WSS工法桩试桩方案Word下载.doc

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一、工程地质概述

根据南昌市轨道交通2号线一期工程（二标）青山路口站～福州路站区间岩土工程勘察详勘报告，本工程穿越土层主要为：

人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲积层（Q4al）、下部为第三系新余群（Ex）基岩。

按其岩性及其工程特性，自上而下依次划分为<

1-1>

杂填土、<

1-2>

素填土、<

3-1>

粉质黏土、<

3-3>

细砂、<

3-4>

中砂、<

3-6>

砾砂、<

3-7>

圆砾、<

5-1-1>

强风化泥质粉砂岩、<

5-1-2>

中风化泥质粉砂岩。

各土层物理力学参数详见:

<

杂填土：

呈灰褐色、褐黄色、灰黄色等，，主要由粘性土、砂土及碎石角砾组成。

层厚0.40～1.30m，层顶埋深0.40～1.30m，层顶高程19.20～20.52m。

素填土：

稍压实~压实，呈灰褐色、褐黄色、灰黄色等，稍密～中密，主要由粘性土、砂土及碎石角砾组成。

层厚0.50～6.00m。

粉质黏土：

灰褐色、褐黄色、深灰色，软塑～可塑，土质较均，局部含少量粉细砂，粘性一般，切面较光滑，韧性中等。

层厚0.20～1.10m。

细砂：

浅黄色、灰黄色、灰白色，饱和，稍密～中密，矿物成分以石英为主，长石次之，级配一般，局部含粘土薄层.层厚0.10～0.40m。

中砂：

灰黄色、灰褐色，饱和，中密。

局部夹细砂或粗砂。

成分以石英、云母、长石为主，含少量砾石和粘性土.层厚0.10～2.10m。

砾砂：

灰黄色、褐黄色、灰白色，饱和，中密～密实，磨圆度好，矿物成分以石英为主，长石次之，含少量圆砾。

层厚0.40～10.40m。

圆砾：

浅黄色、灰褐色、褐黄色，饱和，以中密～密实状为主，级配一般，砾石母岩成分以石英质岩、砂岩为主，偶夹粘土薄层。

层厚0.40～2.20m。

强风化泥质粉砂岩：

紫红、暗红、褐红色，多呈泥土夹岩块状，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

中风化泥质粉砂岩：

紫红、暗红、褐红色，岩石风化强烈，节理裂隙极发育，岩芯呈半岩半土状、碎块状，遇水易软化、崩解，岩块手可掰断，局部夹有少量中风化碎块，岩体破碎、岩质软。

单轴天然抗压强度为8.74MPa，软化系数0.32。

岩体基本质量等级为Ⅳ类。

勘察场地地下水类型分为分为孔隙微承压水、基岩裂隙水两种类型。

第四系含水地层主要以细砂<

、中砂<

、砾砂<

、圆砾<

层为主，分布广泛，厚度较大，透水性及富水性好，属中等透水～强等透水层。

勘察区砂砾层中地下水具统一的地下水面，属潜水，局部因上部有相对不透水层时，略具承压性，地下水流速较小。

始发端头地质剖面图

二、试桩桩位

WSS工法桩三个试桩桩号为1#、2#、3#。

三根桩所在位置在选在青山路口站东端头地连墙侧（叠山路立交桥西侧围挡内）。

三、施工参数

WSS工法桩施工前，按施工图纸的要求和结合以往类似工程WSS工法桩施工中总结的成功经验，拟选择二重管无收缩双液注浆的施工方法进行现场成桩试验，以便确定用于本工程施工的技术参数、浆液配比及选择合适的桩机类型。

根据以往同类地层施工经验拟采用坑道钻机先进行化学浆液注浆（前进式），后进行双液浆注浆加固（后退式）施工方法可以确保注浆均匀性，同时具有施工可行性。

试桩主要内容及拟采用的施工参数：

1、钻进速度：

采用二挡或三挡钻进，钻进速度0.15～0.5m/min（需根据现场地质情况适当调整），严禁采用一挡钻进以免埋钻杆。

注浆咬合要求：

自下往上注浆、钻杆逐节拆除后重新下杆注浆咬合尺寸不小于0.3m/次。

注浆时提升速度：

0.1～0.3m/min。

注浆期间采取注浆压力和注浆量双重控制（以注浆压力为主），地面情况稳定时注浆压力达到1.5MPa，可停止注浆，如地面发生严重隆起可适当调整注浆压力和注浆量。

2、在A液、B液、C液相互配制配比一定时，分别采取三种不同的水泥掺量10%、12%、15%进行工法桩试桩施工。

3、注浆孔直径：

44mm。

4、浆液扩散半径：

1.5m。

5、浆液凝结时间：

20s～30s（可根据实际情况调整浆液凝固时间）。

四、施工工艺流程

WSS工法桩试桩拟采用“前化学浆液注浆、后双液浆注浆”的工艺流程，试桩工艺流程如下图所示：

测放桩位

钻机就位

钻机成孔

启动高压泵

配制A液

配制B液

开孔检查

抽芯检测

注双液浆（A、C液）

设计桩顶（加固完成）

等强3~7天

复喷（注A、B液）

配制C液

不塌孔塌孔

不塌孔

五、试桩位置、试桩桩长及试桩根数

为使试桩参数具一定代表性，WSS工法桩桩试验的试验区初步选在青山路口站东端头地连墙侧（叠山路立交桥西侧围挡内，但不在设计加固范围内）。

试验根数初定为3根（每种水灰比各试桩1根），试桩长度为21.06m，具体的试桩情况如下表。

桩号

项目

1#

2#

3#

所需时间min

试桩长度（m）

21.06

/

水玻璃：

水（A液）

1:

1

磷酸：

水（B液）

15

水泥浆（C液）水灰比

1.1:

1.3:

1.5:

水泥掺量（%）

10%

12%

15%

水玻璃掺量（%）

8.88%

11.6%

16.67%

A液:

B液（体积比）

C液（体积比）

钻进速度（cm/min）

40

50～60

注化学浆提升速度

（塌孔复喷）（cm/min）

20～30

60～80

注双液浆提升

（压力Ma）

1.5

150～180

注双液浆流量（L/min）

46

双液注浆每次提升

高度（cm）

30～40

每根桩（12米）

水泥用量（T）

17.46

20.95

26.20

水玻璃用量（T）

15.51

20.25

29.12

备注：

1、因本次加固地层为细沙及砂砾，故提速均可一致。

2、掺量指的是掺入材料和加固土体的比值。

掺量计算：

1、水泥用量：

水泥掺量为10%，M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.1=17.46T

水泥掺量为12%，M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.12=20.95T

水泥掺量为15%，M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.15=26.19T

2、注浆量

A、水灰比1.1、水泥掺量为10%

每立方米水泥浆水泥用量为：

m1=1/（1.1+1/3）*1000=697.7kg

水泥浆V1=17.46*1000/697.7=25.02m³

B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%

每立方米水泥浆水泥用量为m2=1/（1.3+1/3）*1000=612.2kg

水泥浆V2=20.95*1000/612.2=34.22m³

C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%

m3=1/（1.5+1/3）*1000=545.5kg

水泥浆V2=26.19*1000/545.5=48.01m³

3、磷酸用量：

M磷酸=1.69*1/（15*1.69+1）*23*21/0.4=77.44kg（1.69为磷酸的密度，23为成孔时的喷浆流量，0.4为钻进速度）

4、水玻璃用量：

成孔时m1=1.45*1/（1.45+1）*23*21/0.4=714.64kg（1.45为水玻璃的密度，23为成孔时的喷浆流量，0.4为钻进速度）

注双液浆时

A、水灰比为1.1、水泥掺量为10%m2=1.45*1/（1.45+1）*25.02=14.8T

水玻璃用量M水玻璃=15.514T

B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%m2=1.45*1/（1.45+1）*34.22=20.25T

水玻璃用量M水玻璃=20.964T

C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%m2=1.45*1/（1.45+1）*48.01=28.41T

水玻璃用量M水玻璃=29.124T

5、土体的重量M土=3.14*1.52*12*2.06=174.646T（2.06为地层的密度）

故:

A、水灰比为1.1、水泥掺量为10%

水玻璃掺量为15.514/174.646*100%=8.88%

B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%

水玻璃掺量为20.25/174.646*100%=11.6%

C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%

水玻璃掺量为29.124/174.646*100%=16.67%

磷酸掺量为0.077/174.646*100%=0.44%

六、试桩桩机类型选择及数量

根据南昌市轨道交通2号线一期工程（二标）青山路口站～福州路站区间岩土工程勘察详勘报告资料显示，该端头主要由素填土、粉质黏土、细砂、中砂、砾砂构成。

WSS工法桩试桩设备拟选用型号ZLJ-700D钻机和型号ZBSB-148～23/4-15双液注浆机进行施工，双液注浆机配有压力表，施工过程中可通过压力表控制注浆压力和注浆量。

拟调配进场试桩设备型号为：

ZLJ-700D钻机，数量1台。

该钻机机配备φ42mm螺旋钻头、钻杆长度1.8m，一台双液注浆机，一台搅拌机。

七、试桩加固料品种

试桩选用普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，拟采用国内知名正规厂家出厂的并且检测合格的水泥，水玻璃采用45Be〃，磷酸浓度不小于85%。

八、质量检测

试桩施工完成后3d～7d内，采用XY-2钻机对3根桩进行抽芯取样，检验桩身成桩均匀程度成桩完整性及抗压、抗渗性，并且根据检测报告确定最终加固的各项参数。

检测指标：

抗压强度≥0.8Mpa；

渗透系数≤1*10-7cm/s。

九、质量控制措施

（1）试桩使用的水泥强度等级不得小于42.5，试桩施工只能使用一种品牌的水泥，不允许混用。

严禁使用受潮、结块、变质的水泥。

（2）桩机就位应平整、稳固，确保施工中不发生倾斜、移动；

桩机钻杆垂直偏差不得大于1%，桩位偏差不得大于20mm。

（3）在注浆成桩过程中，如因送浆管路堵塞或机械故障等原因而停止注浆，第二次注浆接桩时，搭接长度不得小于30cm。

（4）注浆达到桩顶时，宜停止提升，继续注浆数秒，以保证桩头均匀密实。

钻至设计桩底提升注浆之前，必须在孔底搅拌数秒以确保混合浆液送至孔底才能提升注浆。

（5）注浆时，操作工应注