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

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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

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

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

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

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：

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

水泥搅拌桩试桩总结（终版）