水泥搅拌桩试桩总结报告
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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。 ^F"Q~?D)
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: Fc%@
1、设计情况1.1、设计地质情况 ggR@& \
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。 I9-vV>:z
1.2水文气象条件 >jD,%yG
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。 |W];8
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。 o$8v8="p
1.2、设计要点、检测要求 3Sv<Viuo
设计要点:(1)软基处理深度:原则上穿透软弱土层,对于局部在上覆和下软弱土层中有较厚硬土层的,通过计算确定是否穿透。 yCy4t6`e
(2)横向处理范围:以路基宽度范围内的软土为主要加固对象,路基横断面方向处理到路基坡脚线以外1.0m,挡土墙段落处理到挡土墙基础以外1.0m。 9
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(3)构造物软基处理:采用复合地基处理方案在涵洞、通道及挡土墙高度小于5m的路段,以及软土层底深度12m的路段,水泥搅拌桩+袋装砂井的复核地基处理方案,以满足构造物要求的地基承载力及工后沉降。水泥搅拌桩及配合使用的袋装砂井均按正三角形布置,间距1.1~1.3m。 ( 6|S42
(4)水泥掺入量不小于被搅拌土的15%,水泥采用R42.5普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩特点是:工期比较合理,施工时低压操作,安全可靠,少污染,无振动,无噪声,对周围环境及建筑物无不良影响。能增加软土地基的承载力、减少软土地基的压缩量等指标。 ],YIEOx6
2.3.2主要技术标准: gNY}`'~hr
公路等级 高速公路 P,^`|\#7
设计行车速度 主线100公里/小时(辅道50公里/小时)路基宽度 58.5米 id="\12Bw
2、试验目的 AL74q[>
2.1、确定水泥搅拌桩最佳水灰比、配合比; .H
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2.2、确定水泥搅拌桩的施工工艺; EbZRU65J}O
2.3、寻求最佳的搅拌次数、确定水泥用量、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。 E5(\/;[*`
2.4、最佳的机械组合和施工组织。 k>I[U}h
3、准备工作 2 |
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3.1、参加施工的主要人员如下: YKk?BQ"
序 号 姓 名 职 务 分 工 ;cgc\xm>
1 肖南军 项目经理 总指挥 q-P$ \":
2 卿 勇 项目副经理 副总指挥 W 0%FZ0l
3 王宝明 项目总工程师 总体技术负责人 G%_6"s
4 邵永红 工程部部长 技术负责人 +YVnA?r?
5 张运帷 路基工程师 现场技术负责人 6Lk<VpAa
6 邓景君 路基工程师 现场技术负责人 [XK Ke
7 伍淑刚 质检部长 质检工程师 Bvj-LT=)
8 谢 刚 试验室主任 试验负责人 cLj@+?/
9 闵成强 测量工程师 测量负责人 (\}>+qS[
10 肖 林 设备物资部长 机械物资供应 x2(!r3a
11 张万春 施工队长 现场施工负责人 mojD
12 王政云 安全员 现场安全负责人 ~( 54-9&
3.2、投入的机械设备见下表: ;3wj(o0
序 号 名 称 型号及功率 单 位 数 量 (=cR;\s<
1 水泥搅拌桩机 两管 台 1 c%%r
2 压浆机 0.5MPa 台 2 fm C)]O%q
3 搅拌机 台 1 E$"( :%'v
4 柴油发电机 150KW 台 1 He^u+N@B
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。 ">PpC]Y1
4水泥粉喷桩的施工技术要求 b1Bu5%bt,:
4.1材料要求 I?nj_ as
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。 /^v?Q9=Y
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。 ]y= ff6Q
土:采用原位土,比重为:2.47kg/m3 含水量为:43.5%。 Y>LgpO.
4.3桩体的拌和 =LEKFXqM
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。 >Ng7q?h
4.4施工质量要求 a"uO0LOb
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。 4)./d2/E
5.1工艺流程(见图2) b37P[Q3
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水泥搅拌桩施工工艺流程图 ~=qJSb
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6.1成桩试验 Blv!%es
在加固地板内进行5根成桩试验,试验结果见表1 VU6nu4
成桩试验结果表 #n&/yYl9(l
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 !pY=\vK;
试-01 0.40 0.80m/min 33r/min 49.8kg/m 10.5m 2.3MPa 81KPa 7 \)OWp
试-02 0.50 0.85m/min 34r/min 50.5kg/m 8.5m 2.7MPa 84KPa 0T-y]&uo
试-03 0.55 0.90m/min 35r/min 51.3kg/m 9.8m 3.1MPa 86KPa <>\s#Jf/
试-04 0.45 0.95m/min 36r/min 49.0kg/m 11.5m 2.6MPa 83KPa a-w=LpVM
试-05 0.60 1.00m/min 37r/min 50.0kg/m 9.5m 2.4MPa 81KPa Cj^:8 ?%
表1 "e.QiK
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。 RSEo'2
6.2室内试验 /c/t_xB
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。 wG6@.;3
6.3施工要求 3~ITvH,`s
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。 .1R:YNx{/
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。 P9h]Bu
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。 VbR/k,Co
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。 'ap<]mf2
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 YYfX@`\
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。 pMZKF =
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 <%WN<T{q|
钻施工。 t}r`~AEa!
6.3.7钻头直径的磨损量不得大于1cm。 .XD7};g
6.3.8粉喷桩施工偏差应符合表2要求 -=_bXco}
项次 项目 单位 允许偏差 检查方法和频率 5y]1v
1 桩距 cm ±10 抽查2% q2v:lSFY
2 桩径 mm 不小于设计 抽查2% 0\3mS{s
3 桩长 cm 不小于设计 查施工记录 0IU>KGJ-0s
4 竖直度 % 1.5 查施工记录 j/"{tMqQp
5 单桩喷粉量 % 不小于设计 查施工记录 0?kaXD
6 强度 MPa 不小于设计 抽查5% GQ<]Sd}[
表2 ,'[&" Eg
6.4施工工艺 t<S]YA~N'
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+76{S_CZ
施工顺序如图4所示 34S|[PXd
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ nd)Z0%xo
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改良桩体 E+ wd9/;
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 ,M@LtA3g
图4 ]iu}5]?)
6.4.1搅拌效果及水泥喷出量的计算 3k)W0]:|<
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。 "JI FF_
N =H•∑Z•m/ V `CCuwe<v
式中:H —钻头叶片垂直投影高度; F\&Sn1>k
∑Z —钻头叶片总数; .Cv0Ze
m —搅拌轴转速; z.fh4p
V —钻头提升速度; >s#[dr\ww
水泥发送器单位时间内粉体的喷出量Q。 |GPR3%9
Q =πD12•rd•aW•V/4 c`:hEQs
式中:rd—软土的干容重; 2uonT,W
aW—水泥掺入比,由试验室提供; :B(F?9qK
V —钻头提升速度; u{Jv6K,
D1—钻头直径; N[e QT
6.4.2施工方法 u6&<Bv
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。 OU)~
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测量放样。用经纬仪将桩位精确放样,标出每根桩的位置。 V=yRE
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。 ::13$g=T9s
钻孔。启动搅拌钻机,钻头边旋转边钻进。为了不致于堵塞喷射口,不喷射固结料而是喷射压缩空气,钻进一定深度启动一次,将泥沙从喷射口吹出。钻进时喷射压缩空气,可使钻进顺利,负载扭矩小。钻孔的深度由钻机上面的刻度盘指示(刻度盘上有指针表明钻孔深度),桩长误差不得超过±10cm,垂直偏差不超过1.5%。 gq9D#B
喷水泥。当钻机达到设计标高后,即开启空压机连接水泥罐的阀门,边提升钻杆边喷水泥(水泥是通过空压机与钻杆顶部用橡皮胶管连接,靠空气压力,使水泥从钻杆内孔穿过,又麻花钻头中部小孔喷射),直至孔口。沿深度方向加固材料的混合量,系根据发送器输出的加固材料数量与搅拌叶片提升速度的关系确定。 WT(inf[
提升结束。桩体形成,当钻头提升至距离地面30~50cm时,发送器停止向孔内喷射水泥,成桩结束。为使水泥搅拌均匀,对其复钻是必要的,一般复钻深度为设计桩长的2/3。 CNwYQe-i
6.4.3施工注意事项 kO3{2$S6
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。 Wn;B ~
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。 a^yBtb~,P
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 xs<~[l
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。 Hg8n`a;R
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。 Hg)5c!F7
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)。 J6x#c`Y
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。 _isqk~ ul
7.2粉喷桩垂直度:采用破土检测,小于1.5%满足设计要求。 GA&mM