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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2008-12-01

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水泥搅拌桩试桩总结报告
顺德快速干线高富路安富跨线桥段工程项目起点桩号K18+918.718，终点桩号K22+452.306，主线线路全长3.534km, 主线采用设计行车速度100km/h的一级公路兼城市道路标准；辅道采用设计速度50km/h的城市Ⅰ主干道标准，水泥搅拌桩为34万m。
为全面展开水泥搅拌桩施工,选取水泥搅拌桩最佳施工工艺方案，我标段在具有代表性的K19+870～K19+960段进行了水泥搅拌桩施工，试验试验桩为5根,桩径为0.5m，桩间距为1.1m，桩长为11m。共计55m。在本标水泥搅拌桩试桩施工期间，得到了我2标驻地办的大力协助及现场指导。严格按照设计文件及施工监理实施办法的有关程序，进行了试桩施工，获得了本项目宝贵的试验数据，为大面积的地砂填筑施工提供了依据。施工总结如下：
1、设计情况1.1、设计地质情况
本项目位于珠江三角洲冲击平原区，地势低洼，属河流相一级阶地，局部见残丘。区内河网极为发育，属珠江水系。
1.2水文气象条件
本段高速公路属南亚热带季风气候，阳光充足，气候温和，雨量充沛，湿度大，冬短夏长，无霜期长，冬旱夏湿，春季阴雨连绵，夏季暴雨成灾，气候显著季节性变化，年平均降雨量1194毫米，主要集中在4～9月份，年平均气温21.8℃，最低温度-0.4℃，年平均日照1750.4小时。主风向为东北风和北风，最大风速14米/秒。沿线地表水丰富，地表水以地面径流和渗透为主，岩溶区地下水位较低，因地表洼地较多，地面径流不畅，局部地段地表长期结水湿润。
3.1本段公路起于K18+918.718，经右滩村、安富村、南华村，止于K22+452.306，全长3534m。该段水泥搅拌桩处理数量为349983m。
1.2、设计要点、检测要求
设计要点：（1）软基处理深度：原则上穿透软弱土层，对于局部在上覆和下软弱土层中有较厚硬土层的，通过计算确定是否穿透。
（2）横向处理范围：以路基宽度范围内的软土为主要加固对象，路基横断面方向处理到路基坡脚线以外1.0m，挡土墙段落处理到挡土墙基础以外1.0m。
（3）构造物软基处理：采用复合地基处理方案在涵洞、通道及挡土墙高度小于5m的路段，以及软土层底深度12m的路段，水泥搅拌桩+袋装砂井的复核地基处理方案，以满足构造物要求的地基承载力及工后沉降。水泥搅拌桩及配合使用的袋装砂井均按正三角形布置，间距1.1～1.3m。
（4）水泥掺入量不小于被搅拌土的15%，水泥采用R42.5普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩特点是：工期比较合理，施工时低压操作，安全可靠，少污染，无振动，无噪声，对周围环境及建筑物无不良影响。能增加软土地基的承载力、减少软土地基的压缩量等指标。
2.3.2主要技术标准：
公路等级高速公路
设计行车速度主线100公里/小时（辅道50公里/小时）路基宽度 58.5米
2、试验目的
2.1、确定水泥搅拌桩最佳水灰比、配合比；
2.2、确定水泥搅拌桩的施工工艺；
2.3、寻求最佳的搅拌次数、确定水泥用量、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
2.4、最佳的机械组合和施工组织。
3、准备工作
3.1、参加施工的主要人员如下：
序号    姓名    职务分工
1 肖南军项目经理总指挥
2 卿勇项目副经理副总指挥
3 王宝明项目总工程师总体技术负责人
4 邵永红工程部部长技术负责人
5 张运帷路基工程师现场技术负责人
6 邓景君路基工程师现场技术负责人
7 伍淑刚质检部长质检工程师
8 谢刚试验室主任试验负责人
9 闵成强测量工程师测量负责人
10 肖林设备物资部长机械物资供应
11 张万春施工队长现场施工负责人
12 王政云安全员现场安全负责人
3.2、投入的机械设备见下表：
序号    名称型号及功率单位数量
1 水泥搅拌桩机两管台    1
2 压浆机 0.5MPa 台 2
3 搅拌机台 1
4 柴油发电机 150KW 台 1
配合比选定：水泥每米用量为50kg；试桩水灰比为0.5、0.53、0.55.试桩配合比：土：水泥：水；（1）264：50：25（2）264：50：26.5（3）264：50：27.5。
4水泥粉喷桩的施工技术要求
4.1材料要求
水泥：采用R42.5普通硅酸盐水泥，水泥必须经试验合格，不和格的水泥不得使用。
水：采用原状地下水，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂醣类等。
土：采用原位土，比重为：2.47kg/m3 含水量为：43.5%。
4.3桩体的拌和
施工中必须确保桩体搅拌均匀，采用二次喷浆、四次搅拌的方法施工。
4.4施工质量要求
在施工过程中，随时检查钻孔深度、垂直度和喷料机的压力，保证水泥的用量。
5.1工艺流程（见图2）

水泥搅拌桩施工工艺流程图

6.1成桩试验
在加固地板内进行5根成桩试验，试验结果见表1
成桩试验结果表
桩号钻进速度提升速度搅拌速度喷入量桩长强度地基承载力备注
试-01 0.40 0.80m/min 33r/min 49.8kg/m 10.5m 2.3MPa 81KPa
试-02 0.50 0.85m/min 34r/min 50.5kg/m 8.5m 2.7MPa 84KPa
试-03 0.55 0.90m/min 35r/min 51.3kg/m 9.8m 3.1MPa 86KPa
试-04 0.45 0.95m/min 36r/min 49.0kg/m 11.5m 2.6MPa 83KPa
试-05 0.60 1.00m/min 37r/min 50.0kg/m 9.5m 2.4MPa 81KPa
表1
从以上试验结果看，所测指标能满足机械性能、施工工艺和设计技术指标要求。
6.2室内试验
根据成桩试验结果，通过室内试验确定最终的施工配合比和施工工艺条件。施工配合比为：水泥：土=1：8.25，工艺条件为：钻进速度0.50m/min，提升速度0.85m/min，搅拌速度34r/min，水泥喷入量50.5kg/m。
6.3施工要求
6.3.1施工前将钻杆做好显著的标志，确保钻入深度、复搅深度、设计桩长。并检查钻机、空气压缩机、搅拌钻头是否正常。
6.3.2施工应根据试验确定的技术参数进行，操作人员应随时记录压力、喷入水泥量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。严格水泥喷入标高，不得中断喷入水泥，确保桩体长度，严禁在尚未喷入水泥的情况下进行钻杆提升作业。当钻头提升至地表面以下50cm时要立即停止送灰器送灰，应用人工用回填粘土夯实。
6.3.3桩身根据设计要求在地面以下1/2～1/3桩长并不小于5m的范围内进行重复搅拌，使水泥与地基土均匀拌和。
6.3.4施工中，发现喷粉量不足，要整桩复打，复打打的粉喷量不小于设计用量，遇到停电、机械故障等原因，喷粉中断时，必须复打，复打重叠孔段要大于1m。
6.3.5施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置，并记录水泥的瞬时喷入量和
累计喷入量。严禁无粉料喷入计量装置的粉体发送器投入使用。
6.3.6储存罐容量不小于一根桩的用灰量加50kg；当储存量不足时，不得对下一根桩开
钻施工。
6.3.7钻头直径的磨损量不得大于1cm。
6.3.8粉喷桩施工偏差应符合表2要求
项次项目单位允许偏差检查方法和频率
1 桩距 cm ±10 抽查2%
2 桩径 mm 不小于设计抽查2%
3 桩长 cm 不小于设计查施工记录
4 竖直度 % 1.5 查施工记录
5 单桩喷粉量 % 不小于设计查施工记录
6 强度 MPa 不小于设计抽查5%
   表2
6.4施工工艺

施工顺序如图4所示
① ② ③ ④ ⑤ ⑥

   改良桩体
①钻机定位；②钻孔；③钻孔至设计深度；④喷水泥搅拌提升；⑤重复搅拌；⑥加固完毕
图4
6.4.1搅拌效果及水泥喷出量的计算
水泥、土的搅拌效果，主要用钻头在土中任一点的搅拌的次数N来控制。
N =H•∑Z•m/ V
式中：H —钻头叶片垂直投影高度；
∑Z —钻头叶片总数；
   m —搅拌轴转速；
   V —钻头提升速度；
水泥发送器单位时间内粉体的喷出量Q。
Q =πD12•rd•aW•V/4
式中：rd—软土的干容重；
aW—水泥掺入比，由试验室提供；
V —钻头提升速度；
D1—钻头直径；
6.4.2施工方法
场地清理。工作场地表层硬壳很薄时，需先铺砾石，干燥土垫层，，便于机械在场区内顺利移动和施钻。
测量放样。用经纬仪将桩位精确放样，标出每根桩的位置。
根据确定的加固桩体的位置，使钻头准确落到桩位上。水平偏差不能超过5cm，并使搅拌轴保持垂直。
钻孔。启动搅拌钻机，钻头边旋转边钻进。为了不致于堵塞喷射口，不喷射固结料而是喷射压缩空气，钻进一定深度启动一次，将泥沙从喷射口吹出。钻进时喷射压缩空气，可使钻进顺利，负载扭矩小。钻孔的深度由钻机上面的刻度盘指示（刻度盘上有指针表明钻孔深度），桩长误差不得超过±10cm，垂直偏差不超过1.5%。
喷水泥。当钻机达到设计标高后，即开启空压机连接水泥罐的阀门，边提升钻杆边喷水泥（水泥是通过空压机与钻杆顶部用橡皮胶管连接，靠空气压力，使水泥从钻杆内孔穿过，又麻花钻头中部小孔喷射），直至孔口。沿深度方向加固材料的混合量，系根据发送器输出的加固材料数量与搅拌叶片提升速度的关系确定。
提升结束。桩体形成，当钻头提升至距离地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射水泥，成桩结束。为使水泥搅拌均匀，对其复钻是必要的，一般复钻深度为设计桩长的2/3。
6.4.3施工注意事项
水泥用量的控制。水泥用的多少，喷射的均匀性，是粉喷桩质量好坏的关键，应注意水泥单位时间的喷射量和水泥喷射的时间同步。
防止管道堵塞。管道堵塞一般有两种情况。一是钻机钻孔时，泥沙进入钻头中部小孔将钻头内空心部分堵死。对于这种情况，钻机开钻后，不能长时间关闭空压机，应等钻进一定深度后启动一次，将泥沙吹出。第二种情况是突然停电，地下水进入小孔，水泥与水起反应将钻头堵住，使水泥无法喷射。这时，可分两步处理，如果时间在1～2h内，可以不拔钻杆，来电后再吹出水泥混合物。如果时间估计更长，应动用备用电机。
桩头的养护。如软基的铺筑有50cm左右干状土，由于这部分土含水量低，水泥桩
顶部强度上来慢，不易成型。因此打空桩后，适当给桩头浇水养护，确保粉喷桩质量的稳定性。
质量检验。打设一定工程范围内的粉喷桩后，应进行质量检验。检验项目包括：固化材料用量，粉体桩垂直度，桩位偏差，桩长，桩直径、完整性。
7质量检测：检测依据参照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003/J256-2003）。
7.1固化材料用量：采用喷粉电脑自动记录用量与实际用量比较，误差为1%，平均每米桩体水泥用量为49.5kg。
7.2粉喷桩垂直度：采用破土检测，小于1.5%满足设计要求。
7.3桩位：桩位最大误差为±5cm，满足设计要求。
7.4桩长：采用低应变检测，仪器设备用中国科学院武汉岩土力学研究所PRT动测仪和PRT配套速度传感器。对于波速高于平均波速的桩按下式推算长度，对于波速低于平均波速的桩一原始记录桩长为动测推算长度。
Lt=（Cm/Ct）.L
式中：L——原始记录桩长（m）；
Lt——动测推算长度（m）；
Cm——同一工地受检桩桩身波速的平均值（m/s）；
Ci——第i根受检桩的桩身波速值（m/s）；
经检测计算：结果为受检桩桩身长的最大误差为±30cm。
7.5桩体直径、完整性：桩头用量具测量，桩身采用低应变检测，检测结果为桩头误差±3.5cm，桩身完整性的位置确定按下式计算：
X= 1/2000.△tx.C
式中：X——桩身缺陷至传感器安装点的距离；
tx——速度波第一缺陷反射波峰间的时间差（ms）
C——受检桩的桩身波速（m/s），无法确定时用Cm值替代。
7.6检测结果：按表3进行分类
K128+XXX～+XXX段共测130根，其中Ⅰ类桩28根, Ⅱ类桩102根,无Ⅲ、Ⅳ桩。K129+310～+480段共测200根,其中Ⅰ类桩139根, Ⅱ类桩61根,无Ⅲ、Ⅳ桩。K130+XXX～+XXX段共测318根，其中Ⅰ类桩133根, Ⅱ类桩185根,无Ⅲ、Ⅳ桩。。K131+XXX～+XXX段共测260根，其中Ⅰ类桩158根, Ⅱ类桩102根,无Ⅲ、Ⅳ桩。
桩身完整性分类表
类别分类原则时域信号特征
Ⅰ 桩身完整 2L/C时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波
Ⅱ 桩身基本完整或有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥 2L/C时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波
Ⅲ 桩身有明显缺陷，对桩身承载力有影响，应采取相应的处理措施，采用其他适宜的方法验证检测（或重测）后，决定是否能正常使用有明显缺陷反射波，其他特征介于Ⅱ类和Ⅳ类之间
Ⅳ 桩身存在严重缺陷，应进行工程处理 2L/C时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，无桩底反射波；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动，无桩底反射波
注：因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地同条件下有桩底反射波的其他实测信号判定桩身完整性类别。
表3

8结束语
在软土地基水泥粉喷桩加固施工中要严格遵守工艺规则和技术要求，确保各道工序的施工质量，同时要做好检测监空工作，包括原状地下水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂醣类等。认真控制好各项材料的质量，对已做成的粉喷桩，应按照设计规定的比例进行抽检。通过粉喷桩加固软土地基的施工，为高速公路软土地基处理施工提供了宝贵的经验。以上4段粉喷桩加固的地基至今路基情况良好，没有出现下沉和其他变形。

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