水泥搅拌桩工艺性试验

水泥搅拌桩工艺性试验方案 青岛蓝色硅谷创业路等五条道路市政工程II标段水泥搅拌桩工艺性试验方案一、编制依据1、同类工程原有的施工经验；2、青岛蓝色硅谷创业路等五条道路市政工程设计文件、施工图；二、试验目的通过工艺性试桩以复核地质资料，确定水泥搅拌桩的施工工艺及参数，检验成孔质量和搅拌灌注质量，确定桩的完整性及强度是否满足要求，为规模施工提供相关的施工技术参数。通过试验桩施工，将确定的主要施工参数如下：1、通过试验确定相关设备的组合模式及配备数量，如搅拌桩的钻头形式、泥浆泵（搅拌泵）的类型、送浆管类型等，为以后大面积施工进行设备选型、配置提供依据。 2、通过试验确定相关工艺性参数，如：浆液的配合比、泵送时间、压力、搅拌机提升、下钻的速度及旋转速度等；3、了解下钻及提升的阻力情况，选择合理的搅拌头形式、电机功率与搅拌叶片的宽度和倾角等；4、验证搅拌均匀程度及成桩直径；5、通过试验为设计提供相关设计参数，如桩体无侧限抗压强度、单桩承载力等。三、试验桩位置及适用范围试验桩位置：水泥搅拌桩的试验桩设在南泊河西路K0+111至K0+211段路基处，在红线范围内，共试桩9根，试验桩桩底标高-5.5m，桩顶标高1.46m，现在地面标高2.46m，设计桩长7.96m(工艺性试桩桩顶至地面)，设计桩径50cm。适用范围：试验桩所确定的施工工艺参数适用于我标段施工的K0+111K1+211段内路基地基处理采用水泥搅拌桩加固地段的施工。四、试验方案1、水泥搅拌配合比根据设计图纸：桩身水泥浆采用42.5级中抗硅酸盐水泥，水泥用量掺入比不少于15%的基本要求和试配，水泥浆水灰比0.5。根据以往同类地区同类工程经验参数和设计要求，按水泥掺量变化高中低原则试配三种配比进行试桩验证，水泥用量分别是63kg/m、67kg/m、70kg/m，对应参入量分别为17%、18%、19%。共试9根桩，每种配合比试3根桩。2、采用“四搅两喷”施工工艺采用“四搅两喷”施工工艺，施工步骤如下：桩位放样钻机就位检验、调整钻机正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵反循环提钻并喷水泥浆至工作基准面重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度反循环提钻至地表成桩结束施工下一根桩。据此判断压浆量能否达到计算的注浆量，压浆压力能否达到预计压力,电流在不同的地层是否形成不同的强度。3、选取搅拌提升及下沉速度根据设计要求，提升速度按照1.5m/min，下沉速度按照2.0m/min进行施工。4、选取不同的搅拌速度在试桩过程中搅拌机搅拌头转速按照30r/min、40r/min进行比选。5、喷浆压力测试当钻机预搅至设计深度时，根据以往施工经验，水泥搅拌的喷浆压力需达到0.4MPa左右，才可以达到设计压浆量，提升钻机。试桩时先采用0.4Mpa的压力，若喷浆量达不到设计要求则增加0.1Mpa继续试桩，以喷浆量达到设计要求为止。6、验证地质情况并确定不同地层的电流强度在钻进过程中，在参考地质资料的同时，关注电流表的读数，做好相应地层电流值的记录。根据电流情况，复核设计地质资料，由于钻进到持力层时，电流强度明显上升，所以据此确定复核设计钻进深度。五、试验准备1、人员组织人员分为管理技术人员和施工作业人员水泥搅拌桩试验桩施工劳动力组织如下：施工现场管理人员配置表序 号姓 名职 务备 注1尚和平项目常务经理施工总体负责人2梁耀辉总工程师施工技术负责人3李业波项目副经理施工现场负责人4程荣华工程部长技术保障5甘灿技术主管现场技术管理6刘明安机电部部长机械设备保障7李悌物资部部长材料保障8李宏宇测量主管施工放样、测量9谭洲林安质部长安全质量负责人10赵正斌质检工程师质量检查11梅甘试验室主任取样、检测12赵斌试验员取样、检测13陈志坤领工员现场管理控制14吕华阳领工员现场管理控制主要施工人员配备表序号人 员数量备注1机械操作人员4人2水泥搅拌拌料工6人3普工4人4电工1人2、机具准备试验桩采用大扭矩打桩机及其配套设备进行施工。该机具有移动灵活、成桩质量高、施工速度快、噪音低等优点，适宜本工程施工。施工主要机械设备和主要性能参数见下表：主要设备配置序号机械设备功率/能力单位数量备注1大扭矩打桩机/台2zjz-a型2发电机200kw台1提供电源3抽水机/台24灰浆搅拌机/台25灰浆输送泵/台2需要配备流量计3、材料准备水泥搅拌桩桩体由水泥加水在灰浆搅拌机中强制搅拌而成。水泥：采用42.5级中抗硅酸盐水泥；水：现场挖蓄水坑,铺塑料薄膜,从附近引自来水到蓄水池使用。4、技术准备平面控制网导线已复测，成果报告符合要求。作好现场的测量放样工作，根据设计图纸，采用GPS放出桩位，并在孔位插签灌白灰，编写桩号和桩长，并将布置孔位和孔深情况向钻机司机交底。按设计要求对作业工班进行安全技术交底，包括平面位置、桩长、孔深、施工方法及安全质量要求等。六、施工工艺流程图七、施工方法及参数1、桩机就位：施工前进行三通一平，并用白灰按设计间距放好桩位。钻机进场安装调试，并保证铺垫平稳，机身要平整，钻杆垂直稳定牢固，钻头对准桩位。为保证钻孔达到要求的垂直度钻机就位后必须做水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，使垂直度偏差不超过0.5，桩位偏差不大于30mm。每根桩施工前现场技术管理人员进行桩位对中及垂直度检查。同时检查钻杆长度，钻头直径，输浆管路的连接是否满足要求。2、射水试验:钻机就位后进行低压射水试验检查喷嘴是否畅通压力是否正常。 3、制浆 (1)配置浆液时，水要清洁、酸碱适中，满足施工要求。(2)现场准备台秤、水桶，根据试验室出具的施工配合比，先将水称量后加入桶内，并在桶外作好记号，再将水泥倒入，边加边搅，防止起团。(3)开动搅拌机搅拌灰浆池必须设置搅拌装置，加入灰浆后要保持均匀二次搅拌。 4、预搅下沉：首先对1#桩进行试桩试验，按照初步拟定的搅拌速度、下沉及提升速度进行控制。开启大扭矩打桩机主电机，桩机钻杆垂直下沉，在桩顶以上30cm处开始钻进、搅拌下沉，下沉速度控制在2.0m/min左右，搅拌速度控制在30r/min左右。下沉过程中，工作电流不大于额定值，遇较硬地层下沉困难时，采取增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压。下沉过程中随时观察设备运行情况，钻头下沉至设计深度后停止钻进，并做好过程记录，确定平均下沉及搅拌速度。在钻进过程中，在参考地质资料的同时，关注电流表的读数，做好相应地层电流值的记录。当钻杆钻进时电流表读数明显上升时，说明已进入了持力层，记录下相关的数值，以供试桩成果分析中参考。5、喷搅提升：大扭矩打桩机搅拌下沉到达设计深度后，开启灰浆泵,加至压浆压力，为保证桩尖水泥土搅拌均匀、密实，桩尖搅拌喷浆30s并喷嘴压力达到0.4Mpa后再匀速搅拌提升搅拌头。提升过程中始终保持送浆连续，中间不得间断，保持注浆泵压力为0.4Mpa。根据以往施工经验，提升速度控制在1.5m/min左右，搅拌速度控制在30r/min左右，上升至桩头后持续搅拌30s，并搅拌喷浆至桩顶以上30cm。从开始提升到桩顶搅拌30s结束，记录好搅拌时间，确定平均搅拌喷浆速度及提升速度。安排专人对喷浆量进行记录，灰浆泵配备国家计量部门认证的流量计，并配备高压注浆管，以验证配合比水泥掺量。6、重复上述工序，使搅拌头再次复搅下沉至设计深度，同样喷浆搅拌提升到桩顶设计标高以上30cm，完成搅拌桩的两喷四搅的工艺流程。记录钻进速度、水泥浆用量，最后关闭搅拌机并移位到下一个桩位。至此，第一根试桩施工完成。7、参照以上试桩施工工艺进行下列水泥搅拌桩工艺试验试验桩比选数据表桩号采取工艺下沉提升速度(m/min)搅拌转速(r/min)备注1#两喷四搅2.0 302#两喷四搅2.0 303#两喷四搅2.0 404#两喷四搅2.0405#两喷四搅1.5306#两喷四搅1.5 307#两喷四搅1.5 308#两喷四搅1.5 409#两喷四搅1.5408、统计分析：对各编号试桩，以表格形式，列出桩长、下钻提钻速度、搅拌速度、控制压力、水泥浆总量、每米水泥搅拌桩用量，对比分析。9、按照以上程序进行试桩，如果在试桩注浆压力不能达到设计的注浆量，以每次注浆提升0.1MPa压力，直至达到设计注浆量为止。10、清洗作业完成或需停机3小时，必须进行钻头和钻杆清洗。施工完成后，提升钻杆及钻头，进行灰浆泵清洗。向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，管内、机内不留残存浆液。将黏附在搅拌头的软土清洗干净。11、试桩保护水泥搅拌桩试桩施工工艺试验完成后，进行作业区封锁，7天内不允许有机械行走，避免机械等对桩体的挠动面影响试验工程质量。12、水泥搅拌桩的检测1）、轻便触探：一般在成桩后天之内，使用轻便钎探器钻取桩身加固土样观察搅拌均匀程度，同时根据钎探击数（值）用对比法判断桩身强度。2）、开挖：开挖水泥搅拌搅拌桩实体，观察桩体直径、外形或搭接情况；切割桩体截面，观察搅拌均匀程度。3）、取芯、无侧限抗压强度检测：应进行取芯无侧限抗压强度检测。联系有相应资质的检测单位，采用小型钻机，在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片。抽心取一段桩体，在室内加工成立方块，进行无侧限抗压强度试验，要求无侧限抗压强度值不得小于2.5Mpa，钻芯后的孔洞采用水泥搅拌灌注封闭。4）、平板荷载试验：试桩28天后，联系有相应资质的检测单位，对加固后的复合地基进行复合地基荷载试验，验证是否满足设计复合地基承载力要求。八、试桩过程注意事项1、试桩区的施工场地事先应加以平整，彻底清除施工现场地面、地下及空中的障碍物。如现场地表过软，应采取防止施工机械失稳的措施。2、制备好的浆液泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥用量以及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（流量计）进行自动记录。3、桩机操作者与搅浆施工员保持密切联系，保证搅拌机喷浆时连续供浆。因故需暂停时，防止断桩，等恢复供浆时应在断浆面上重复搭接0.5m喷浆施工。因故停机3小时，拆卸管道清洗。将浆液到达浆口后，应喷浆搅拌至少30s，使其充分与桩端土拌和后再升降搅拌头，或在原桩位进行补桩。4、搅拌桩喷浆提升的速度和次数必须符合试桩控制流程、要求。施工记录要有专人负责，必须详细记录搅拌机每米下沉或提升的时间，记录来浆与喷浆时间，施工中发生的问题及处理情况均要在备注栏注明。5、施工中应保持搅拌桩底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得超过0.5%，应保持导向架的垂直度。桩位偏差不大于30mm；成桩直径和桩长不得小于设计值。6、施工时应使用定位卡以确保桩位的准确度和桩机的水平、垂直精度。各类管线接头必须接好扎牢。各种电器设备要有防雨措施，严防漏电事故发生。并准备必要的工具、电焊、气割设备、必要的配件，对于施工中机械常发生的故障，比如动力头脱槽、限位槽变形在开钻前要对钻机进行仔细检查，尽量避免在施工过程中发生，发生故障时要及时排除，如需登高作业，作业人员必须配备安全绳方可上架作业。7、施工前对作业人员要进行交底，按交底进行试桩，并安排人员对全过程进行记录，收集第一手原始资料。钻机操作手以及其它特殊工种人员必须持证上岗，确保试桩操作过程规范、标准、安全。九、安全质量控制措施水泥搅拌桩的布置形式、间距，桩长、垂直度及桩体直径均要符合设计要求，施工允许偏差符合下表要求： 水泥搅拌桩施工允许误差表 序号 检验项目 允许偏差 检验方法1桩位（纵横向）50mm全站仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%吊线测钻杆倾斜度3桩长不小于设计值钻杆入土深度4桩体有效直径不小于设计值开挖50100cm后，钢尺丈量1、质量控制（1）施工前将场地进行整平后，再测量定位，保证桩位准确。（2）开钻前专人检查钻杆垂直度、钻杆长度、钻头直径及孔位偏差，确保桩体垂度和桩头直径。（3）钻进过程中严格按照设定的下沉、提升速度以及转速施工。（4）现场控制好标高，钻进深度满足设计要求。2、施工现场安全措施施工现场的布置符合防火、防爆、防电等安全规定及文明施工单位的要求，现场道路平整、坚实、保持畅通、危险地点悬挂按照GB2893-82安全色和GB2893-82安全标志规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设示警标志。. 3