水泥搅拌桩试桩报告改

引黄入冀补淀渠首段及北金堤闸工程施工1标水泥搅拌桩试桩报告河南省中原水利水电工程集团有限公司引黄入冀补淀渠首段及北金堤闸工程施工1标项目部2016年12月20日目录TOC\o"1-1"\h\z\u1试桩里程，布置形式及布置情况 32试桩施工机具 33试桩目的 44试桩施工工艺参数的确定 45技术要求和质量标准 56施工工艺 67试桩成果 88水泥搅拌桩现场检测情况 89试桩总结 1110附件 12老渠村涵闸水泥搅拌桩试桩总结报告1试桩里程、布置形式及布置情况2016年12月11日-18日，在老渠村涵闸L0+174-L0+182段进行了24根水泥搅拌桩成桩试验，该试桩已按照既定方案顺利完成。水泥搅拌桩布置形式为正三角形布置，桩间距为1.2m，搅拌桩直径为0.6m，设计桩长7m。2试桩施工机具本次试桩选用SP-5型深层水泥搅拌桩钻机，主电机功率为45KW，转速分五挡：档位正转反转下钻（快）下钻（慢）提升（快）提升（慢）单位：r/min单位：m/min一17.2914.60.240.1360.2040.116二29.3024.90.4080.2320.3470.197三51.6043.80.720.4080.6100.346四82.1069.71.140.6490.9710.55五126.40107.41.7661.0301.5000.85PJ-5A泥浆泵一台，PJ4-2型电脑自动记录仪一台。搅拌机机械技术性能数值泵的技术规格机械技术性能数值搅拌轴数量（根）1输送量（0.58-5.79m³/h）50搅拌叶片外径（mm）600水平运输距离（m）150最大扭矩（KNM）51.7工作压力（MPa）0-1电机功率（KW）45电动机容量（KW）4油泵电机（KW）7.5电动机转速（r/min）125-1250搅拌机重量（t）18指标一次加固面积（m²）0.312灰浆制拌台数*容量（L）1*500最大加固深度（m）18-22试桩前所有用于试桩的机械都完成了以下工作：2.1桩机配置了可以控制桩身每米喷浆量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数。2.2桩机上的压力表、转速表、电流表、深度刻度盘都经过标定，达到合格。2.3每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。2.4每台桩机桁架间横撑间距为1.1m，为方便观察钻进与提升速度，在带动钻杆链条上系上红绳，直观地观察钻进深度。2.5钻头应定期复核检查，直径的磨损量不得大于1cm。2.6施工前应仔细检查搅拌机械、供浆泵、送浆管路、接头及阀门的密封性、可靠性，管路的长度不宜大于60m。3试桩目的3.1确认每根水泥搅拌桩水泥掺入量、水灰比及水泥浆量。3.2确认搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度。3.3根据不同掺入比确定技术参数。3.4确定不同地质情况的电流强度。3.5检验施工设备及选定的施工工艺。3.6确定该地质条件下，按室内配合比在现场施工，水泥搅拌桩28d的无侧限抗压强度不小于0.87MPa、单桩承载力不小于67.39KN、复合地基承载力不小于120Kpa。3.7根据复合地基承载力试验确定施工掺入比，取得经济可靠的、符合设计要求便于现场实施的工艺控制数据，以便指导本段水泥搅拌桩大面积施工。4试桩施工工艺参数的确定4.1钻进速度与提升速度水泥搅拌桩为四喷四搅，根据以往水泥搅拌桩施工经验，钻机搅拌速度和提升搅拌速度如下：第一次钻进搅拌速度：0.8-1m/min、转速82r/min，第一次提升搅拌速度：0.5-0.8m/min、转速70r/min，再次钻进搅拌速度：0.8-1m/min、转速82r/min，再次提升速度0.5-0.8m/min、转速70r/min。4.2掺灰率选定根据设计要求，水泥采用PO42.5级普通硅酸盐水泥，掺灰量为被加固湿土质量的13-20%。为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比，试桩数量如下：按水泥浆配比试桩：水泥总量掺比为13%、15%、17%、20%的各试桩6根。2016年11月14日，24根试桩已顺利完成。根据设计要求，水泥采用PO42.5级普通硅酸盐水泥。再根据室内配合比试验结果，选取掺灰量分别为13%、15%、17%、20%的试桩作为检测对象，对其进行取芯检测、复合地基承载力检测、单桩承载力检测，从而确定所需配合比及各项参数。掺灰量水灰比实际水灰比（水：水泥）理论比重（g/cm³）实际比重（g/cm³）13%0.50.521.8231.8015%0.50.491.8231.8317%0.50.481.8231.8420%0.50.471.8231.85其它见所附检测报告。4.3水灰比按设计要求，水灰比为0.45-0.55，再结合施工现场实际土质含水率较高，水灰比采用0.50，已知水比重为1，水泥比重为3.1，总重量/总体积，即浆液比重为（1+0.5）/（1/3.1+0.5/1）=1.823。4.4喷浆量由工程地质勘察报告文件可知，老渠村涵闸加固土体湿密度为1.97g/cm³，每米喷浆量=每米水泥用量*1.5/1.823，可知不同配合比水泥浆用量如下表所示：掺灰量水灰比桩径（mm）湿土重（kg/m）水泥用量（kg/m）喷浆量（L/m）设计桩长（m）总浆量（L）13%0.5600556.7272.3759.557416.8515%0.5600556.7283.5168.717480.9717%0.5600556.7294.6477.877545.0920%0.5600556.72111.3491.627641.344.5喷浆压力水泥搅拌桩实际喷浆压力应控制在0.4-0.6MPa，喷浆速度为5-20L/min。5技术要求和质量标准5.1钻进速度与提升速度及钻头速度的控制钻进时用3档，提升时用2档，不能用高档快速钻进（或高档快速提升）。注意控制搅拌机提升到地面以下1米时用2档慢慢提升。5.2配合比的控制配合比的控制通过对水泥掺量及水的用量来控制。主要从三个方面来控制：一是检查水泥浆的比重，每台桩机至少配备一个比重计，便于检查水泥浆的比重；二是检查每根桩的水泥浆用量；三是检查每天的现场记录表和电脑小票来控制。5.3喷浆量的控制即通过上述三种方式来控制喷浆量，此外还应检查浆泵的转速，并使每分钟的喷浆量与钻进提升速度一致。电脑小票可以反映实际每米喷浆量和实际单桩喷浆量，注意控制实际每米喷浆量和实际单桩喷浆量不应小于设计每米喷浆量和设计单桩喷浆量，从而达到质量控制的目的。5.4桩长在每台桩机的钻架画上钻进刻度线，每1m划一道标记，同时以小票的数据来控制桩长。5.5钻头翼片的枚数、宽度应与钻头的回转数、提升速度相匹配，以便使水泥浆搅拌均匀，加固深度范围内土体任何一点均应搅拌20次以上。钻头旋转一周，其提升速度一般宜为10mm-15mm。5.6施工时若因故停浆，送浆中断，待恢复供浆时应将钻头下沉至停浆点以下0.5m处再喷浆搅拌提升。若停机超过三小时，为防止浆液固结堵管，宜先拆卸输浆管路，并加以清洗。5.7对桩身进行复搅，升降速度保持均匀。5.8制备好的浆液不得离析，停置时间较长按废浆处理。5.9搅拌桩施工完毕后，向集料斗中输入适量清水，开启水泥浆泵，清洗管路中残浆，并清除钻头上的泥浆。5.10水泥配量采取总量控制的办法，每根桩所需的浆液，成桩时必须用完。5.11进场水泥必须具备出厂合格证和材质单，并经现场取样送试验室检验合格后才能使用。6施工工艺水泥搅拌桩试桩采用“四喷四搅”施工工艺，详见流程图：原地面处理→测量放样→钻机就位→检查、调整机位→开启钻机、水泥浆泵→钻进、喷浆搅拌至设计深度→喷浆、搅拌提升钻头至桩顶→再次钻进、喷浆搅拌至桩底→再次喷浆、搅拌提升钻头至桩顶→钻机移位→质量检测。6.1钻机就位将钻机安置在测设的桩位上，使钻头对准桩位，桩位允许偏差≤50mm，然后调整桩机的水平度和垂直度，垂直允许偏差≤1%，以保证桩身竖直。6.2制浆根据施工前室内理论配比确定的水泥用量、水灰比制浆，要求水要清洁、酸碱度适中。浆液配置顺序：先加入规定用水量，然后边搅拌边加入水泥，并用比重计检验浆液比重，设计浆液理论比重为1.823g/cm³，最后放入搅拌桶内进行二次搅拌。6.3浆液加压采用高压泵将浆液经高压管送至钻头喷嘴。6.4边钻进、边喷浆搅拌钻机就位后，开启钻机和水泥浆泵，将水泥浆压入地基中，边钻进、边自上而下喷浆搅拌，直至钻进至水泥搅拌桩设计深度。6.5边提升钻头、边喷浆搅拌钻进至设计深度后，钻机反转，提升钻头，边自下而上喷浆、边提升、边搅拌，直至提升至桩顶以上30-50cm。6.6再次钻进、喷浆搅拌在桩顶以上30-50cm，再次下钻，边自上而下喷浆、边搅拌。直至再次钻进至水泥搅拌桩设计深度。6.7再次钻进至设计深度后，再次将钻机反转，提升钻头，边自下而上喷浆、边提升、边搅拌。提升至地面以下1m时，宜减慢速度，以保证桩头密实均匀。当喷浆口至桩顶标高以上30-50cm时，结束喷浆。6.8清洗、移位灌浆完成后，提升钻杆及钻头，向集料斗中注入适量清水，进行低压射水，清洗管路中残存的水泥浆。7试桩成果7.1水泥搅拌桩的布置形式、桩间距、桩长、桩直径应符合设计要求。7.2水泥搅拌桩质量检验（1）成桩7d后，采用浅层开挖桩头目测检查搅拌桩的均匀性、整体性及外观质量。（2）成桩28d后，对不同配比的搅拌桩在桩长范围内钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，通过试验检测其无侧限抗压强度，并对不同配比的搅拌桩各选取三根做单桩承载力和复合地基承载力试验。水泥搅拌桩施工允许偏差项次项目单位实际偏差允许偏差检查方法和频率1桩位容许差mm≤45≤50全部自检2桩径容许差mm≥10大于0全部自检3桩长容许差mm不小于设计值不小于设计值全部自检4竖直度容许差%≤0.8≤1全部自检8水泥搅拌桩现场检测情况8.1桩顶1m以下成桩效果检查2016年12月11日，项目部对水泥搅拌桩成桩情况进行了现场外观鉴定，监理单位对试验过程进行了见证。对试桩桩顶进行了开挖，可见桩体圆匀，无缩颈和回陷现象，布置形式、桩间距以及直径均符合要求，桩身符合设计及施工规范要求。8.2成桩28天单桩承载力试验2016年12月11日-2016年12月14日在现场对水泥搅拌桩试桩进行了单桩竖向抗压静载试验，本次单桩竖向抗压静载试验最大加载量为135kN，试验共分10级进行加载。图1承载力试验图片（1）水泥掺量13%：试桩编号29-2、29-4、28-5最大位移量分别为：4.07mm、2.55mm、2.91（＜规范要求的40mm），单桩承载力符合不小于67.39KN的设计要求。（2）水泥掺量15%：试桩编号27-6、27-8、26-8最大位移量分别为：5.16mm、2.53mm、2.62mm（＜规范要求的40mm），单桩承载力符合不小于67.39KN的设计要求。（3）水泥掺量17%：试桩编号26-4、26-6、27-4最大位移量分别为：5.79mm、2.34mm、2.44mm（＜规范要求的40mm），单桩承载力符合不小于67.39KN的设计要求。（4）水泥掺量20%：试桩编号29-6、29-8、28-7最大位移量分别为：2.46mm、4.81mm、2.61mm（＜规范要求的40mm），单桩承载力符合不小于67.39KN的设计要求。8.3成桩28天复合地基载荷试验2016年12月15日-2016年12月18日在现场对水泥搅拌桩试桩进行了复合地基载荷试验。复合地基载荷试验载荷承压板尺寸为1.24m×1.00m，最大加载压力为240kPa，均分为8级。承压板累计沉降量不应超过其宽度或直径的6%。b=1.00m，0.06b=0.06×1000=60mm。（1）水泥掺量13%：试点编号29-3、29-5、28-4最大位移量：2.95mm、3.45mm、3.81mm（≤60mm），复合地基承载力特征值（120kPa）满足其极差（0kPa）不超过平均值（120kPa）的30%，故其平均值120Kpa为本工程复合地基承载力特征值，满足设计要求。（2）水泥掺量15%：试点编号27-7、26-7、26-9最大位移量：8.76mm、5.08mm、7.65mm（≤60mm），复合地基承载力特征值（120kPa）满足其极差（0kPa）不超过平均值（120kPa）的30%，故其平均值120Kpa为本工程复合地基承载力特征值，满足设计要求。（3）水泥掺量17%：试点编号26-5、27-3、27-5最大位移量：5.19mm、5.58mm、4.91mm（≤60mm），复合地基承载力特征值（120kPa）满足其极差（0kPa）不超过平均值（120kPa）的30%，故其平均值120Kpa为本工程复合地基承载力特征值，满足设计要求。（4）水泥掺量20%：试点编号29-7、28-6、28-8最大位移量：5.29mm、5.16mm、5.66mm（≤60mm），复合地基承载力特征值（120kPa）满足其极差（0kPa）不超过平均值（120kPa）的30%，故其平均值120Kpa为本工程复合地基承载力特征值，满足设计要求。8.4成桩28天后桩身取芯进行完整性检查及无侧限抗压强度试验2016年12月16日在现场进行了桩身取芯并试验其无侧限抗压强度。从芯样来看，芯样呈长、短柱状、浆料分布比较均匀，无其他异常情况，桩长符合设计要求，桩身均匀性良好。从芯样中截取不同深度、不同土层的2个试件进行无侧限抗压强度试验，试验结果如下：水泥掺量13%水泥搅拌桩无侧限抗压强度：1.70MPa（0-3.5m），1.83MPa（3.5-7m）；水泥掺量15%水泥搅拌桩无侧限抗压强度：1.24MPa（0-3.5m），1.48MPa（3.5-7m）；水泥掺量17%水泥搅拌桩无侧限抗压强度：1.99MPa（0-3.5m），2.26MPa（3.5-7m）；水泥掺量20%水泥搅拌桩无侧限抗压强度：1.20MPa（0-3.5m），1.87MPa（3.5-7m）（附无侧限抗压强度检测报告）。图2水泥搅拌桩取芯现场图片9试桩总结通过水泥搅拌桩试桩记录和各项检测数据得出试验数据分析总结：在该地质条件下，采用SP-5型大扭矩钻机施工，按“四喷四搅”施工工艺及试桩施工参数，水泥搅拌桩无侧限抗压强度、单桩承载力、复合地基承载力三项指标均符合设计要求，可按如下的施工工艺及参数、水泥掺量进行大面积搅拌桩施工：钻机就位→检查、调整机位→制浆→开启钻机、水泥浆泵→钻进、喷浆搅拌至设计深度→喷浆、搅拌