钉形双向搅拌桩试桩总结

新建连云港至盐城铁路站前工程新建连云港至盐城铁路站前工程 LYZQ LYZQ 标标 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验总结钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验总结 编制 编制 复核 复核 批准 批准 XXXX 铁路项目经理部铁路项目经理部 20142014 年年 3 3 月月 3 3 日日 目目 录录 一 工程概况 1 二 地质资料 1 三 工艺试验目的 2 四 人员及机械设备组织 3 1 主要管理人员及组织机构框图 3 2 工班人员组织情况 3 3 机械设备组织情况 3 五 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺原理及施工工艺流程 4 1 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺原理 4 2 施工工艺流程 4 3 施工顺序 7 六 工艺试验技术参数 7 1 室内配合比选定 7 2 试桩技术参数记录 8 七 质量控制措施及验收标准 8 1 质量控制措施 8 2 质量验收标准 10 八 钉型双向搅拌水泥粉喷桩施工注意事项 10 九 试桩质量检测 10 1 取芯检测 10 1 荷载试验 12 十 工艺试验评价及总结 12 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验总结 一 工程概况一 工程概况 新建 XX 工程全长 33 47Km 我分部负责施工 XXXWD1K8 610 XWDK33 47 0 58 管区段路基全长 11 659km 均属于软土路基 设计主要采取钉形双向水泥粉 喷桩的方式进行处理 本段路基钉形双向水泥粉喷桩设计按正三角型布置 间距 1 5 或 1 6m 桩长 15 21m 上部扩大头直径 0 90m 长 4 0m 下部直径 0 50m XX 年 1 月 23 25 日 我部在 XWDK29 580 600 段路基右侧坡脚外按照工 艺试验方案在监理 设计单位相关人员的见证下 完成 12 根钉形双向搅拌水泥粉 喷桩工艺试桩 本次工艺试验根据室内选定三个配比 根据工艺试验相关规定 每种配比试桩 4 根 共计 12 根 工艺试验桩长为 19 m 桩间距为 1 5m 正三角形布置 图 1 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验布桩图 XWDK29 580 徐圩方向 徐 新 路 15 1 15 2 15 3 15 4 18 1 18 2 18 3 18 4 20 1 20 2 20 3 20 4 二 地质资料二 地质资料 1 本段线路地质情况如下 1 2 人工填筑粉质粘土 Q4all 层厚 1 3 4 4m 杂色 3 4 1 淤泥 Q4mll 层厚 12 4 16 5m 深灰色 流塑 级普通土 0 40kPa 5 3 1 粉土 Q3al pl2 层厚 2 2 4 1m 褐黄色 饱和 密实 级普 通土 0 140kPa 5 2 1 粉质粘土 Q3al pll 层厚 2 5 4 6m 褐黄色 硬塑 级普通 土 0 150kPa 5 1 1 黏土 Q3al pll 层厚 11 5m 灰褐色 软塑 级普通土 0 130kPa 5 2 2 粉质粘土 Q3al pll 层厚 4 8m 褐灰色 硬塑 级普通土 0 160kPa 5 10 1 细砂 Q3al pl4 层厚 4 3m 灰褐色 饱和 密实 I 级松土 0 200kPa 2 试桩选取有代表性的横断面 XWDK29 580 被加固区域地层从上往下分布 如下 1 2 人工填筑粉质粘土 厚度 2 0m 3 4 1 淤泥 厚度 13 9m 5 3 1 粉土 厚度 1 4m 5 2 1 粉质粘土 厚度 1 7m 三 工艺试验目的三 工艺试验目的 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 严格控制钉型 双向搅拌粉喷桩的施工质量 优化工程施工工艺 总结出确信可靠的方案 在全线 推广应用 在施工前 将根据设计要求进行现场工艺性试验 主要确定以下性能 1 掌握满足设计单桩粉喷量的各种技术参数 如钻杆钻进和提升速度 喷粉 压力 进入持力层电流大小等 2 掌握钻进和提升的阻力情况 选择合理的钻头形式 电机功率等 3 确定水泥最佳用量 检验室内试验所确定的配合比是否便于施工 是否需 要添加外加剂等 4 验证施工工艺和方法 施工顺序 四 人员及机械设备组织四 人员及机械设备组织 1 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验试桩施工主要管理人员及组织机构框图 如下 2 粉喷桩工艺试验工班人员组织情况如下 序号专业 工种 人数职责备注 1工班长1负责施工班组的现场管理 2机械操作员2 负责搅拌桩机操作 3普工2 负责施工过程中水泥供应 3 粉喷桩工艺试验机械设备组织情况如下 分部经理 副经理 滑总工 胡安全总监 於 工程部 彭钰 安质部 杨 洋 物资部 王鹏 机运部 肖三 试验室 向世 测量室 王延 计划部 刘汉 财务部 范喜 架子队长 杨平 技术主管 杨正 工班长 吕青松领工员 郭儒涛 技术员 夏 磊 安全员 胡远德 材料员 试验员 王瑞 质量员 殷承 设备名称规格型号单位数量状态用 途 粉喷桩机 ZGZ 25 SXJB A 台 1 良好打桩 发电机 120KW 台 1 良好供电 电子计量仪台 1 良好计量 送粉罐 98A 2 台 1 良好储存水泥 空气压缩机台 1 良好加压 搅拌深度自动记录仪台 1 良好控制桩长 五 五 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺原理及施工工艺流程钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺原理及施工工艺流程 1 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺原理 改装普通粉喷桩机传动系统 增加圆形内钻杆和内钻杆驱动电机 内钻杆底部 装一层平刀片 方形外钻杆改一层螺旋刀片为两层平刀片 刀片水平方向与水平面 成一定角度的夹角 夹角的度数根据土层破碎情况现场试验确定 施工中利用高压 风将水泥粉送入地下 通过桩机内外钻杆的叶片旋转 切削作用 强制搅拌 破碎 充分混合水泥粉和原位地基土 使两者之间发生一系列物理 化学反应 在短期内 使原来的软土地基变成具有整体性 水稳定性和一定强度的水泥加固土桩 其与桩 间原位土形成复合地基 从而提高地基承载力 减小地基的沉降 达到加固地基的 目的 双向搅拌粉喷桩是指在水泥土搅拌桩成桩过程中 由动力系统带动分别安装在 内 外嵌套同心钻杆上的两组搅拌叶片同时正 反向旋转搅拌水泥土而形成的水泥 土搅拌桩 钉形双向搅拌粉喷桩是指在分析水泥土搅拌桩复合地基应力传递规律和土拱效 应的基础上 改装固定平刀头为可自动伸缩的平刀头 通过平刀头的自动伸缩使桩 身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩 2 施工工艺流程 钉型双向搅拌水泥粉喷桩施工工艺流程图如下所示 钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺流程图钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺流程图 二搅 原地面处理 钻机就位 喷粉下沉 施工扩大头 收缩叶片 施工下部柱体 一喷一搅 一喷一搅 测量放线 提升搅拌 伸展叶片 提升搅拌 下沉复搅 扩大头段 启动记录仪 改变内外钻杆方向 复喷二搅 三搅 四搅提升复搅 扩大头段 成 桩 桩机移位 保持内外钻杆方向 关闭记录仪 改变内外钻杆方向 启动记录仪 保持内外钻杆方向 关闭记录仪 3 施工顺序 cdefgh a 桩基就位 钉形双向搅拌机桩机定位 移动到指定桩位并对中 b 喷粉下沉 启动双向搅拌桩施工机械 调整搅拌叶片完全展开至扩大头直 径 0 9m 机械沿导向架向下触土 下面一组叶轮旋转强制切土 同时启动自动 记录仪 空压机送气 开始钻进 通过固连在叶片上的喷嘴向土体中高压喷水泥粉 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 把土与粉搅拌混合一起 保证搅拌均匀 这样两组叶片同时正反向 外钻杆逆时针 旋转 内钻杆顺时针旋转 旋转切割 搅拌土体 搅拌桩机持续下沉完成扩大头端 的 搅 喷 拌 过程 直到扩大头设计深度 b 步骤 送灰时 压力保持在 0 5 0 7Mpa cdefgh c 施工下部柱体 在扩大头底部位置处 改变内 外钻杆的旋转方向 通过反 向旋转外钻杆 调整搅拌机叶轮工作半径 搅拌叶片调整为桩下部直径 0 5m 搅拌桩机沿导向架再次向下触土 叶轮被带动反向旋转强制切土 调整喷粉速度和 喷粉量 向土体中旋喷水泥粉 下面叶轮旋转切土并喷粉 上面叶轮旋转搅拌保证 喷粉均匀 搅拌桩机持续下沉至根部桩底设计标高 完成根部桩的 搅 喷 拌 过 程 送灰时 压力保持在 0 5 0 7Mpa d 提升搅拌 关闭送粉装置 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扩大 头端标高以下 0 5m 左右处 开启送粉闸 固连在叶片上的喷嘴向该处土体中复喷 水泥粉 逐步提升至扩大头端 保证应力集中作用下变截面薄弱环节的安全 在钻 杆提升过程中 应送气 压力保持在 0 2 0 3Mpa 主要目的是防止喷灰口堵塞 e 伸展叶片 保持送粉闸开启状态 改变外钻杆的旋转方向 将外钻杆搅拌叶 片打开到扩大头端桩体直径 喷嘴复喷水泥粉 搅拌桩机提升 两组叶片同时旋转 搅拌水泥土 直到地表或设计桩顶标高以上 50cm f 下沉复搅 钻杆上钻头沿导向架向下切土 保持叶片展开大桩直径状态钻头 上两组叶片同时正 反向旋转切割 搅拌土体 搅拌机持续下沉 直到扩大头设计 深度 f 步骤 完成 复搅 过程 g 提升复搅 保持旋转方向 钻头上两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土 在大桩桩底面处提升搅拌桩机的导向架 再次提升 复搅 到地表或设计桩顶标高 以上 50cm 完成单桩施工 g h 步骤 h 步骤八 关闭搅拌机械移位至下一桩位 当内钻杆钻头提离原地面 10cm 后 先将外钻杆停止转动 然后将内钻杆停止转动 六 工艺试验技术六 工艺试验技术参数参数 1 室内配比选定 我部已于 2013 年 12 月 25 日委托江苏省建筑工程质量检测中心有限公司进行 室内配比试验 按照设计要求范围确定三个配比参数 分别是 15 18 20 每个配合比水泥掺量如下表所示 序号水泥掺量 0 5m 桩径0 9m 桩径 115 53 87kg174 5kg 218 64 6kg209 4kg 320 71 8kg232 7kg 2 试桩技术参数记录 根据钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验 现场试桩的各项技术参数记录如下根据钉型双向搅拌水泥粉喷桩工艺试验 现场试桩的各项技术参数记录如下 表所示 表所示 试桩技术参数记录表 序 号 桩位 编号 桩 长 m 桩径 m 桩距 m 水泥 参量 钻进速 度 m min 提升速 度 m min 钻进时 喷粉压 力 Mpa 备注 115 1 1 515 0 9 0 9 0 4 215 2 1 515 1 1 1 0 0 4 315 3 1 515 1 3 1 1 0 5 415 4 190 5 0 9 1 515 1 5 1 2 0 6 518 1 1 518 0 9 0 9 0 4 618 2 1 518 1 1 1 0 0 4 718 3 1 518 1 3 1 1 0 5 818 4 190 5 0 9 1 518 1 5 1 2 0 6 920 1 1 520 0 9 0 9 0 4 1020 2 1 520 1 1 1 0 0 4 1120 3 1 520 1 3 1 1 0 5 1220 4 190 5 0 9 1 520 1 5 1 2 0 6 七 钉型双向搅拌水泥粉喷桩质量控制措施及验收标准七 钉型双向搅拌水泥粉喷桩质量控制措施及验收标准 1 钉型双向搅拌水泥粉喷桩质量控制措施 粉喷桩施工前 应进行工艺试验工艺试验 以掌握对该场地的成桩工艺及 各项技术参数 在确认原定施工工艺和水泥配合比可以满足设计要求时 工艺试验 完毕 否则应将再试 直至达到要求 成桩工艺试验应达到下列要求 A 成桩工艺试验桩数量 12 根 设计要求不少于 3 根 满足要求 B 满足设计要求的掺灰量和工艺要求的各项参数 C 采用 2 喷 4 次搅拌的施工工艺 以保证搅拌的均匀程度 D 掌握各种土质条件下 钻进下沉 钻杆提升的速度及困难程度情况 以确 保合适的技术措施 控制 成桩七天后采用浅部开挖观察桩体成型和搅拌均匀程度 并可检验 桩身直径 作好记录 检查频率为 1 同时可采用轻便触探器钻取桩身加固土样 观察搅拌均匀程度 根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度 成桩 28 天后在监 理工程师指定桩体的不同部位 桩头 桩身及桩底 钻孔取芯 为保证试块的尺寸 钻孔直径不小于 108mm 检验桩数应随机抽取 2 且不少于 3 根 对于扩大头部 分宜在小直径桩外取芯 通过芯样对桩长 扩大头长度 强度 均匀性等综合评价 其平均无侧限抗压强度应不小于 0 5MPa 取芯应有良好设备和技术 保证芯样完 整性和原状强度 进行无侧限抗压强度试验时 可视取样对桩芯的损坏程度将上述 设计指标乘以 0 7 0 9 的折减系数 其他质量检测标准应符合以下规定 a 桩径不小于设计值 采用钢尺量测 检查频率 2 b 桩长不小于设计值或电流 钻进速度控制值 采用钻芯取样结合施工 记录检查 检查频率 100 c 扩大头高度不小于设计值 采用钻芯取样结合施工记录检查 检查频率 0 5 d 水泥掺入量不小于设计值 采用施工记录检查 检查频率 100 e 粉喷量控制 每台机器应配置电子计量仪 确保准确控制计量 f 水泥质量须符合国家标准 采用送检方式 每 2000m3检测一次 g 根据设计图纸进行桩位放样 桩位定位平面偏差 50mm h 为保证桩体的垂直度 应将钻机平面调平以使钻杆导向对地面保持垂 直 使其垂直度偏差 1 钻头直径磨损量小于 1cm 2 钉型双向搅拌水泥粉喷桩质量验收标准 钉型双向搅拌水泥粉喷桩钉型双向搅拌水泥粉喷桩质量验收标准质量验收标准 1水泥品种 规格 质量设计要求 2桩的数量 布置形式满足设计要求 3单桩喷粉量满足设计要求 4成桩长度及复搅长度满足设计要求 5 桩身完整性 均匀性 无侧限抗 压强度 满足设计要求 主 控 项 目 6复合地基承载力满足设计要求 1桩位 不大于 50 2桩身垂直度不大于 1 一 般 项 目 3 允 许 偏 差 桩体有效直径不小于设计值 八 钉型双向搅拌钉型粉喷桩施工注意事项八 钉型双向搅拌钉型粉喷桩施工注意事项 1 在尚未喷粉的情况下进行钻进作业 严格控制钻进速度 提升速度 喷粉 量及空气压力 确保成桩质量 要保证喷粉的均匀性 关键是掌握好钻头的提升速 度 2 下钻深度 喷粉高程及停灰面 桩头应原位搅拌约 30s 3 桩过程中因故停工时 第二次喷粉必须重叠接桩 接桩长度不得小于 lm 4 检查加固料用量 桩长 复搅长度 评定成桩质量 如有不合格桩或异常 情况 应及时采取补桩或其他处理措施 5 钻头直径磨耗量不得大于 10mm 输灰管须经常检查 不得泄漏及堵塞 6 无侧限抗压强度 桩长及桩身均匀性 桩顶高程 处理后的复合地基承载 力应符合施工图要求 7 计量 一般计量采用电子称重法与钻机深度相结合的计量装置 它能在记 录上反映深度 相对应每延米的喷粉量 总灰量等 8 生意外影响桩身质量时 应在水泥终凝前采取补喷措施 补喷重叠长度 1 0m 补喷无效时须重新打桩 新桩与废桩的间距 20cm 九 九 钉型双向搅拌水泥粉喷桩试桩质量检测钉型双向搅拌水泥粉喷桩试桩质量检测 我部委托武汉中科科创工程检测有限公司于 2014 年 2 月 23 日至 2014 年 2 月 28 日对 12 根钉型双向搅拌水泥粉喷桩试桩进行了检测 检测方法主要为钻芯取样 及荷载试验 1 取芯检测 该试验主要是用于分析钉形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 是后续单桩承载力和复 合地基承载力检测的基础 在成桩 28 天后 在桩径的 1 4 处用双管单动取样器在桩长范围内取芯 检验 桩体完整性 取芯检测的试桩为 15 1 15 2 15 3 18 1 18 2 18 3 20 1 20 2 20 3 共计 9 根桩 钻芯检测芯样抗压强度结果见附件 1 桩基钻芯法检测报告 武科创 2014 字第 167 号 从 钉型双向粉喷桩钻芯检测抗压强度结果汇总表钉型双向粉喷桩钻芯检测抗压强度结果汇总表 可 以表明 双向搅拌水泥粉喷桩对于 15 18 及 20 不同的水泥掺量 其抗压强度 随着水泥掺入量的增加而增大 桩身无侧限抗压强度均大于 0 5MPa 水泥掺入量 为 15 20 范围内 其在 28d 龄期桩身强度均可达到 0 5MPa 同一水泥掺量 其 钻进速度 提升速度及钻进时喷粉压力对桩体无侧限抗压强度影响较小 钉型双向粉喷桩钻芯检测抗压强度结果汇总表钉型双向粉喷桩钻芯检测抗压强度结果汇总表 序 号 桩位 编号 水泥 掺量 钻进速 度 m min 提升速 度 m min 钻进时 喷粉压 力 Mpa 无侧限抗压 强度 Mpa 备注 115 1 15 0 9 0 9 0 4 0 6 215 2 15 1 1 1 0 0 4 0 6 315 3 15 1 3 1 1 0 5 0 7 418 1 18 0 9 0 9 0 4 0 8 518 2 18 1 1 1 0 0 4 0 7 618 3 18 1 3 1 1 0 5 0 8 720 1 20 0 9 0 9 0 4 1 1 820 2 20 1 1 1 0 0 4 1 1 920 3 20 1 3 1 1 0 5 1 2 粉喷桩取芯 粉喷桩芯样 2 载荷试验 本次静载荷试验方法采用堆载法 通过标定的高压油泵和 50 吨千斤顶加压 压力由经过标定的压力表给出 再由千斤顶的标定曲线换算成荷载值 压力表精度 不小于 0 4 级 本次静载的试桩为 15 1 15 4 18 1 18 4 20 1 20 4 共计 6 根桩 具体单桩竖向抗压静载试验检测结果见附件 2 钉型双向搅拌水泥粉喷桩单桩竖 向抗压静载试验检测报告 武科创 2014 字第 168 号 从 钉型双向粉喷钉型双向粉喷 桩单桩承载力检测结果汇总表桩单桩承载力检测结果汇总表 可以表明可以表明 双向搅拌水泥粉喷桩对于 15 18 及 20 不同的水泥掺量 其单桩静载荷试验的承载力特征值均大于 160kN 满足设计要 求 同一水泥掺量 其钻进速度 提升速度及钻进时喷粉压力对桩体单桩承载力影 响较小 钉型双向粉喷桩单桩承载力检测结果汇总表钉型双向粉喷桩单桩承载力检测结果汇总表 序 号 桩位 编号 水泥 掺量 钻进速 度 m min 提升速 度 m min 钻进时 喷粉压 力 Mpa 承载力特征 值 KN 承载力特 对应沉降 量 mm 115 1 15 0 9 0 9 0