高压旋喷桩试桩总结.doc

新建贵阳至广州铁路（GGTJ-12标段）
肇庆东车站高压旋喷桩试桩总结报告
1、工程概况
肇庆东车站路基起点里程DK750+448.18，终点里程DK753+200, 宽度87m～305m。沿线鱼塘面积约700亩。不良地质主要有岩溶、厚层、深厚层淤泥、淤泥质黏土、粉质黏土、夹粉细砂层，厚度10～35m，工程地质条件较差。
2、试桩目的
在大面积施工前通过本试桩试验，来确定合理的施工工艺及提杆速度和泵浆压力大小才能满足旋喷桩施工技术参数，由此确定本标段的高压旋喷桩的施工工艺及施工技术参数，以确保大面积施工时高压旋喷桩的施工质量。
3、试桩要求
（1）桩位布置：高压旋喷桩桩径0.6m，桩间距1.3m，试验桩长约16.0m。
（2）本次试验的高压旋喷桩采用单管法，桩体试块28d龄期立方体抗压强度不小于1800KPa，单桩允许承载力Ra=170KN。
4、试桩位置
根据站场情况，高压旋喷桩工艺性试验选在DK750+731.20~DK750+740.00段地基加固区距贵广坐线15.75米处（见下图），成正三角形布置，共有8根试验桩，桩位编号为1#~8#。

5、试桩时间
高压旋喷桩的试桩工作于2010年3月31日开始，在2010年4月3日全部完成。
6、工艺原理
高压喷射注浆法是先利用工程钻机钻孔作为导孔，将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度，然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴内射出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动压等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的固结体，到达增强地基承载力的目的。
7、人员及机械
试验方案报业主和监理单位审核后，按批准后的方案组织实施试桩，并请监理、设计、业主等单位全程监督和指导。具体施工组织如下：
（1）主要管理人员

序 号
姓 名
职 务
1
张卫军
指挥部总工兼工程部长
2
张浩
指挥部副指挥长
3
王焕
中心试验室主任
4
刘国泰
工程部副部长
5
徐新
施工总负责
6
蔺文峰
安质部副部长
7
张炜
物资部部长
8
郝洪凯
质检员

（2）劳动力配置：

序号
职务
职责范围
人数
1
班长
全面掌握施工质量和安全
1
2
钻探工
操作钻机，卸接钻杆，维修保养和排除故障
2
3
泵工
操作高压泵及维修保养
2
4
电工
负责钻机、电源、电路工地照明及电气故障排除
1
5
钳工
全面维修保养机具设备
1
6
普工
倒水泥、操作搅拌桶及倒灰和过滤
2
7
普工
协助钻机工作（卸接钻杆、冲洗等）
2
8
技术人员
掌握施工技术、质量、写施工日志和记录
1
合计

12

（3）主要施工机械

序号
设 备 名 称
规 格
单 位
数量
1
高压注浆泵
GZ-40
台
1
2
旋喷钻机
PH-5A
台
1
3
浆液搅拌机

台
1
4
电焊机
BX6-140-2
台
1
5
高压输浆管
Φ23
米
120
6
潜水泵

台
1

8、试桩工艺流程及技术措施
8.1施工流程
施工流程见下图：施工流程图

施工流程图
施工场地平整

钻机就位

住房区
钻孔、插旋喷管，至设计标高

喷射作业开始

住房区
边旋喷边提升

旋喷结束，成桩

住房区
冲洗注浆管等机具设备

钻机等机具设备移到新孔位

住房区

8.2技术措施
（1）场地平整
原地面清理、整平，并用小型压路机碾压密实。挖好排浆沟，设置回浆池，浆液回收处理，防止污染环境。
（2）钻机就位
钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于50mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1％以内，钻机就位后，必须作水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。
（3）造孔
钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法可根据地层条件、加固深度和机具设备等条件确定。成孔后，校验孔位、孔深及垂直度是否符合规范要求。（孔位纵横向偏差不大于50mm、孔深不小于设计深度、垂直度偏差不大于1％）
（4）下注浆管
成孔合格后即可下入注浆管到预定深度。在下管之前，必须进行地面试喷，检验喷射装置及浆液发生装置是否正常。
（5）喷射注浆作业
将注浆管下到预定深度后，进行地下试喷，一切正常后即可自下而上进行喷射作业。施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、浆液流量及压力、提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，如遇故障及时排除。
（6）冲洗器具
喷射作业完成后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
（7）移动机具：
将钻机等机具设备移到新孔位上。
9、质量控制措施
（1）确保定位轴线质量
a、严格按照施工图及施工现场实际位置定出桩的起始点及轴线位置；
b、旋喷桩起始点及轴线位置经验收合格后，方可进行旋喷桩施工；
（2）确保桩位质量
桩位移机前要量好间距尺寸并做好标记，移位时在内外边线间移动，就位前对桩间距进行复核，以确保桩间搭接长度符合设计要求。
（3）确保桩顶、桩底标高
施工时应不断测量施工场地及机架标高，并及时修正相应桩深和其它标高控制位置，如周围存在建筑物时，也可以将桩底和其他位置控制标高标志在建筑物上。
（4）保证桩体垂直度
在铺设道轨枕木处要垫平整实，使道轨枕木在同一水平线上，在开孔前用水平尺对机架进行校对以确保桩体垂直度（不得超过1.0%）达到设计要求。
（5）保证加固体强度均匀性
a、压浆阶段杜绝断浆和输浆管道堵塞现象；
b、控制喷浆量和提升速度。压浆压力控制在20～24Mpa；
c、桩机下沉至停浆面下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌；
d、邻桩间隔搭接时间不得超过24小时；
e、水泥采用Po42.5普通硅酸岩水泥，均必须有出厂质保书、准用证，并经化验合格后方可使用；
f、水泥浆液严格按设计水灰比进行配料；水泥浆液搅拌好后，进入储浆筒前，用筛网清除水泥中的结块和杂物；只能在压浆前进入储浆筒中，以保证水泥浆不发生离析；
（5） 水泥用量控制
A、水泥浆拌制：严格按照1：1的水灰比进行水泥浆液配置，按照搅拌桶的容积确定每桶水泥浆液的的掺灰量，配好的浆液，通过检测浆液比重和水泥消耗量对配灰量进行核查，确保浆液的配灰量满足设计要求。浆液配合比见下表：

浆材
100L浆液掺加量（KG）
400L浆液掺加量（KG）
浆液比重
水泥
75.5
302
1.51
水
75.5
302
1.51
B、高压旋喷桩每米掺灰量控制：设计要求每米桩掺入水泥150KG，试桩前，在搅拌桶容积400L处（从桶顶算起）设置标计(钢筋)，试桩时，反复试验钻机提升速度，直到提升2米时水泥浆液下降到桶内400L标记处，说明满足每米掺灰量150KG的要求，该提升速度即作为控制高压旋喷桩每米掺灰量的最高速度。
10、试验结果
本次试验采用42.5级硅酸盐水泥，按照客运专线技术规范要求及设计参数进行肇庆东站高压旋喷桩的工艺性试验，试验桩具体参数结果见下表9.1：
试验桩施工参数表 表9.1
序号
桩号
水灰比

提升速度
（cm/min)
旋转速度(r/min)
注浆压力
(Mpa)
水泥用料
(kg/m)
备注
1
1#
1：1
30
25
24
194.2
1号2号孔施工中发生串浆
2#
193.6
2
3#
1：1
20
25
22
200.3

4#
196.4

3
5#
1：1
25
25
22
155.7

6#
152.8

4
7#
1：1
22
25
22
181.8

8#
181.4

11、试桩总结及建议
肇庆东车站高压旋喷试验桩共有8根，高压旋喷试验参数4组，每组参数试验桩2根桩。按照设计上高压旋喷桩压力应大于20MPa，桩径0.6m的设计要求，本工程高压旋喷试验桩定为两组压力，分别为22MPa及24MPa。
（1）桩径及均匀性：在4月4日挖开桩头进行桩径及外观检测，试验桩压力为24MPa的1#桩径检测为0.75m，2#桩径为0.73m，平均桩径0.74m，试验桩压力为22MPa的几组试验桩中，2#~8#桩径最小为0.63m，最大为0.68m，平均桩径为0.65m，表明在24MPa及22MPa两组注浆压力下，都可以满足本工程高压旋喷桩孔径要求。
高压旋喷试验桩1#~8#中，根据挖出的桩头部分表明，旋喷桩体中土体颗粒与水泥浆液混合均匀，旋喷桩头的混合浆液，在土层中形成具有一定强度的固结体，对改善地基承载力起到一定作用。
在压力24MPa下，1#、2#桩施工时，发现浆液由相邻的4#孔内串出，发生串孔现象，表明该处地基较软，在压力24MPa的情况下，孔径超出了设计要求的0.6m要求，两孔在高压下打通了连接通道，形成串孔。
（2）水泥掺入量：根据表9.1中的试验桩施工参数分析，高压旋喷桩在施工压力一定情况下，提升速度与桩体每米水泥用量成反比，提升速度快，水泥掺入量降低；提升速度慢，水泥掺入量增加。在压力22MP a，提升速度25 cm/min时水泥掺入量能够满足设计要求（不小于150Kg）。
（3）提升速度：根据试桩情况，提升速度25cm/min时，在22MPa压力下水泥掺入量可以满足设计要求。
（4）通过试桩施工，施工机械能够满足施工工艺要求。
（5）施工建议
A、在高压旋喷试验桩施工前应做好充分准备工作，施工机械按要求进行各项检修，避免试验桩施工中断，减小试验参数的误差。
B、在保证设计对高压旋喷桩孔径、无侧向抗压及单桩承载力要求情况下，建议压力22MPa、提升速度25cm/min、水灰比1：1、旋转速度25r/min、水泥掺入量150kG/m。