水泥搅拌桩试桩施工方案(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 珠海洪湾中心渔港工程 （一标段）水泥搅拌桩试桩方案-C审 批 人： 审 核 人： 编 制 人： 编 制 日 期： 编 制 单 位：中交四航局珠海洪湾中心渔港工程（一标段）项目经理部专心-专注-专业目 录水泥搅拌桩试桩方案一、工程概况本工程水泥搅拌桩施工的范围包括钢板桩海侧边界以外15m区域以及码头前沿线后方1.4m33.4m的区域，并根据不同区域的加固要求和地质情况，处理范围分为 A、B、C 三个区，A 区为码头前沿线以后 16.4m33.4m 的区域，目的是控制工后沉降。B 区为码头前沿线以后 1.4m16.4m 的区域，目的是控制工后沉降和码头结构变形及稳定。C

2、 区为钢板桩前方 15m 的区域，目的是控制码头结构变形及稳定。A、B区地基处理采用水泥搅拌桩复合地基，C区地基处理采用水泥搅拌桩复合地基+高压旋喷桩；水泥搅拌桩总工程量约.86m(m)，其中实桩.86m(m)，空桩55993m(m)。表1：水泥搅拌桩平面布置及标高参数表序号分区布桩形式桩距置换率施工标高桩顶标高桩底标高设计桩长备注1A区正方形1.2m26.4%1.0m1.0m-15.0m15.6m(1)设计桩长按桩头后的桩长计(2)A、B区的水泥搅拌桩需凿除0.4m长桩头2B1区正方形1.1m32.7%1.0m1.0m-17.0m17.6m3B2区正方形1.1m32.7%1.0m1.0m-1

3、6.5m17.1m4B3区正方形1.1m32.7%1.0m1.0m-17.0m17.6m5C1区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.9m-20.0m14.1m6C2区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.9m-16.5m10.6m7C3区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.2m-16.5m11.3m8C4区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.2m-20.0m14.8m水泥搅拌桩的施工工艺采用浆液搅拌法（简称湿法），考虑到本工程地基软土工程性比较差的情况，要求采用双向搅拌工艺。水泥搅拌桩单桩直径为 70cm，根据水工结构对桩体强度的要求，搅拌桩采用P.O.42.5R级普通硅酸盐水泥，及G类

4、或M类二级以上石膏作为外掺剂，水泥掺入比（暂定18%）、石膏掺量（暂定2%）、水灰比等需根据室内试验和试桩情况经设计同意后确定，搅拌桩28d无侧限抗压强度平均值不小于0.5Mpa，最小值不小于0.33MPa，90d现场芯样试件的平均值不小于0.80MPa，最小值不小于0.6MPa。水泥搅拌桩采用双向搅拌工艺。双向搅拌工艺是指采用同心双轴钻杆，在内钻杆设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆安装反向旋转叶片通过正反向旋转叶片同时搅拌，并利用外杆叶片反向旋转过程中的压浆作用阻断水泥浆上冒途径，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证桩体水泥浆分布均匀和搅拌均匀的搅拌桩施工方法。水泥搅拌桩典型断面图见下图。图

5、1：水泥搅拌桩断面图为了更好地取得施工参数来指导大面积施工，在正式施工前进行工艺性试桩。二、工艺性试桩要求2.1试桩目的为了更科学的指导施工，获取最适合场地地质条件的施工参数，严格控制水泥土双向搅拌桩的施工质量，在施工前要求进行水泥土的室内配合比试验，通过试验进一步确定水泥掺入量、水灰比和外摻剂及其掺量，了解水泥土强度增长的规律，求得龄期与强度的关系，为搅拌桩设计提供各种龄期、各种配合比的强度参数；结合设计要求，选择最佳配合比，确定水泥搅拌桩施工工艺参数，并现场试桩验证。大面积施工前，将根据设计要求进行现场工艺性试桩， 目的是提供满足设计强度要求的各种操作技术参数，主要确定以下一些性能：（1）

6、试验所确定的配合比、水灰比是否合适；同时合理选择喷浆口的位置及大小（供参考的喷嘴口的位置在叶片的2/3处，喷浆口大小按现场测定）；（2）掌握下钻、提升的困难程度，确定下钻、提升速度；（3）掌握钻头进入硬土层电流（扭力大小）变化情况，了解下钻及提升的阻力情况，并采取响应的措施；（4）确定水泥浆液密度；（5）确定合适的输浆泵的输浆量；（6）掌握水泥浆到达喷浆口的时间、搅拌机提升、下沉、复搅提升速度等参数；（7）验证钻头叶片的角度设置；(8)验证成桩的均匀度及桩径大小。2.2试桩数量工艺性试桩数量不少于3根2.3 试桩要求（1）试验桩的地质条件应具有代表性，试验桩设计参数应该与工程桩一致。在工程实施

7、过程中，如调整设计参数后则重新进行工艺试桩；（2）掌握满足设计单桩喷浆量的各种技术参数，包括钻杆下沉和提升速度、喷浆压力、喷浆量、搅拌机转速、进入持力层电流和钻进速度等；（3）掌握下沉和提升的阻力情况，选择合理的搅拌头形式、电机功率与搅拌叶片宽度和倾角等；（4）检验室内试验所确定的水灰比是否便于施工，所采用的外摻剂是否合理或者是否添加外摻剂，需要调整水灰比或外摻剂时，需重新进行室内试验以确保桩体强度不低于设计要求；（5）检验桩身无侧限抗压强度是否满足设计要求，出现桩体强度不满足设计要求的情况时，应分析原因，并将结论及时知会监理、设计和业主单位。三、试桩桩位布置我部计划分别在A区、B2区、C2区

8、各进行一根试桩，因区域不同且桩长与桩底标高都不同，具有代表性意义，如试桩成桩质量合格可直接作为工程桩；具体位置现场与监理、设计及业主商榷后确定，双向搅拌桩试桩施工完成28天后， 对3根桩进行抽芯取样，对桩身完整性、桩体强度等指标进行检测；把该试桩得出的具体施工参数作为后期施工作业指导，待28天龄期强度检测合格以及施工工艺确定之后才能安排大面积施工。四、试桩区域地质情况试桩区域地质情况根据现有勘察资料,将勘区地层自上而下分为 6 个主要单元土体，对各单元土体的分布及物理力学特性分述如下：素填土（Q 4ml ）： 黄褐色，主要由黏土及碎石组成，局部混多量碎砖块，碎石粒径大小不等。 淤泥及淤泥质黏土

9、（Q 4m ）： 灰褐色，局部混砂不均，含云母、腐植质，有腥臭味，饱和、流塑状。该单元层在勘区范围内广泛分布，且层厚较大，层底标高在-29.31-12.76米之间，层厚 12.6028.80 米。该土层具高压缩性、高含水量、中等高灵敏度、低强度的特点。 -1 黏土及粉质黏土（Q 4m ）： 灰褐色，混砂不均，含云母及铁锰结核，切面较光滑，饱和，软塑硬塑状，本次钻探仅在 ZK13、ZK14、ZK15 三孔中揭示到该层，分布于勘区上部，平均层厚 3.87 米。 黏土及粉质黏土（Q 4al+pl ）： 褐黄色、浅黄色，混砂，混贝壳屑，含云母，铁锰结核或钙结核，切面光滑，干强度和韧性较高，饱和，软塑可

10、塑状。该层较普遍分布于勘区中部，局部缺失，层底标高在-35.66-18.67 米之间，层厚 2.6019.30米，该土层的分布厚度差异较大。该单元层平均标准贯入试验击数 N=9（5 18）。 -1 卵石混砂（Q 4al+pl ）： 杂色，混少量粗砾砂，含云母，卵石含量约 55%，粒径 3-8cm 不等。该单元层仅在 ZK05 中揭示到，层厚 0.8 米。 -2 细砂（Q 4al+pl ）： 灰白色，局部混较多黏性土，含云母，饱和，密实。该单元层仅在 ZK02中揭示到，层厚 1.7 米。标贯击数 N=45。 残积土（Q el ）： 灰白色、褐黄色、棕红色，可塑硬塑，呈砾质黏性土状或砂质黏性土状，

11、含大量石英砾砂，角砾，粒径 24mm，含量 2030%。该单元层分布于勘区中下部，层底标高在-38.92-23.93米之间，层厚2.709.80米，该土层的分布厚度差异较大。其平均标准贯入试验锤击数 N=23（1828）。 全风化花岗岩（ 52(3) ）： 褐黄色，稍湿，呈坚硬砂、土状，局部呈密实粗砾砂状，手捏即碎，原岩结构清晰。该单元层分布于勘区下部，层底标高在-58.45-29.03 米之间，层厚变化较大，层厚 4.023.0 米。其平均标准贯入试验锤击数 N=41（2850）。该单元层具较高的强度和承载力，但遇水易崩解。 强风化花岗岩（ 52(3) ）： 褐黄色、灰白色，稍湿，坚硬，岩芯

12、呈散体状，手可捏散，局部呈碎块状，原岩结构清晰，本次钻探未揭穿该层。其平均标准贯入试验锤击数为 N=70（50100）。该单元层具较高的强度和承载力。 上述各岩土层的分布、厚度等详见地基岩土层物理力学指标及工程地质剖面图。 图2：地基岩土层物理力学指标图图3：典型地质剖面图1图4：典型地质剖面图2五、试桩工期安排根据设计图纸及以往的施工经验，结合现场地质勘探资料，搅拌桩最长桩长21m（包括空桩长度），单根桩施工时间为40分钟60分钟（根据钻进阻力不同），移机时间1015分钟，当天可完成3根试桩施工。暂定于2015年01月27日开始试桩， 2015年02月26日完成试桩检测，计划工期约1个月。六

13、、主要施工工艺方案6.1施工工艺流程图5：水泥搅拌桩施工工艺流程图6.2施工步骤及方法图6：水泥搅拌桩施工步骤图a. 步骤一：双向搅拌机桩机定位，移动到指定桩位并对中；b. 步骤二：启动双向搅拌桩施工机械，动力头沿导向架向下触土，下面一组叶轮旋转强制切土，上面叶轮旋转搅拌，直至设计桩顶标高。c. 步骤三：双叶片组相反方向旋转，切土搅拌至设计桩顶标高时，同时开启送浆泵，通过固连在叶片上的喷嘴向土体中喷水泥浆，促使固化材料就地黏附在旋转产生空隙的土中旋转到半周，上面一组叶轮旋转搅拌，把土与浆体固化材料搅拌混合一起，保证喷浆均匀。这样两组叶片同时正反向旋转切割、搅拌土体，搅拌桩机持续下沉至根部桩底设

14、计标高，完成根部桩的“搅、喷、拌”过程。d. 步骤四：在桩底面位置处，“搅、喷、拌”停留30S以上后，准备提升钻头。e. 步骤五：保持送浆泵开启状态，准备桩机提升，搅拌叶片保持下部桩成桩时的旋转方向，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到下部的外钻杆叶片位于设计标高处，关闭送浆泵，将钻头提升至地表，完成单桩施工。f. 步骤六：关闭搅拌机械移位至下一桩位。表2：搅拌桩试桩施工参数（暂定）序号技术名称技术参数1钻进速度（下沉）0.50.8m/min2平均提升速度071.0m/min3搅拌速度3070r/min4钻进时喷浆压力0.20.4Mpa5叶片间距250mm（若粘性土的Ip过大，可适当增加间距

15、）6叶片宽度120mm7叶片厚度30mm8叶片倾角129试桩浆液配比（水泥掺量）18%10试桩浆液配比（石膏掺量）2%11水泥P.O.42.5R，试桩采用袋装水泥12石膏G 类或M 类二级（含）以上的石膏或混合石膏。13拌和水饮用水或天然矿化水，本试验抽取天然淡水， 14水灰比0.45-0.5515喷浆流量控制72-80L/min/m（1喷），36-40L/min/m（2喷）试桩后，结合实际情况，可适当调整施工技术参数。七、主要施工机械配置用于试验水泥土双向搅拌桩的机械设备采用大扭矩高塔搅拌桩机，是基于原单向搅拌桩机的基础上改造，下转盘带动方钻杆负责反向转动，上动力头负责内钻杆正向转动，其搅拌

16、头主要形式见下图：蓝色安装在外钻杆上的反向旋转搅拌叶片；黄色安装在内钻杆上的正向旋转搅拌叶片；绿色内圆钻杆；红色外圆（或方）钻杆。图7：双向搅拌桩钻头图表3：施工机械配置表序号设备名称规格型号功率（kW）单位数量1大扭矩高塔搅拌桩机ZGZ-A-2585台12拌浆桶0.7m35.5个23存浆桶4.7m37.5个14注浆泵WJ-7011台15浆液搅拌机PH52台16流量记录仪台27空压机VF6/7，6m37.5台18发电机700台19抽水泵QY40-16-33套1八、双向搅拌桩施工时可能发生的问题（切土困难）及解决措施主要可能发生在扩大头部分原地面以下23m部位，分析原因主要可能有以下几个方面：1

17、、地质条件显示在该部位是填土，存在含碎石层，对搅拌头下搅产生阻力；2、搅拌头双层叶片使下搅阻力增大；3、电机功率不足。针对以上原因，由于更换电机的条件已经不满足，因此首先是在下搅到该部位时放缓下搅速度，使周围土体切碎充分；其次就是改变施工流程，将钻进困难部分的由两搅两喷增加为四搅四喷，增加水泥土搅拌次数，避免由于下搅不正常造成喷浆不均匀。但是不管是何种措施均需操作人员时刻注意电流量的变化，一旦电流量突然放大，即需控制卷扬机放慢下搅速度，但是绝对不能停止搅拌头转动。九、施工检测该试验主要是用于分析水泥土搅拌桩桩身水泥土强度、桩身水泥土微观结构，查看水泥土搅拌桩是否从施工工艺上达到了设计要求，是后

18、续单桩承载力和复合地基承载力检测的基础。双向搅拌桩试桩在龄期7天或28天时，对3根桩体进行现场取芯；所取得的芯样进行室内无侧限抗压强度试验，对桩身完整性、桩体强度等指标进行检测，无侧限抗压强度试验主要是考察桩身水泥土强度；把该试桩得出的具体施工参数作为后期施工作业指导，待28天龄期强度检测合格以及施工工艺确定之后才能安排大面积施工。室内土工试验具体参照公路工程土工试验规程（JTJ051-93）、公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（TJGE30-2005）等规范。钻孔取芯参考粉体搅拌桩加固软弱土层技术规范（TB10113-95）、软土地基搅拌桩加固法技术规范（YBJ225-91）、港口岩土工程勘察

19、规范(JTS 13312010等相关规范规定。试验相关器具由试验检测单位提供并在试桩施工过程中指导安装。十、质量保证措施及检验标准（1）施工实际使用的固化剂和外掺剂，必须通过加固土室内试验的检验方能使用。（2）施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。（3）应根据工艺试桩确定的技术参数进行施工。（4）固化剂浆液应严格按预定的配比拌制。所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。制备好的浆液不得停置过长。超过 2h 的浆液应降低等级使用。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及来浆与停浆的

20、时间、泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。（5）必须详细记录搅拌机每米下沉或提升的时间。深度记录误差不得不应大于 10mm，时间记录误差不应大于 5s。施工中发生的问题及处理情况应在记录中载明。（6）搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过 20 次以上的搅拌。搅拌机喷浆提升的速度和次数应有专人记录。（7）当水泥浆液到达出浆口后，应喷浆搅拌 30s，与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。（8）搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下时，方可适量冲水，但应

21、考虑冲水对桩身强度的影响。（9）施工时如因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下 0.5m 处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过三小时，宜先拆卸输浆管路，并妥加清洗。（10）格栅状或壁状加固时，相邻桩的施工时间间隔不宜超过 24h。如间隔时间太长，与相邻桩无法搭接时，应采取局部补桩或注浆等补强措施。（11）桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量，搅拌机自设计桩顶标高以下 1m 喷浆搅拌提升出地面时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，宜停止提升、搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。（12）搅拌设备采用湿喷滚筒式水泥土搅拌桩机，配套两台电机，通过双向搅拌动力传动箱体，分别带动内外

22、钻杆同时正反向旋转搅拌进行施工。水泥搅拌桩允许偏差，应符合下表规定：表4：水泥搅拌桩允许偏差、检验数量和方法序号项目允许偏差（mm）检验数量单元测点检验方法1桩位50逐件检查1拉线用钢尺测量纵横两方向，取大值2桩底标高2001测量机头深度3桩顶标高+100-501用水准仪测量4桩径0.04D抽查10%1用钢尺测量5垂直度(每米)151拉线和用钢尺测量注：D为水泥搅拌桩的直径，单位为mm； 表中桩顶标高不包括浮浆厚度。十一、安全环保、文明施工保证措施11.1安全保证措施（1）司钻人员需经考试合格持证书上岗，并且经施工技术交底以及上岗前安全教育后方可安排作业；（2）储浆灌、注浆泵等注浆设备以及管路

23、必须经常清洗定期检查。各类密封圈必须完整良好，无泄漏现象。（3）安全阀应定期测定，压力表应定期维修。（4）高压胶管不能超压使用，使用时弯曲不应小于规定弯曲半径，防止胶管破裂。（5）班组长对施工中安全执行情况负责，并检查所有设备，督促工人安全行为。11.2文明施工和环保措施（1）粉尘控制措施现场定期撒水，减少灰尘对周围环境的污染。装卸或清理水泥时，提前在现场撒水。施工用的水泥空袋，要派专人及时清理，统一堆放，统一销毁。水泥浆拌制房里作业人员作业时，要佩戴防尘面罩。（2）噪声控制加强机械设备的维修保养工作，确保机械运转正常，降低噪声。施工现场应遵守GB12523-90建筑施工场界噪声限值规定的降噪限值，尽量采用低噪声机具并设专人定期测定噪声值，发现超标及时采取降噪措施。（3）泥浆清理对废浆的处理必须在开工前做好规划，废浆应随时运出现场，或暂时排入沉淀池然后做土方运出，不得随意排放。