水泥搅拌桩试桩总结(终版).doc

新建重庆至宜昌铁路站前工程YWZQ—8标段
水泥搅拌桩工艺性试验总结
编制:
审核：
批准:
中铁三十一局集团有限公司渝宜铁路土建8标项目经理部
二○一三年四月

新建重庆至宜昌铁路站前工程YWZQ-2标段水泥搅拌桩工艺性试验总结
目 录
1试桩里程、布置形式及布置情况 1
2 水泥搅拌桩试桩工具 1
3 试桩目的 1
4试桩施工工艺参数的确定 2
4。1钻进速度与提升速度 2
4。2水胶比选定 2
4。3喷浆量 2
4。4喷浆压力 3
5施工过程质量控制 3
5.1钻进速度与提升速度及钻头速度的控制 3
5.2桩底打入持力层深度 3
6施工工艺 3
6.1钻机就位 4
6.2制浆 4
6.3浆液加压 4
6。4边钻进、边喷浆搅拌 4
6.5边提升钻头、边喷浆搅拌 4
6.6再次钻进、喷浆搅拌 4
6.7再次提升、喷浆搅拌 4
6。8清洗、移位 5
7试桩成果 5
7。1水泥搅拌桩质量检验 5
7。2水泥搅拌桩桩位实际偏差 6
8水泥搅拌桩现场检查情况 6
8.1桩顶1m以下成桩效果检查 6
8。2成桩28d单桩复合地基载荷试验 6
9试验总结 7
10、附件 8
10。1、施工记录 8
10。1、试验报告 12
中铁三十一局集团有限公司渝宜铁路土建2标项目经理部 7
1试桩里程、布置形式及布置情况
在D1K247+122段附近左侧进行了3根水泥搅拌桩成桩工艺性试验，该试验桩已按照既定方案顺利完成。水泥搅拌桩布置形式为正三角形布置，桩间距为1.2m.搅拌桩直径0。5m，设计桩长5m、4。8m、4.3m，实际桩长见附件：水泥搅拌桩试桩记录。
2 水泥搅拌桩试桩工具
本次试桩选用SJB—5型深层搅拌机，主电机功率为75KW，钻进速度有五档：
一档为0。1～0.3m/min，转速正转15r/min，反转17r/min;
二档为0.3～0.7m/min,转速正转25r/min，反转29r/min;
三档为0。7～1.2m/min，转速正转44r/min，反转52r/min；
四档为1.2～1。7m/min，转速正转70r/min，反转82r/min;
五档为1。7~2.3m/min，转速正转108r/min，反转138r/min；
可无机调速。
TC1180-C泥浆泵1台.YX—Ⅰ型电脑自动记录仪1台，NJ-600型泥浆搅拌机1台。试桩前所有用于试桩的机械都完成以下工作：
1）桩基配置了可以控制桩身每米喷浆量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅次数等参数。
2）桩基上的压力表、转速表、电流表、电子称都经过标定，达到合格。
3)每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的吊线锤，并画上垂直线.
4）在每台桩机的钻架画上钻进刻度线，标写醒目的深度。
5）钻头直径的磨损量≤1cm。
3 试桩目的
1)确认每根搅拌桩水泥用量.
2）确定搅拌下沉、提升的速度和重复搅拌下沉、提升速度.
3)根据不同掺和比确定技术参数。
4)确定不同地质情况的电流强度。
5）确定该地质条件下，按室内配合比在现场施工，水泥搅拌桩28天的无侧限抗压强度不小于2。0MPa、单桩承载能力、复合地基承载力是否满足设计要求。
6）根据单桩承载力试验确定施工掺和比,取得经济可靠的、符合设计要求便于现场实施的工艺控制数据,以便指导本段水泥搅拌桩大面积施工。
4试桩施工工艺参数的确定
4。1钻进速度与提升速度
水泥搅拌桩为两喷四搅，根据以往水泥搅拌施工经验，钻机搅拌速度和提升搅拌速度如下：
钻进搅拌速度0.4m/min,转速25r/min；提升搅拌速度0。8m/min，转速52r/min。
4.2水胶比选定
根据《渝宜施路-10—4/4》设计要求,水泥搅拌桩桩身水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为被加固湿土质量的15%，水泥浆水灰比为1:0.45～1：0。7。为选择经济、可靠、试桩施工配合比采用水灰比为0。45、0。6、0。7，具体配合比见下表:
水泥搅拌桩试桩配合比
水灰比
0.45
0。6
0.7
每米用量（Kg)
水泥
50。07
50。07
50.07
水
22.53
30.04
35.05
4。3喷浆量
已知水比重为1，水泥比重为3.1,总重量÷总体积，为浆液比重,即（1+水胶比）÷（1÷3。1+水胶比÷1)，每米喷浆量=每米水泥用量×(1+水胶比)÷[（1+水胶比）÷（1÷3。1+水胶比÷1）］。
喷浆速度为15～21L/min。试桩过程当中选取了20L/min。
4.4喷浆压力
水泥搅拌喷浆压力控制在0。45MPa。
5施工过程质量控制
5。1钻进速度与提升速度及钻头速度的控制
钻进时用二档，提升时用三档，不能用三档以上档位快速钻进。
5.2桩底打入持力层深度
在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，每0。5m一道标记记号,同时以小票的数据来控制桩长。以深入持力层0.5m为准。
6施工工艺
水泥搅拌桩试桩采用“两喷四搅”施工工艺，工艺流程如下图:
两喷四搅施工工艺流程图
搅拌水泥砂浆浆液
桩机就位

钻进搅拌下沉

喷浆提升搅拌

重复钻进搅拌下沉

重复喷浆搅拌提升

成桩完毕、移位

6.1钻机就位
将钻机安质在测设的桩位上，使钻头对准桩位，桩位允许偏不大于50mm,然后调整桩机的平整度和垂直度，垂直度允许偏差不大于1%,以保证桩身垂直。
6.2制浆
根据施工前室内配方试验确定的水泥用量、最佳水胶比制浆，要求水要清洁、酸碱适中。
浆液配置顺序：先加入规定用量水，然后边搅拌边加水泥,并用比重计检浆液比重,设计浆液比重分别为1.876g/cm3、1。734 g/cm3、1。662 g/cm3。最后放入二次搅拌桶内进行二次搅拌.
6。3浆液加压
采用高压泵将浆液经高压管送至喷嘴。
6.4钻进搅拌
钻机就位后，开启钻机边钻进、边搅拌，直至钻进水泥搅拌桩设计深度.
6。5边提升钻头、边喷浆搅拌
钻进至设计深度后，钻机反转,提升钻头,边自下而上喷浆、边提升、边搅拌.直至提升至桩顶。
6.6再次钻进搅拌
钻头提升至桩顶后，再次下钻，边下钻、边搅拌。直至钻进至水泥搅拌桩设计深度.
6.7再次提升、喷浆搅拌
再次钻进至设计深度后，再次将钻机反转，提升钻头,边自下而上喷浆、边提升、边搅拌。提升至地面以下1m时，减慢速度,当喷浆口至桩顶标高时，停止提升搅拌10～20s，以保证桩头密实均匀.
6.8清洗、移位
灌浆完成后，提升钻杆及钻头，向集料都中注入适量清水，进行低压射水,清洗管路中残存的水泥浆。清洗结束后，把钻机等设备移到新孔位上.
在成桩过程中，因故停浆继续施工时，必须重叠接桩，接桩长度不小于0。5m,若停机超过3h，在原位旁进行补桩处理。
7试桩成果
7。1水泥搅拌桩质量检验
1)成桩7d后，并用实际周长1。60m、1.57m、1。65m换算成桩直径为51cm、50cm、52。5cm。开挖深度为停浆面以下0。5m。
照 片
2）成桩28d后，在3根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，取1-1、2-1、2—2共3个式样做桩身无侧限抗压强度。检测结论：1-1#桩上部为2.58MPa、中部为2.45MPa、下部为2.49MPa，2—1＃桩上部为2.41MPa、中部为2.40MPa、下部为2。34MPa，2—2#桩上部为2.41MPa、中部为2。39MPa、下部为2.35MPa，均大于设计2。0MPa的要求。
7.2水泥搅拌桩桩位实际偏差
水泥搅拌桩桩位实际偏差为10mm、20mm、20mm，桩位偏差在允许范围50mm以内。
8水泥搅拌桩现场检查情况
8。1桩顶1m以下成桩效果检查
2013年4月12日，项目部对水泥搅拌桩成桩情况进行了现场外观坚定，监理单位大西南(成都）工程监理咨询有限公司渝宜铁路1标监理项目部对试验过程进行了见证。对试桩桩顶以下1m范围进行了开挖，课件桩体圆匀,3根桩直径分别为51cm、50cm、52.5cm，无缩颈和回陷现象,布置形式、桩间距及直径均符合要求,布置形式、桩间距以及直径均符合要求，桩体符合设计施工规范要求。
8。2成桩28d单桩复合地基载荷试验
2013年4月12日在现场对水泥搅拌桩1-1＃（水胶比为0。45，水泥：水=1:0.45)试桩进行了复合地基载荷试验。结果沉降量为15.64mm，满足设计要求复合地基处理后的地基承载能力不小于承载能设计值180KPa的要求.
2013年4月12日在现场对水泥搅拌桩2-1#（水胶比为0。6,水泥:水=1:0。6)试桩进行了复合地基载荷试验。结果沉降量为18。68mm满足设计要求复合地基处理后的地基承载能力不小于承载能设计值180KPa的要求。
2013年4月12日在现场对水泥搅拌桩2—2＃（水胶比为0。7，水泥：水=1：0.7）试桩进行了复合地基载荷试验。结果沉降量为19。01mm,满足设计要求复合地基处理后的地基承载能力不小于承载能设计值180KPa的要求.
9试验总结
将以上数据汇总成表，通过数据对比可选择处最优的施工工艺和施工参数组合。试桩结果汇总如下表：
桩编号
湿土容重(KN/m3）
水胶比
钻机提升速度（m/min)
实际每米喷浆量（L）
实际每米水泥用量(Kg）
实际每米水泥掺量
试验沉降量（mm）
钻芯强度（MPa)
1—1
17
1:0.45
0.8
50
64.69
19。38%
15.64
2。58
2-1
17
1：0.6
0。8
50
54.19
16.23%
18。68
2.41
2-2
17
1:0.7
0。8
50
48.88
14。64%
19。01
2.41
通过水泥搅拌桩试桩记录和各项检测数据得出试验数据分析总结：在该地质条件下，采用SJB-5型深层搅拌机施工，按“两喷四搅"施工工艺及试桩施工参数施工的水泥搅拌桩，无侧限抗压强度、单桩复合地基荷载试验2项指标均复合设计要求,综合考虑，水胶比为水泥:水=1：0.45时施工效果更加好.可按如下的施工机具、施工工艺及参数、水泥参量进行搅拌桩施工:
水泥搅拌桩施工机具采用SJB—5型深层搅拌机，TC1180—C泥浆泵、YX—Ⅰ型电脑自动记录仪1、NJ-600型泥浆搅拌机配合施工，施工工艺为“两喷四搅”，施工流程为:钻机就位→制浆→开启钻机→便钻进、边喷浆→钻机提升→再次钻进、喷浆搅拌→再次提升、搅拌→清洗、移位。
在施工过程当中,钻进时采用搅拌机二档，速度控制在0。4m/min，转速25r/min；钻机提升时采用三档,速度控制在0。8m/min，转速52r/min。
水泥采用P。O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为被加固湿土质量的19。38%，每米水泥用量64。69Kg,水胶比0.45。配合比为水泥：水=1：0。45。浆液设计比重设计浆液比重分别为1。876g/cm3。
每米理论喷浆量=50.07×（1+0.45）÷[(1+0。45）÷（1÷3。1+0.45÷1）]=38。685L，实际喷浆量为50L/m＞38。685L/m，符合设计要求，确定设计喷浆速度为20L/min.
水泥搅拌喷浆压力控制在0。45MPa。
10、附件
10.1、施工记录
10.1、试验报告