘土和粉土，CFG桩桩体混合材料的强度等级为C30，要求处理后的复合地基承载力特征值≥130KPa,桩顶与基础之间设置200mm厚褥垫层，褥垫层材料取用级配砂石。

1.2机动洛阳铲成孔技术特点1.2.1灵活适应各种复杂场地由于机动洛阳铲部件轻便，对施工作业面和空间要求不高，对桩长深度适中且无地下水的CFG桩具有较好的可操作性和实用性。

1.2.2设备组装方便快捷机动洛阳铲由卷扬机、铲头、钢丝绳和三脚架等主要部件组成，现场安装无需要任何机械设备配合。

1.2.3便于质量控制，易于全程监控机动洛阳铲成孔工序明了，定位准确、垂直度可控，能真实反应地质层的变化，为桩端头是否达到持力层提高直观可靠的依据，确保的桩身完整性。

1.2.4成本低、效率高一般由2人操作1台机动洛阳铲，即一人操作卷扬机，一人推小推车运土。

其工作效率是人工的15倍。

2 机动洛阳铲成孔原理桩位检验合格后，利用卷扬机提升洛阳铲（洛阳铲外径可根据设计桩径制作出不同型号），靠洛阳铲自重及自由下落加速度闭合抓土，卷扬机通过钢丝绳提升至地面卸土，依次循环成孔至设计深度。

导向杆铲头卷扬机三角支撑架图1：机动洛阳铲成孔原理示意图电机卷扬机提升下落闭合抓土小推车地面卸土钻至设计标高图2：机动洛阳铲作业流程图3.施工工艺流程及操作要点3.1机动洛阳铲成孔CFG桩施工工艺流程（见图3）地表处理桩位测量放样钻机就位洛阳铲垂直度检查与调整钻孔至设计标高停钻钻机移至下一桩位安装导管灌注混凝土混合料拌和、运输桩间土开挖桩头处理桩体完整性抽检桩体承载力抽检CFG桩验收图3 CFG桩施工工艺流程3.2施工工艺操作要点3.2.1挖孔施工1、确定桩位和高程：在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和基础平面图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点，根据桩位进行孔口定位。

2、安装钻机：孔口定位预检合格，钻机就位后必须使洛阳铲底座平整、稳固，保证在钻机过程中不发生倾斜和位移，确保成孔质量。

3、钻机掘进：利用卷扬机提升洛阳铲，闭合抓土，至地面卸土，依次循环成孔。

3.2.2成孔验收1、桩端是否进入持力层，且不小于设计深度。

2、桩位、桩体垂直度、桩体有效直径是否满足规范要求。

3.2.3灌注混合料1、成孔验收合格后应尽快灌注桩身混合料2、桩身混合料坍落度应控制在140-180mm，采用混合料料斗和导管垂直灌注，灌注应连续进行，利用上下提升导管，混合料通过导管自上向下顶压增强自身密实性。

桩顶以下2m范围内使用插入式振捣器进行振捣密实。

3、桩顶超灌高度为0.5米，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。

3.2.4截除桩头1、混合料龄期大于14天后，采用小型挖机和人工开挖、运输桩间土，施工桩顶标高以上300mm地基土必须人工开挖。

清土和截桩时，不的扰动桩顶标高以下的桩间土。

2、先采用无齿剧对桩头四周进行截除，再采用“小锤轻敲”的原则剔除桩头。

3.2.5无损检测1、CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，在施工结束28天后进行。

抽取不少于总桩数10%的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。

2、复合地基承载力特征值应采用荷载板试验进行检测，检测数为总桩数的1%，且不少于3根。

3.2.6级配砂石施工1、质量检验合格后，方可进行级配砂石褥垫层施工。

2、桩顶与基础之间设置200mm厚褥垫层，级配砂石粒径不大于30mm，压实系数不小于0.95。

4 材料与设备4.1 CFG桩施工材料要求4.1.1 水泥：选用P.O42.5普通硅酸盐水泥，并有出厂合格证及试验报告。

4.1.2 砂：可采用粗砂、中砂或细砂，含泥量不大于3%。

4.1.3 碎石：粒径宜为5—25mm，含泥量不大于1%。

4.1.4粉煤灰：细度不大于45%，可采用Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰4.1.5外加剂：外加剂应符合GB8076规定，并检验合格后方可使用。

4.2材料配置根据CFG桩施工需要，提前准备施工所需砂石、水泥及其它材料。

所进材料应按照规定位置堆放并做好防护措施，防止受冻、受潮。

4.3材料检验及有关报告4.3.1材料送检现场砂石、水泥及外加剂需送试验室进行试验，试验合格后方可使用。

使用过程中应有专人对材料进行保管，防止因材料受冻、受潮导致混凝土质量下降。

4.3.2混和料配合比混合料配合比试验时，除强度满足设计要求外，坍落度宜控制在140～180mm.经配合比试验确定，C30混凝土的配合比为水泥：粉煤灰：砂：碎石：水：外加剂=260：90:769：1153：175:3.50，施工时严格按照配合比进行。

4.2 CFG桩施工所需的设备施工所需装备配置的基本原则：（1）符合工艺要求；（2）满足生产效率；（3）各工序能力平衡。

其主要设备配置见表1。

表1 CFG桩施工主要设备配置表序号设备名称规格型号单位数量备注1 机动洛阳铲40型台 22 混凝土搅拌机HZS-180 台 13 推土机140 台 14 压路机20T 台 15 吊车15T 台 16 装载机ZLY50C 台 17 振动棒VD65 根 38 砼罐车10m3台 29 自卸汽车15T以上台 210 洒水车10T 台 111 发电机150KW 台 1 拌和站备用一台5 质量控制5.1施工质量保证机构建立由项目经理领导、项目副经理中间控制，技术质量组全体人员基层检查的管理系统，以确保各项质量保证措施落实到各分部工程及各道工序中。

并在施工过程中设专职质检员，班组设兼职质检员进行自检互检，发现不符合质量标准的问题及时纠正。

5.2施工质量控制措施5.2.1测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量，并平整碾压后放出各桩的准确位置，原地面标高控制在±2cm以内（线路纵坡、横坡考虑在内后）。

施工桩顶高程控制在高于设计标高50cm。

将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进行管理。

5.2.2布桩时，CFG桩的数量、布置形式及间距必须严格按设计要求。

5.2.3对进场施工的洛阳铲桩机在开钻前进行检测，确保施工正常。

5.2.4要对每一根桩都要做到全程监控，并按照要求做好记录。

5.2.5现场管理人员对开钻前吊锤对准桩位进行量测监督，以保证桩位偏差处于允许偏差范围之内，桩身垂直度不大于1%，确保桩体的正常受力。

5.2.6在钻进过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺或停机查看地质情况，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻具损坏。

5.2.7整个施工过程中，必须有旁站人员监督，并作好施工原始记录。

5.2.8作业队和现场技术人员每天及时对CFG桩成桩记录进行相互签字确认。

序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法表2 CFG 桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差5.3施工质量检验 5.3.1原材料质量检验严把材料进场关，保证使用符合规范要求的水泥、砂、石、外加剂等材料，并做好材料试验，并认真填写有关记录； 5.3.2混合料质量检验CFG 桩混合料应严格按照施工配合比拌制，坍落度、强度及灌注方量必须符合设计要求，现场施工时每工作日制作2组砼试块(150×150×150)，并做好砼试块制作记录和试块的现场养护；5.3.3桩位及数量检验CFG 桩的桩位及根数应符合设计要求。

5.3.4桩长及桩头检验CFG 桩的桩长、桩头处理后的质量以及桩顶标高均按规定标准进行检验。

5.3.5桩体完整性检测CFG 桩桩体完整性采用低应变法检测，检测桩数为总桩数的10%，经检测CFG 桩桩体强度满足C30的设计要求。

桩身结构完整的一类桩162根;桩身结构基本完整、桩身局部轻微离析、对桩的使用不构成影响的二类桩6根。

一、二类合格桩共168根,占检测桩总数168根的100%。

5.3.6复合地基承载力检测复合地基承载力特征值应采用荷载板试验进行检测，检测数为总桩数的1%，且不少于3根。

经检测该复合地基承载力特征值为180KPa ，满足设计要求。

6.安全保证措施 6.1安全保证体系以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、安装和基层劳务专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。

6.2安全管理1 桩位(纵横向) 100m m按成桩总数的10%抽样检验， ,且 每工 点不少于3根全站仪或钢尺丈量 2 桩体垂直度 1%全站仪或吊线测钻杆倾斜度 3桩体有效直径不小于设计值开挖50-100c m 深后,钢尺丈量6.2.1 严格执行国家及河北省有关施工现场安全管理条例及办法。

6.2.2 制订施工现场安全防护基本标准，如：施工临时用电安全防护标准，各类施工机械和设备的安全防护标准，施工现场消防工作管理标准等。

6.2.3 建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使安全工作落到广大群众基础上。

6.2.4 编制安全技术交底，设计和购置安全设施；6.2.5 强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可，坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等；6.2.6 加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。

6.3施工安全措施6.3.1作好现场调查，开工前对地下管线详细调查。

6.3.2对人员进行安全教育，进入现场必须佩戴安全帽，所有施工人员必须听从指挥。

6.3.3施工现场设安全员，施工作业区设安全标志，防止无关人员进入施工现场。

6.3.4施工现场平整密实，确保施工顺利安全进行。

6.3.5机械正在作业时，施工人员应远离。

机械要按其性能要求工作，不得超负荷工作，定期进行检查、维修和保养。

施工中应经常对钻孔装置、吊车臂杆及索具进行检查，以便及时发现问题。

6.3.6施工用电电缆线路必须埋地或架空敷设，避免机械损伤和介质腐蚀。

6.3.7每台电力设备必须确保“一机一箱一漏一闸”。