新工法桩试桩专项方案.doc

南昌市轨道交通2号线一期工程土建5标

青～福区间东端头井WSS工法桩
试桩方案

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上海城建市政工程（集团）有限公司
南昌市轨道交通2号线一期工程土建5标项目经理部
3月30日

目 录

一、工程地质概述 1
二、试桩桩位 3
三、施工参数 3
四、施工工艺流程 4
五、试桩位置、试桩桩长及试桩根数 4
六、试桩桩机类型选取及数量 7
七、试桩加固料品种 7
八、质量检测 7
九、质量控制办法 7
十、安全控制办法 8
十一、人员配备 9
十二、进度筹划安排 9
十三、异常解决办法 9

一、工程地质概述
依照南昌市轨道交通2号线一期工程（二标）青山路口站～福州路站区间岩土工程勘察详勘报告，本工程穿越土层重要为：人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲积层（Q4al）、下部为第三系新余群（Ex）基岩。
按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为<1-1>杂填土、<1-2>素填土、<3-1>粉质黏土、<3-3>细砂、<3-4>中砂、<3-6>砾砂、<3-7>圆砾、<5-1-1>强风化泥质粉砂岩、<5-1-2>中风化泥质粉砂岩。各土层物理力学参数详见:
<1-1>杂填土：呈灰褐色、褐黄色、灰黄色等，，重要由粘性土、砂土及碎石角砾构成。层厚0.40～1.30m，层顶埋深0.40～1.30m，层顶高程19.20～20.52m。
<1-2>素填土：稍压实~压实，呈灰褐色、褐黄色、灰黄色等，稍密～中密，重要由粘性土、砂土及碎石角砾构成。层厚0.50～6.00m。
<3-1>粉质黏土：灰褐色、褐黄色、深灰色，软塑～可塑，土质较均，局部含少量粉细砂，粘性普通，切面较光滑，韧性中档。层厚0.20～1.10m。
<3-3>细砂：浅黄色、灰黄色、灰白色，饱和，稍密～中密，矿物成分以石英为主，长石次之，级配普通，局部含粘土薄层.层厚0.10～0.40m。
<3-4>中砂：灰黄色、灰褐色，饱和，中密。局部夹细砂或粗砂。成分以石英、云母、长石为主，含少量砾石和粘性土. 层厚0.10～2.10m。
<3-6>砾砂：灰黄色、褐黄色、灰白色，饱和，中密～密实，磨圆度好，矿物成分以石英为主，长石次之，含少量圆砾。层厚0.40～10.40m。
<3-7>圆砾：浅黄色、灰褐色、褐黄色，饱和，以中密～密实状为主，级配普通，砾石母岩成分以石英质岩、砂岩为主，偶夹粘土薄层。层厚0.40～2.20m。
<5-1-1>强风化泥质粉砂岩：紫红、暗红、褐红色，多呈泥土夹岩块状，岩体基本质量级别为Ⅴ类。层厚0.40～2.20m。
<5-1-2>中风化泥质粉砂岩：紫红、暗红、褐红色，岩石风化强烈，节理裂隙极发育，岩芯呈半岩半土状、碎块状，遇水易软化、崩解，岩块手可掰断，局部夹有少量中风化碎块，岩体破碎、岩质软。单轴天然抗压强度为8.74 MPa，软化系数0.32。岩体基本质量级别为Ⅳ类。层厚0.40～2.20m。
勘察场地地下水类型分为分为孔隙微承压水、基岩裂隙水两种类型。 第四系含水地层重要以细砂<3-3>、中砂<3-4>、砾砂<3-6>、圆砾<3-7>层为主，分布广泛，厚度较大，透水性及富水性好，属中档透水～强等透水层。勘察区砂砾层中地下水具统一地下水面，属潜水，局部因上部有相对不透水层时，略具承压性，地下水流速较小。

始发端头地质剖面图
二、试桩桩位
WSS工法桩三个试桩桩号为1#、2#、3#。三根桩所在位置在选在青山路口站东端头地连墙侧（叠山路立交桥西侧围挡内）。
三、施工参数
WSS工法桩施工前，按施工图纸规定和结合以往类似工程WSS工法桩施工中总结成功经验，拟选取二重管无收缩双液注浆施工办法进行现场成桩实验，以便拟定用于本工程施工技术参数、浆液配比及选取适当桩机类型。依照以往同类地层施工经验拟采用坑道钻机先进行化学浆液注浆（迈进式），后进行双液浆注浆加固（后退式）施工办法可以保证注浆均匀性，同步具备施工可行性。
试桩重要内容及拟采用施工参数：
1、钻进速度：采用二挡或三挡钻进，钻进速度0.15～0.5m/min（需依照现场地质状况恰当调节），禁止采用一挡钻进以免埋钻杆。注浆咬合规定：自下往上注浆、钻杆逐节拆除后重新下杆注浆咬合尺寸不不大于0.3m/次。注浆时提高速度：0.1～0.3m/min。注浆期间采用注浆压力和注浆量双重控制(以注浆压力为主)，地面状况稳定期注浆压力达到1.5MPa，可停止注浆，如地面发生严重隆起可恰当调节注浆压力和注浆量。
2、在A液、B液、C液互相配制配比一定期，分别采用三种不同水泥掺量10%、12%、15%进行工法桩试桩施工。
3、注浆孔直径：44mm。
4、浆液扩散半径：1.5m。
5、浆液凝结时间：20s～30s（可依照实际状况调节浆液凝固时间）。
四、施工工艺流程
WSS工法桩试桩拟采用“前化学浆液注浆、后双液浆注浆”工艺流程，试桩工艺流程如下图所示：
测放桩位
钻机就位
钻机成孔
启动高压泵
配制A液
配制B液
开孔检查
抽芯检测
注双液浆（A、C液）
设计桩顶（加固完毕）
等强3~7天
复喷（注A、B液）
配制A液
配制C液

不塌孔 塌孔

不塌孔

五、试桩位置、试桩桩长及试桩根数
为使试桩参数具一定代表性，WSS工法桩桩实验实验区初步选在青山路口站东端头地连墙侧（叠山路立交桥西侧围挡内，但不在设计加固范畴内）。实验根数初定为3根（每种水灰比各试桩1根），试桩长度为21.06m，详细试桩状况如下表。
桩号

项目
1#
2#
3#
所需时间min
试桩长度（m）
21.06
21.06
21.06
/
水玻璃：水（A液）
1:1
1:1
1:1
/
磷酸：水（ B液）
1:15
1:15
1:15
/
水泥浆（ C液）水灰比
1.1:1
1.3:1
1.5:1
/
水泥掺量（%）
10%
12%
15%
/
水玻璃掺量（%）
8.88%
11.6%
16.67%
/
A液:B液（体积比）
1:1
1:1
1:1
/
A液:C液（体积比）
1:1
1:1
1:1
/
钻进速度（cm/min）
40
40
40
50～60
注化学浆提高速度
（塌孔复喷）（cm/min）
20～30
20～30
20～30
60～80
注双液浆提高
（压力Ma）
1.5
1.5
1.5
150～180
注双液浆流量（L/min）
46
46
46
双液注浆每次提高
高度（cm）
30～40
30～40
30～40
每根桩(12米)
水泥用量(T)
17.46
20.95
26.20
/
每根桩(12米)
水玻璃用量(T)
15.51
20.25
29.12
/
备注：1、因本次加固地层为细沙及砂砾，故提速均可一致。
2、掺量指是掺入材料和加固土体比值。
掺量计算：
1、水泥用量：
水泥掺量为10%，M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.1=17.46T
水泥掺量为12%，M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.12=20.95T
水泥掺量为15%，M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.15=26.19T
2、注浆量
A、水灰比1.1、水泥掺量为10%
每立方米水泥浆水泥用量为：m1= 1/(1.1+1/3)*1000=697.7kg
水泥浆V1=17.46*1000/697.7=25.02m³
B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%
每立方米水泥浆水泥用量为m2=1/(1.3+1/3)*1000=612.2kg
水泥浆V2=20.95*1000/612.2=34.22m³
C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%
每立方米水泥浆水泥用量为：m3= 1/(1.5+1/3)*1000= 545.5kg
水泥浆V2=26.19*1000/545.5=48.01m³
3、磷酸用量：
M磷酸=1.69* 1/ (15*1.69+1)*23*21/0.4=77.44 kg（1.69为磷酸密度，23为成孔时喷浆流量，0.4为钻进速度）
4、水玻璃用量：
成孔时m1=1.45*1/ (1.45+1)*23*21/0.4=714.64kg（1.45为水玻璃密度，23为成孔时喷浆流量，0.4为钻进速度）
注双液浆时
A、水灰比为1.1、水泥掺量为10% m2=1.45*1/(1.45+1)* 25.02=14.8 T
水玻璃用量M水玻璃=15.514 T
B、水灰比为1.3、水泥掺量为12% m2=1.45*1/(1.45+1)* 34.22=20.25 T
水玻璃用量M水玻璃=20.964 T
C、水灰比为1.5、水泥掺量为15% m2=1.45*1/(1.45+1)* 48.01=28.41 T
水玻璃用量M水玻璃=29.124 T
5、土体重量M土=3.14*1.52*12*2.06=174.646 T（2.06为地层密度）
故：
A、水灰比为1.1、水泥掺量为10%
水玻璃掺量为15.514/174.646*100%=8.88%
B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%
水玻璃掺量为20.25/174.646*100%=11.6%
C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%
水玻璃掺量为29.124/174.646*100%=16.67%
磷酸掺量为0.077/174.646*100%=0.44%
六、试桩桩机类型选取及数量
依照南昌市轨道交通2号线一期工程（二标）青山路口站～福州路站区间岩土工程勘察详勘报告资料显示，该端头重要由素填土、粉质黏土、细砂、中砂、砾砂构成。WSS工法桩试桩设备拟选用型号ZLJ-700D钻机和型号ZBSB-148～23/4-15双液注浆机进行施工，双液注浆机配有压力表，施工过程中可通过压力表控制注浆压力和注浆量。
拟调配进场试桩设备型号为：ZLJ-700D钻机，数量1台。该钻机机配备φ42mm螺旋钻头、钻杆长度1.8m，一台双液注浆机，一台搅拌机。
七、试桩加固料品种
试桩选用普通硅酸盐水泥，强度级别为42.5，拟采用国内知名正规厂家出厂并且检测合格水泥，水玻璃采用45Be〃，磷酸浓度不不大于85%。
八、质量检测
试桩施工完毕后3d～7d内，采用XY-2钻机对3根桩进行抽芯取样，检查桩身成桩均匀限度成桩完整性及抗压、抗渗性，并且依照检测报告拟定最后加固各项参数。
检测指标：抗压强度≥0.8Mpa；渗入系数≤1*10-7cm/s。
九、质量控制办法
（1）试桩使用水泥强度级别不得不大于42.5，试桩施工只能使用一种品牌水泥，不容许混用。禁止使用受潮、结块、变质水泥。
（2）桩机就位应平整、稳固，保证施工中不发生倾斜、移动；桩机钻杆垂直偏差不得不不大于1%，桩位偏差不得不不大于20mm。
（3）在注浆成桩过程中，如因送浆管路堵塞或机械故障等因素而停止注浆，第二次注浆接桩时，搭接长度不得不大于30cm。
（4）注浆达到桩顶时，宜停止提高，继续注浆数秒，以保证桩头均匀密实。钻至设计桩底提高注浆之前，必要在孔底搅拌数秒以保证混合浆液送至孔底才干提高注浆。
（5）注浆时，操作工应注意压力仪表显示，及时调节浆液压力，以保证注浆工作均匀平稳；注浆施工过程中，值班技术人员应与机台操作人员、制浆工密切配合，以保证桩长、桩身垂直度、水灰比等重要指标满足设计规定。
（6）施工重要记录由机长记录完毕，但必要有专业技术人员负责监控，施工中浮现问题和解决状况，均须如实记录在施工登记表备注栏中。
（9）开工前，应由技术人员对各施工班组进行技术交底，明确各级岗位责任制度以及桩机规程等。
（10）应定期对使用钻头进行定期检查，其直径磨耗量不得不不大于10mm。
十、安全控制办法
（1）进入现场进行WSS工法桩试桩人员，禁止穿拖鞋、必要戴好安全帽，爬高人员必要配带安全带，特殊作业人员要配带专门防护用品，如电焊工要配带面罩和目镜。
（2）施工现场存储设备、材料应整洁，堆放安全可靠，通道畅通。
（3）进场施工人员禁止在钻机机头正对面停留，并同注浆管保持恰当距离，以防浆管突然断裂构成人员伤害。
（4）WSS工法试桩施工人员必要严格遵守岗位责任制和交接班制度，并熟知WSS工法桩安全技术操作规程，在施工中坚守岗位，禁止酒后上岗。
（5）搬运材料和使用工具时，必要时刻注意自已、周边人员安全；上、下传送器材或工具时，禁止抛掷。
（6）遇有恶劣天气影响施工时，禁止进行露天高空、起重作业。
（7）不得在架空电力线正下方施工、搭设作业棚、建造暂时设施和堆放物品。
（8）供电及照明安全办法：
a、夜间照明线路必要绝缘良好，布线整洁且应相对固定，并经常检查维修，照明灯悬挂高度应在2.5m以上，经常有汽车通过之处，灯线悬挂高度应在5m以上。
b、禁止将电源线芯弯成裸钩挂在电源线路或电源开关上通电使用。
c、照明线路拆除后，不得留有带电某些，如必要保存时，则应切断电源，线头包以绝缘，固定于距地面2.5m以上恰当处。
d、WSS工法桩试桩配备电气设备和线路等应装漏电保护器，做到一机、一闸、一漏电保护，以防止因潮湿漏电和绝缘损坏引起触电及设备事故。
十一、人员配备
（1）技术 1人
（2）钻手 4人
（3）制浆工 3人
十二、进度筹划安排
试桩进度筹划安排如下： 3月31日设备安装调试及挖填试桩施工平台；4月1日～4月2日试桩施工。
十三、异常解决办法
（1）桩位偏差控制
桩位测量放样完毕，通过移动桩机，使钻头中心对准桩位，桩位对中偏差不不不大于20mm，用水平尺调平桩机，保证钻杆垂直度不不不大于1%。
（2）浆量局限性
施工过程中，注意记录每个孔位耗浆量，发现某个孔位注浆量局限性时，应及时进行重复注入。
（3）应对坚硬粘土、含砂率高淤泥质土办法
拟采用恰当减少提高速度、恰当加大注浆压力施工工艺。
（4）保证桩长办法
钻至设计桩底后，在设计桩底注浆数秒以保证浆液送至孔底才干逐渐提高。
（5）保证桩头均匀性办法
注浆至设计桩顶时，应旋转注浆数秒，以保证桩头均匀密实。