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合福高铁路基工程地基处理施工方案

1 编制依据和编制范围

(2)京福铁路客运专线安徽有限责任公司编制的《指导性施工组织设计》及下发的有关文件。

GB 51251-2017 建筑防烟排烟系统技术标准 (3)铁路工程施工组织设计指南(铁建设[2009]226号)。

(4)国家有关方针政策和国家、铁道部有关标准规范、规程和验标等。

(6)现场踏勘调查资料。

(7)我单位类似工程的施工经验及设备情况。

（8）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

（9）本单位所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。

（10）国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。

（11）铁道部有关建设管理的相关文件及铁路铁路工程施工组织设计指南。

（12）有关编制依据技术标准、规范、规程，见附表1。

附表1 现行最新施工技术规范、标准

合福客运专线主要技术标准：

(1)铁路等级：客运专线；

(2)正线数目：双线；

(4)设计旅客列车速度：250公里/小时；

(5)最小曲线半径：，进入枢纽可适当减小；

(6)限制坡度：20‰；

(7)牵引种类：电力；

(8)到发线有效长度：；

(9)闭塞类型：自动闭塞；

(10)动车组类型：动车组

(11)列车运行控制方式：CTC

(12)行车指挥方式：调度集中

(13)轨道类型：无砟轨道

(14)结构型式：暂按CRTSIII型板式

本标段位于安徽省宣城泾县泾川地区, 剥蚀低山，地形起伏大，坡陡，一般坡度5°～40°，植被发育，多为树林、灌木和竹林。路基分段多，软土、松软土地段分散，交通较为不变，路基预压时间长，施工工期紧。本施工段的地形情况主要为为巢湖湖积平原区及清溪河、裕溪河一级阶地，地势较平坦，地面标高6～8m；局部地段为剥蚀低山区，地形起伏较大，相对高差50～100m，植被发育。

地层岩性：线路所经地区地层岩性复杂，出露下元古界～第三系地层以及各时期的岩浆岩和第四系松散地层。下元古界～上元古界主要出露一系列变质岩地层，如白云质大理岩、大理岩、角闪片岩、黑云片岩、片麻岩、千枚岩、千枚状粉砂岩、千枚状砂质板岩、片岩、变粒岩、板岩等，另外还出露砾岩、砂岩及粉砂质泥岩、泥岩、页岩等沉积岩；古生界主要出露泥岩、灰岩、白云岩、泥灰岩、砂岩、石英砂岩、页岩及煤线等沉积岩，同时出露少量千枚岩等变质岩；中生界主要出露钙质泥岩、页岩、灰岩、红砂岩、中细粒砂岩及粉砂岩、砾岩夹砂岩泥岩、粉砂岩和含煤碎屑岩等，同时出露凝灰岩、凝灰熔岩、流纹质凝灰熔岩、安山集块岩、凝灰角砾岩、凝灰质砂岩和流纹斑岩等火山碎屑岩；新生界主要为广泛分布丘陵区的残坡积土、分布于长江冲积平原一、二级阶地的黏性土及淤泥质土和砂卵石土，部分高阶地分布有富含铁锰结核具膨胀性的粉质黏土和网纹状黏土。同时，沿线出露各时期喷出岩、侵入岩，有片麻状石英闪长岩、片麻状闪长岩及混合片麻岩、石英闪长玢岩、花岗岩、花岗闪长岩及闪长岩等。

地质构造：本工程沿线经历了多个构造旋回时期，横跨多个大地构造单元，合肥至巢湖烔炀一带为中朝准地台，东以郯庐断裂带，嘉山～庐江深断裂为界；巢湖烔炀至上饶信江一带属扬子准地台，南以萍乡～广丰深断裂为界。沿线主要分布郯－庐断裂带、江南深断裂、旌德断裂、绩溪断裂、丰城～婺源断裂等褶皱构造。

本施工段属长江流域鄱阳湖水系。途经主要河流有乌溪河以及山间小溪。

本施工段线路所经地区的地下水主要为孔隙水和基岩裂隙水、岩溶水。孔隙水赋存于各类松散岩类中，主要分布在河流阶地、丘间及山间谷地等，埋深较浅，一般1～2m，水量丰沛，受大气降水及地表径流补给，随季节变化较大，局部地段具有承压性；谷地区地下水以第四系孔隙潜水为主，埋深1～3m，以砂层、卵砾石层为主要含水层，水量较为贫乏，随季节变化显着。

基岩裂隙水主要赋存于低山丘陵区岩石的层间裂隙、风化裂隙以及构造裂隙中，主要接受大气降水的补给，以泉的形式出露排泄。层间裂隙以及风化裂隙地下水一般水量不大，多为潜水；在基岩构造盆地、断层破碎带、节理裂隙很发育带、侵入岩接触带、褶皱核部裂隙密集带及揉皱强烈发育带等储水构造中，水文地质条件复杂，补给源远，多呈脉状及带状分布，水量较丰富，多具承压性。

岩溶水地下水类型主要为潜水和承压水，赋存并循环于沿线寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系等可溶岩的溶洞、溶腔和裂隙中，呈脉状及带状分布，水量丰富，尤其河谷地段及构造破碎带岩溶发育剧烈，水量较大。岩溶水规律性较差，预测较为困难，路基施工中应引起足够重视，宜加强超前地质预报等工作。

3.1 施工组织机构及施工队伍安排

根据项目特点，本工程采用二级管理模式进行施工管理。项目部进行指导施工，现场具体由项目分部管理架子队进行施工。

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本工程计划由各分部路基架子队负责施工，高峰期计划上场68人。

表3－1 本工程的主要施工机械表

由于本工程路基线路较短，过渡段多且分散，所以决定过渡段地基处理施工陆续开工。计划从开始正式施工，于竣工，总工期4个月。

①清除基底表层植被，挖除树根，做好临时排水设施。

②地面坡度陡于1:5时，应自下而上挖台阶，台阶顶面作成4%的内倾斜坡。沿线路横向挖台阶宽度、高度满足设计要求，沿线路纵向挖台阶宽度不小于。根据现场实际情况，可以采用推土机等大型机械辅以人工进行施工。当松土或耕作土的厚度小于时应碾压密实，当厚度大于时，进行翻挖并分层回填压实，其压实标准达到路基基床以下部位的压实标准。

(3)施工质量检测控制

①原地面处理前，应对地基地质资料进行核查，路堤地基条件应符合设计文件。当不符合时，应及时反馈。

②原地面处理后的外观符合下列要求：基底无草皮、树根等杂物，且无积水；原地面基底密实（达到路堤本体压实标准）、平整，坑穴处理彻底，无质量隐患；横坡符合设计要求。

本管段旋喷桩桩径，主要施工方法如下：

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。

②施工前清除地表耕植土，平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围那地下构造物及管线。

③测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。

④施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根，报监理签认。

①根据现场试桩工艺参数钻进至设计处理深度成孔，喷管到达设计深度，待浆液从孔底冒出地面后，开始自下而上进行旋喷作业，喷管提升到达设计标高后，停止喷浆，单桩施工结束。

②在旋喷过程中，当上面第一根钻杆完全提出地面后，停止压浆，待压力下降后，迅速拆除钻杆，然后连续压浆，当压力升至设计旋喷压力时，进行1～2 分钟的低压补浆。

③钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸、接长钻杆或连续旋喷时要保持钻杆有10～ 的搭接长度，以免出现断桩。

④双管法的高压水泥浆液压力要大于20MPa。

⑤成孔：成孔直径，深度达到设计要求。

施工中应设技术人员作好每根桩的记录，应详细记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间以及施工桩长等参数的变化，并对发现的问题及时进行分析处理。

旋喷桩质量控制要点如下：

①桩点位置及场地标高应与施工图相符。

②把好材料关，施工材料应符合质量要求。水泥浆水灰比可选用1.0，现场取样进行室内配比试验，确定浆液最佳配比。每米桩长灌入量应符合要求。

③按设计要求，将旋喷桩位置用白粉定位，移动旋喷桩机达到指定桩位对中，桩位误差不得大于，垂直偏差不得超过1%，桩直径和桩长不得小于设计值。

④成桩过程中因故停止，应将注浆管下沉至停浆点以下处，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3小时，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。

⑤混凝土搅拌桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

本管段CFG桩桩径，桩顶面设置垫层，垫层中间夹铺土工格栅加固。CFG桩施工采用长螺旋钻孔法管内泵压混合料成桩工艺，桩帽板采用模筑法施工。

(1)CFG桩长螺旋钻孔法施工

钻机就位后校正好钻杆的位置和垂直度，垂直度的容许偏差不大于1%。按施工配比配制混合料，混合料坍落度宜为～。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，启动电机,将钻杆旋转下沉至设计标高，关闭电机,清理钻孔周围土。成孔时应先慢后快,这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值。

CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先拔管后泵料。成桩的提拔速度控制在/min～/min，成桩过程连续进行，避免供料出现问题导致停机待料。

依照设计要求设置保护桩长，一般不少于，确保成桩质量。

移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识,确保桩位的准确性。必要时移机后清洗钻杆和钻头。

按照设计要求进行试桩。

按设计位置进行测量放样，并用石灰标识每个桩帽四周位置，并对每个桩帽开挖高度进行技术交底。开挖出桩帽位置的土方，凿除桩头部分至设计标高，同时对基底密实情况、开挖深度、宽度等指标进行验收，合格后才能现场浇筑桩帽混凝土；桩帽土开挖完后要及时浇筑，如不能及时浇筑混凝土，应采取用采条布覆盖等保护措施，避免受雨水浸泡；桩帽浇筑完后及时用湿麻袋覆盖养护。

(4)施工质量检测控制

①CFG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。

同一产地、品种、规格且连续进场的水泥，袋装水泥200t为一批、散

装水泥500t为一批，当袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t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。各种原材料施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。

②CFG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。

③CFG桩混合料强度应符合设计要求。

④CFG桩的数量、布桩形式应符合设计，其检验应符合设计要求

⑤每根桩的投料量不得少于设计灌注量；

⑥CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。

⑦CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。

⑧CFG桩按复合地基设计时，处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求；按柱桩设计时，处理后的单桩承载力应满足设计要求。

① CFG桩长螺旋钻孔法施工，施工前要有防止堵管措施，确保成桩的均匀性和完整性。

b、控制好混凝土的坍落度，混凝土坍落度过大，易产生泌水、离析，使管内的水浮到上面，在泵压的作用下，水先流动，骨料与砂浆分离，摩擦力剧增，从而导致堵管；

c、输送管道连接圆顺，尽量避免突变和不同断面管子连接；

d、控制提管时机和速度，保证混合料在一定压力下灌注成桩；若灌满混合料后不及时提管，混合料一直泵送，在泵送压力作用下会使钻头处水泥浆液挤出，在钻头阀门处，易产生无水泥浆或干硬少浆的混合料塞体，使管道堵塞。

②采取措施保护桩间土和已成桩不受干扰和破坏。

a、挖装机械严禁在打桩工作面行走，行走时必须用钻孔弃土在打桩工作面铺行走垫层，其垫层面到桩顶距离不少于1m；

b、挖掘机工作时，严格控制标高，防止挖断桩身和扰动保护土层以下的桩间土；

c、运土车辆禁止进入处理范围内，由挖掘机将场地弃土倒至基坑边后，再装入运土车运走；

d、钻孔弃土清运完后，其下50cm的保护土层采用小型挖掘机配合人工开挖，清除保护土层时不得扰动基底土，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖，更不允许超挖后自行回填。

本段水泥搅拌桩桩径0.5m，主要施工方法如下：

(1)在准备施工搅拌桩的地段，首先用推土机将地表粗平，用压路机静压1～2遍。用全站仪（或经纬仪）准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距用小木棍在施工范围内标示出桩位（按正三角形布置）。

(2)水泥搅拌桩大面积施工前应进行试桩，确定水泥搅拌桩的施工参数，如掺灰量、提升速度、喷浆压力等等。以指导水泥搅拌桩的大面积施工。

(3)钻机钻进前按设计给定的水灰比在制浆罐中进行拌制，备好的浆液还应不停地搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长，超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。

(4)钻机对位后，精调桩身竖直度，使搅拌轴保持垂直；启动搅拌钻机，钻头边旋转边向下钻进。同时，启动压力泵工作，边钻进边喷浆，钻至设计标高后停钻，关闭搅拌钻机，钻进结束；再次启动搅拌钻机，钻头呈反向边旋转、边提升、边喷浆，使土体的水泥浆进行初步拌和；

(5)搅拌机提升至桩顶标高以下1.0m时宜用慢速；当喷浆口提升至设计桩顶时，应停止提升，搅拌20—30秒以保证桩头均匀密实，同时，施工的桩长应在设计桩长的基础上加长30～50cm，确保桩头密实。

水泥搅拌桩施工完成后，采用风镐截除桩顶上面的虚桩头。铺设褥垫层，褥垫层施工及检测同CFG桩的褥垫层相同。按设计要求进行试桩。

（1）原材料试验及进场：对要进场（含商砼站）的钢筋、水泥、砂石料、外加剂等材料报监理工程师进行取样检测，合格后方可进场使用。

（2）设备标定：对商砼站所用的计量、测量、检测等设备在施工前进行检查检测标定，合格方可使用。

（3）对作业层进行技术交底:：技术交底由项目部主管工程师编制，作业前对施工队、工班组进行交底。采用下达工程技术通知单及技术交底书的形式，用文字记述，必要时以图表说明（一式三份），并完善签字手续。对于施工操作人员进行技术交底，由队长或工班长采取工前讲解、工中指导、工后讲评的形式，交待讲解设计意图、技术标准、质量要求、安全注意事项及操作技术要点。

（4）对钻孔桩的施工过程或施工工序，结合现场施工实际和特点，编制作业指导书，达到作业程序简明易懂，操作方法具体可行，施工过程有序可控，质量标准满足要求。

（5）场地平整:：按现场的桩位及道路的分布对地表进行平整，桩位及基坑外场地按要求进行硬化，避免钻机钻进过程产生不均匀沉陷，造成孔位倾斜或偏移。这样也有利于灌注混凝土时机械设备的停靠及混凝土运输。

（6）水电接入：临时用电从永久施工场地接入，施工用水采自降水井，同时备用一台220KW的发电机组做应急使用。

（7）泥浆池:泥浆池随钻机作业现场开挖。

（8）制备泥浆: 泥浆用优质膨润土、纤维素、纯碱加清水搅拌而成。根据工程地层条件，要求制备泥浆比重控制在1.15～1.2。

护筒的主要作用是保持孔口稳定和定位。埋设时顶面高出地面0.3m。埋设护筒时，其周围用粘土分层夯实，采用挖坑埋设，开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，放四个护桩，埋设时将中心引回，使护筒中心与桩位中心重合，并严格控制其垂直度，要求不大于0.1%。埋设深度控制在杂填土层以下，约4~6m左右，必须保证人工下挖至管线的埋置深度以下。当护筒长度不足时，采取夹板带螺丝的方法将护筒接长。

旋挖钻机利用行走系统自行就位，钻机就位后钻机桅杆中心要与桩中心对准，钻机调平，使钻桅垂直，旋挖钻机调平可以通过自动控制系统完成。

泥浆符合要求，钻机就位准确后，用泥浆泵向护筒内注入泥浆，泥浆注到旋挖时不外溢为止。在旋挖过程中每挖一斗向孔内注一次泥浆，使孔内始终保持一定水头和泥浆质量稳定。

根据地质情况，采用相应的合适钻头。护筒内注入泥浆达到要求后开始旋挖。钻机刚开始起动时旋挖速度要慢，防止扰动护筒。在孔口段5～8m旋挖过程中特别要注意通过控制盘来监控垂直度和孔径,如有偏差及时进行纠正。在全部挖孔过程中做好钻进记录，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。旋挖过程中孔内要始终保持一定水头，每挖一斗都要及时向孔中补充泥浆。注入泥浆和旋挖要相配合，以保证成孔质量。

每孔挖出的弃碴及时用装载机清理干净。

在钻进过程及时检查孔径和垂直度。钻至设计高程后对孔位、孔径、孔深、垂直度进行检查，符合规范要求后进行清孔。

旋挖钻一次清孔用挖斗反复捞取松碴，直到松碴厚度符合规范要求为止。

二次清孔在安装钢筋笼和下导管之后进行，调整泥浆比重，以小比重泥浆注入孔中，置换孔中的沉碴和大比重泥浆，使泥浆比重和沉碴厚度符合规范要求，经监理工程师同意后灌注水下砼。

钢筋笼长度最长为27.5m，采用一节制作及吊装。 具体制作步骤如下：

（1）加工主筋、加强筋采用搭接单面焊，搭接长度不少于10d(d：钢筋直径),亦可采用双面焊，搭接长度不少于5d；钢筋笼接头的设置与相邻桩基错开大于3m以上。

① 加劲箍筋与主筋点焊，2m布设一道，螺旋筋环向间距200mm，与主筋点焊，焊点梅花形布设，焊接要牢固；

② 螺旋筋于桩顶和桩底上下各3m范围开始向中心环向间距加密，由200mm调整为100mm；

③ 钢筋笼制作完毕后，挂上标志牌，详细注明其部位，并报请项目部技术主管检查，并由监理工程师鉴定合格后，方可使用。根据桩底桩顶标高预先计算出吊环长度，并另作吊环，将其设置于钢筋笼顶端，以保证钢筋笼下放到设计位置。

④钢筋笼制作允许偏差见表。

钢筋笼加工允许偏差

钢筋笼安装采用挖掘机吊起吊入孔，采用三点起吊的方式下沉到设计高程后马上检查其位置是否安装到设计位置，是否偏心，经监理工程师检查合格后，笼顶吊环穿入Ф100mm钢管2根予以固定。

（1）钢筋笼搬动和起吊时要防止扭转、变形、弯曲，采用加强架立筋作撑以增加钢筋笼的刚度。

（2）钢筋笼吊装前先在笼外焊接限位筋，用以保证钢筋笼与孔壁之间的间隔满足钢筋的保护层厚度。

导管采用φ300的无缝钢管，每节3m，最底节5m，配2节1m，2节2m的短管，用来调节导管高度。在下导管前，要对导管进行认真检查其是否损坏，密封圈，卡口是否完好，内壁是否圆顺光滑，接头是否紧密。对导管做水密、承压、接头抗拉试验，以检验导管的密封性能、接头抗拉能力，符合规范要求方可下导管。质量不可靠的导管不准使用。下导管必须有专人负责，导管必须居孔中心，下导管时防止导管插入钢筋笼和孔底。导管距离孔底25～40cm。

十、混凝土拌合、运输、灌注

（1）混凝土由商砼站拌合运输，要求砼坍落度18～22cm，坍落度损耗不大于2cm/h。配料拌合时由我单位一名质检人员旁站监督，确保混凝土标号符合要求。

（2）砼采用罐车运输，运至施工地点后检查坍落度是否满足设计及规范要求，如果不满足灌注要求，将不合格料退回供应商。首灌量是水下砼灌注的关键指标，初灌后导管埋深不应少于1.0m，本工程采用6m3砼运输车运送砼，初灌量满足要求。初灌时使用球胆作为隔水塞。

（3）随着混凝土的上升，适当提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下的深度控制在2～6m，严禁把导管提出混凝土面。浇筑时要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和混凝土的浇筑方量。每一根桩的混凝土浇筑必须连续进行，一次完成。

（4）控制最后一次混凝土的灌入量，应保证设计桩顶标高和混凝土质量，灌至桩顶标高以上50cm。

（5）浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制。灌注的桩顶标高应比设计桩顶高出0.5m（以后凿除），以保证桩顶混凝土强度。

（6）灌注过程每罐砼灌注后应及时测量砼面上升高度，计算导管埋置深度确定导管拆卸长度。本工程要求最小埋管深度不小于2.0m，最大埋管深度不大于6.0m。严格控制初灌速度，防止钢筋笼上浮。

（7）由于灌注使用商品砼，砼抗压强度资料及有关原材料由搅拌站提供，作为双控措施，施工现场每桩制作试块1组，以检验砼强度。

（8）砼灌注过程中应组织好人力、物力，连续灌注，做好灌注记录。每根桩必须制作砼试块并及时养护，拆模后送至试验室标准养护，制作数量严格按照试验室通知规定制作。灌孔桩施工结束后，应及时的填写《砼灌注记录》，并及时清理场地，处理好泥浆排放DB11／T 190-2016 公共厕所建设规范，达到监理工程师的满意。

待桩的混凝土强度达80%以后，即可进行桩头处理，人工用风镐凿除桩头，桩顶标高要符合设计要求，待桩头处理完毕后，按设计要求对桩的完整性进行检测，检测可采用大小应变法进行，经检测合格后进行冠梁的施工。检验频率不低于10%。

首先将钻完孔的场地清理干净，清除软土及泥浆。

（1）桩头处理：凿除时，要凿至桩顶设计标高，桩顶要求凿平，露出强度高的均质砼面，并清除表面的砼碎碴。

（2）钢筋及预埋件的制作和安装：钢筋采取提前加工现场绑扎成型的方法，重点是保证钢支撑预埋钢板的位置和角度。当预埋筋与冠梁钢筋冲突时，适当挪动冠梁钢筋。

（3）模板的选择及安装：模板采用小型钢模拼接，拼接时要求模板表面平整，无缝隙。表面满涂隔离剂（机油）。加固方式采用拉筋对拉和钢管支撑的方法。

（4）浇注混凝土：混凝土由商混站供应，浇注前先将原混凝土表面洒水湿润SY／T 5940-2019标准下载，以保证新老混凝土的结合良好。浇注时应水平分层，纵向分段，分梯次向前浇注，分层厚度约为40cm左右。并对浇注层使用插入式振动棒捣固，捣至表面泛浆不再冒出气泡为止。捣固间距控制在30cm，深入下层混凝土10cm左右。

十三、施工质量控制要点及控制方法

为了确保优质、高效地完成施工任务，施工时应对各关键工序进行严格控制，重点控制的环节及措施见下表。