水泥搅拌桩试桩工艺性试验总结DOC.docx
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水泥搅拌桩试桩工艺性试验总结DOC.docx
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水泥搅拌桩试桩工艺性试验总结DOC
**至**至**铁路(**段)*****-01标
多向水泥搅拌桩试桩成果报告
中国中铁
中国中铁
编制:
审核:
审批:
中铁**集团有限公司***铁路**段工程指挥部*分部
二○一六年九月
1编制依据及试验目的
1.1试验依据
1、《铁路路基设计规范》(TB10001-2005);
2、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010);
3、《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2010);
4、《铁路工程地基处理技术规程》(TB10106-2010J1078-2010);
4、《水泥土配合比设计规程》JGJ/T233-2011;
5、国家及**地区相关法律、法规及条例;
6、现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料;
7、本公司的施工能力、近年来高速公路、高速铁路等类似工程施工经验、施工方法及科技成果;
1.2试验目的
(1)确定每根搅拌桩水泥用量。
(2)确定搅拌下沉、提升的速度和重复搅拌下沉、提升速度。
(3)根据不同掺和比确定技术参数。
(4)检验施工设备及选定的施工工艺。
(5)校核单桩地基承载力。
(6)根据单桩承载力试验确定施工掺和比,取得可靠的、符合设计要求的工艺控制数据,以便指导本段水泥搅拌桩大面积施工。
2水泥搅拌桩工艺原理
水泥搅拌桩是利用水泥浆作为固化剂,通过特制的搅拌机械,将水泥浆与需加固深度范围内的软土强制拌合,使其固结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥土。
水泥在水泥土中的作用包括两个方面:
一是水泥发生水解和水化反应,生成水泥胶凝体,将土颗粒凝结成一个稳定的结构体,起骨架作用;二是水泥在水化时形成的钙离子与土粒表面的钠离子进行离子交换,在土粒中形成稳定的钙离子,提高土体的强度和稳定性。
通过水泥搅拌桩法加固后,在地基土中形成稳定的、强度较高的柱状水泥土体。
这些水泥土体成为地基土的一部分,与原地基土构成复合地基,这种方法适用于饱和软黏土、淤泥质亚黏土、沼泽地带炭土、沉积粉土等,用于增加软土层的地基的承载力,减少沉降量。
我分部软基作业班组于2016年7月22日在DK16+325.47~DK16+471.95段线路进行了15根水泥搅拌桩工艺性试验。
本次试验的目的为确定各种施工技术参数,以指导水泥搅拌桩以后大规模施工。
该试验桩已按照既定方案顺利完成。
现将该工艺试验施工情况总结如下。
3工程概况
本段施工范围内的**新区站路基工程位于**省**市境内,起讫里程为DK14+889.38-DK18+354.27,路基全长3.465km。
正线前接**特大桥,后接**特大桥。
水泥搅拌桩位于DK16+325.47~DK16+471.95段长146.48m基本站台外侧宽10m范围内共有多向水泥搅拌桩1139根共17092m,桩径0.5m,间距1.2m,正方形布置,单根桩长15m,单桩承载力不小于230KN,桩顶设0.5m后碎石垫层,垫层内夹铺两层聚丙烯单拉塑料格栅(TGDG200)。
4试桩目的验证
(1)工艺试验的施工设备、施工工艺和方法、施工顺序满足施工需要。
(2)经试验结果印证:
采用DSM-18型深层搅拌机(主电机功率45KW),选用18%水泥掺入量、0.5的水灰比、钻头下沉速度为0.6~0.8m/min、提升速度为0.6~1.0m/min、复搅下沉速度0.7~1.0m/min、停钻最后30s电流值60~70A、复搅提升速度0.6~1.0m/min。
5试桩施工方法
5.1.施工用原材料及试桩配合比
根据室内配合比试验得出:
试桩施工用配合比掺18%水泥,水灰比0.5。
具体施工水泥搅拌桩配合比见下表:
材料采用P.O42.5水泥。
水泥搅拌桩试桩数量为15根。
掺18%水泥配合比材料用量表
水泥掺入量(%)
水泥浆水灰比
水泥用量(kg)
风干土用量(kg)
拌合水用量(kg)
18
0.5
61
338
30
5.2.试验要求
试桩段施工有效桩长满足不小于设计值15m,施工桩长根据现场实际标高及地质情况具体确定。
试桩全过程重点监测水泥用量、施工桩长、搅拌机提升和下沉速度、水灰比重、钻机下沉最后30s的电流值、泵压。
桩长范围内垂直钻孔取芯,确定其完整性、均匀性。
成桩28d取不同深度的3个芯样做无侧限抗压强度试验,满足设计要求无侧限抗压强度值不得小于1.2Mpa。
采用平板载荷试验方法检验3根单桩承载力不小于230KN。
5.4.试桩地点
松软路基DK16+325.47~DK16+471.95水泥搅拌桩加固段。
5.5.试桩布置图
试桩共15根,具体详见如下布桩图。
试验桩布置图
6试验桩施工工艺控制
(1)钻机定位:
深层搅拌机到指定位置,对中桩位,保持桩架垂直度偏差不超过1%,垂直度采用吊线锤检测;
(2).配置水泥浆:
在深层搅拌机启动前,按设计确定的配合比拌制水泥浆,配置好的浆液必须过筛,并将水泥浆倒入集料斗中备用。
(3)预搅下沉:
下沉速度由电机电流监测表控制,保证工作电流不大于额定电流,如下沉速度过慢,则由输浆系统补给少量浆液,减小摩擦,以利钻进。
施工过程中应严格控制搅拌时的下沉和提升速度,提升或下沉速度不得超过0.7~1.1m/min。
第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s,以保证桩底密实及加固范围内搅拌均匀。
(4)喷浆搅拌:
深层搅拌机喷浆、搅拌下沉至设计深度后,按试桩确定的提升速度提升深层搅拌机。
当深层搅拌机提升至地面以下1m时,应慢速提升和旋转,即将出地面时,应停止提升,搅拌30s,确保桩头密实。
(5)重复搅拌:
为使软土与水泥浆搅拌均匀,在第一次喷浆搅拌完成后,再次将深层搅拌机喷浆、搅拌下沉至设计要求深度,边搅拌边提升至地面,进行重复搅拌。
施工中采用少量多次喷浆的方法,至少保证3次搅拌喷浆,同时确保复搅不小于2次。
保证三喷六搅,具体作业流程为:
放样定位→搅拌喷浆下沉→到达预定深度→搅拌提升→重复搅拌喷浆下沉→重复搅拌提升→全桩复搅下沉→全桩复搅提升→处理完毕。
(6)清洗:
向集料斗中注入清水,开启灰浆泵,清洗全部管道中残存的水泥浆,保持清洗干净。
(7)清洗后,将钻机移至下一个桩位重复施工,同时对桩头进行处理,达到设计要求。
施工桩顶标高高于设计桩顶标高30cm。
水泥搅拌桩作业示意图
7施工控制及注意事项
(1)分部指定专人旁站水泥搅拌桩施工全过程。
(2)钻机开钻前应用水清洗整个管道并检查管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。
(3)桩体的垂直度偏差不应大于1%,为保证桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左右距离相等来进行控制桩位。
(4)施工过程中,检查的重点是水泥用量、施工桩长、搅拌机提升和下沉速度、浆液泵送压力、单桩施工时间、水泥浆比重及钻机下沉最后30s的电流值。
(5)水泥搅拌液应严格按照设计和试验确定的配合比拌制,制备好的浆液应均匀,不得离析。
并由专职试验员用浆液比重计检测浆液密度。
(6)材料用量的控制:
水泥搅拌桩桩径0.5m,则每延米体积为:
Vs=S×h=3.14×0.25×0.25×1=0.19625m3
土的天然密度为1720kg/m3
因此每延米材料用量为:
ms=ρs×vs=1720×0.19625=338kg/m3
mc=ms×18%=338×18%=61kg/m3
mw=mc×0.5=61×0.5=30kg/m3
水泥:
干土:
水=61kg:
338kg:
30kg
水泥:
干土:
水=1:
5.54:
0.5
(7)在试桩部位28天内禁止任何车辆通行碾压。
8检测结果
8.1无侧向抗压强度试验结果
成桩28天取芯检测试验,现场共取芯3根(2-3#、2-4#、2-5#)做无侧限抗压强度试验,试验成果如下表所示:
根据本次试验成果可以得出:
自桩顶1m以下每隔2m截取试样作无限抗压强度均大于1.2Mpa,故满足设计要求。
8.2单桩竖向静载试验结果
现场共取3根桩(2-3#、2-4#、2-5#)做单桩承载力试验,试验结果如下表所示:
2-3#桩单桩竖向静载试验汇总表
2-3#桩Q-s曲线及s-lgt曲线表
2-4#桩单桩竖向静载试验汇总表
2-4#桩Q-s曲线及s-lgt曲线表
2-5#桩单桩竖向静载试验汇总表
2-5#桩Q-s曲线及s-lgt曲线表
根据本次试验成果从地基的静荷载成果图中可以看出,单桩竖向地基荷载(S1、S2、S3)的Q-s曲线随着荷载试验逐级加载,在各级荷载作用下,Q-s曲线随着载荷试验的逐级加载,沉降量也在缓慢的发生变化,荷载加至460KN作用时沉降量无明显增大,表明地基极限承载力Pu不小于460KN,将取得的承载力特征值列于下表:
承载力基本值取值表
试验桩号
比例极限法承载力(Kpa)
极限承载力Pu/2(Kpa)
综合取值fspk(Kpa)
相应沉降量(mm)
2-3
/
≥460/2
230
1.80
2-4
/
≥460/2
230
1.80
2-5
/
≥460/2
230
1.88
平均值
230
1.83
根据上表统计分析可知:
单桩容许承载力值大于230KN,满足设计要求。
单桩竖向抗压承载力特征值可取230Kpa,
9水泥搅拌桩试桩总结和参数确定
9.1试桩总结
根据本次水泥搅拌桩试桩施工,总结如下:
通过成桩28天,现场抽取3根试验桩进行无侧限抗压及单桩承载力试验,合格率100%。
以上试桩委托陕西铁诚工程试验检测技术有限公司检测。
9.2参数确定
根据试验总结,确定各项试验目的参数如下:
(1)水泥搅拌桩水泥用量:
水泥为加固湿土重的18%,水灰比0.50,每根搅拌桩每延米水泥用量61kg。
(2)机械控制参数
钻进速度:
0.6~0.8m/min;
提升速度:
0.6~1.0m/min;
复搅下沉速度:
0.7~1.0m/min;
复搅提升速度:
0.7~1.1m/min;
泵压:
0.6~0.8MPa;
进入持力层电流值:
60A且呈稳定增长趋势;
钻机下沉最后30s电流值:
60~70A;
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