试桩总结报告.docx

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试桩总结报告

试桩总结报告

工程名称

双向水泥土搅拌桩

试

桩

报

告

单位名称：

日期：

编制：

审核：

批准：

一、前言

1.1工程概况

线路长度4.8km,路堤最小填土高度为1.5m,一般路段均在6m以下，受桥梁构造物限制局部填土高达8m.特殊路基（软土路基）拟采用双向水泥土搅拌桩+碎石垫层处理，各施工段路基处理平均宽度：

31.3～40.6m，本标段内双向水泥土搅拌桩共计75684根、总长962664.9m。

1.2编制依据

1.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

2.《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）；

3.《软土地基深层搅拌加固法技术规程》（YBJ225-91）；

4.《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》苏JG/T024-2007；

5.现行国家和安徽省相关设计、施工规范及质量标准。

6.现场取芯检测情况。

1.3工程地质条件

（1）地形、地貌

拟建项目区属长江下游冲积平原工程地质去，地形平坦，地势开阔，地面标高一般在5.1～9.2m之间，局部河堤标高达10.5m。

沿线地表多为农田，大部为蔬菜大棚覆盖。

（2）水文地质

项目区属长江水系，长江位于路线东侧，沿线大型地表水体主要有双桥河、得胜河及三叉河等，均与长江有直接或间接联系，水位变化与长江水位涨落联系在一起。

河水水位流量呈季节性变化，夏季河水水位高，流量大，冬季水位低，流量小。

沿线分布较多河塘沟渠。

（3）地基土的构成与特征

公路穿越区域内软土多为河相、湖相冲积软土，厚度大，上覆土层较薄，软土在空间分布上较均匀，厚度变化不大，一般层厚15～25米，局部路段最大厚度达32米，软土层中夹有数层薄层低液限粉土层及粉砂层，表层有低液限粘土层，但其承载力较低，本次软基处理搅拌桩处理的主要目标土层：

1-2层淤泥质粉质粘土：

灰色，软塑-流塑，土质不均，局部含粉砂层，天然含水量w=42.5%,质量密度ρ=1.78g/cm3,塑性指数IP=14.9，Il=1.35，标贯击数N=3.4击；

2-2层淤泥质粉质粘土：

灰色，软塑-流塑，土质不均，局部含粉砂层，天然含水量w=39.2%,质量密度ρ=1.80g/cm3,塑性指数IP=14.8，Il=1.12，标贯击数N=5.6击；

2-3a层淤泥质粉质粘土：

灰色，软塑-流塑，土质不均，局部含粉砂层，天然含水量w=36.6%,质量密度ρ=1.81g/cm3,塑性指数IP=12.5，Il=1.01，标贯击数N=6.9击。

1.4设计参数及要求

路段地基土存在河相、湖相冲积的软土层，厚度较大，地基承载力低，属软弱地基，且上覆土层较薄，不能满足路基承载力和变形的要求。

拟对标段内的一般路堤段、小型构筑物拟采用水泥土搅拌桩（湿喷）进行地基处理，使处理后的复合地基承载力、工后沉降满足要求。

搅拌桩设计参数及要求

1

桩型

水泥搅拌桩（湿喷）

2

桩径

Ф500mm

3

桩长

11.8～20m

4

桩间间距

1.1～1.8m

5

桩布置形式

等边三角形布桩

6

水泥型号、掺入量

P.042.5级、掺灰比不小于13%

7

室内配合比试验无侧限抗压强度要求

qu≧0.8Mpa（7d）、qu≧1.6Mpa（28d）

qu≧2.4Mpa（90d）

8

添加剂

NF高效减水剂、石膏、粉煤灰（选用）

9

搅拌机施工深度要求

≧20m

10

搅拌桩机动力要求

≧50Kw

11

搅拌工艺要求

双向搅拌

1.5项目特点分析

（1）设计特点

本项目设计要求的搅拌桩桩径较小，桩深较长，最大处理深度达20米，施工过程中，随着桩深的增加，土压力、孔隙水压力随之增加，造成搅拌桩筒体内压力剧增，成桩质量较难控制，且施工过程中桩身垂直度较难保证。

由于桩身抗压强度要求较高，对施工过程中搅拌的均匀性有了更高的要求。

（2）地质特点

桩身范围土层，顶部土层薄，软土层较厚，土层强度低，且夹有粉土、粉砂夹层，局部成透镜体状存在，施工过程中可能有承压含水层，易出现水泥浆上冒、流失的情况，对搅拌桩成桩质量有一定的影响。

2、试桩过程

2.1试桩目的

根据设计提供的参数、用现场试桩的办法，确定桩身强度、承载力、稳定性等是否满足设计需要。

通过现场试桩，研究双向水泥搅拌桩的成桩工艺，如何保证不同深度的搅拌桩喷浆能够基本均匀并达到要求的均匀性和强度，研究水泥含量（喷浆量）等一系列参数的控制方法，为以后的大面积施工提供施工工艺参数指导。

2.1.1确定有关设计参数

（1）确定桩身的无侧限抗压强度、单桩承载力、复合地基承载力是否能够达到设计要求；

（2）验证室内完成的配合比在室外实施时是否能满足设计、施工要求。

2.1.2工艺性试桩

（1）获取施工工艺参数（提升、下钻速度等）及确定具体的施工机具及配套设施（钻头形式、电机功率、浆泵压力等）；

（2）在确定每米水泥用量和水灰比的前提下，通过不同的下钻速度、提升速度形成不同的工况，验证每种工况下成桩的质量；

（3）通过钻进时的电流变化验证地质情况是否与设计相符；

（4）确定施工设备的适用性和施工过程控制方法；

（5）提出过程质量控制办法，用来指导双向水泥搅拌桩的施工。

2.2试桩方案简介

根据地质勘察报告剖面图，选取有代表性的地层进行试桩，本次试桩根据现场施工场地情况及项目部要求，结合地质条件选择桩长为17.1m段，布置12根桩，水灰比、掺灰比根据设计要求及相关配合比试验结果确定，合适的水灰比流动性好、便于泵送、喷搅，针对本工程软土性质，结合以往的工程经验现以两种配合比，采用含山“润基”牌P.032.5级、P.042.5级水泥进行现场试验。

拟采用的添加剂为石灰粉，掺量为水泥用量的5%。

序号

水泥标号

桩长（m）

桩径（m）

桩距（m）

水泥参量

加固土层密度kg/m3

水灰比

浆液密度g/cm3

用浆量L/m

水泥用量kg/m

石灰粉添加剂kg/m

1

425

17.1

0.5

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

2

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

3

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

4

425

17.1

0.5

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

3

5

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

3

6

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

3

7

425

17.1

0.5

1.5

18%

1990

0.5

1.75

60

70

8

1.5

18%

1990

0.5

1.75

60

70

9

1.5

18%

1990

0.5

1.75

60

70

10

325

17.1

0.5

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

11

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

12

1.5

15.4%

1990

0.5

1.75

52

60

试桩技术参数表

2.3试桩施工组织及完成情况

本次试桩由我公司组织，组织一台SJB-11型深层搅拌桩机及相关人员，与2015年6月6日进场，6月11日开始施工，6月14日完成全部试桩工作，于6月16日撤场。

试桩施工中，采用了先进的自动化制浆系统，进行制备浆液，大幅度提高了水泥浆液搅拌的均匀性，保证了浆液比重的稳定性。

为了确保试桩的成桩质量，更准确的记录试桩数据，本次试桩采用了最新的搅拌桩在线监控系统，记录了桩长、用浆液量、成桩时间等参数，为以后指导施工提供了较真实准确的施工参数。

主要人员配置表

序号

人员名称

人数

岗位职责

1

施工现场负责人

1

组织协调、全面负责整个试桩过程

2

技术人员

1

进行技术交底，组织试桩数据整理和技术总结工作。

编制短期施工计划，安排各班组的施工工作。

3

试验员

1

对施工全过程进行试验项目检测

4

测量员

1

负责桩位放样以及资料的整理

5

桩机班组

1

负责桩的成桩、水泥浆的泵送

施工机械设备一览表

序号

机械设备名称

规格型号

数量

性能

备注

施工设备

1

深搅钻机

SJB-Ⅱ

1台

良好

2

灰浆泵

HB3

1台

良好

备用1台

3

电焊机

BX#-500-1

1台

良好

备用1台

4

自动化制浆系统

BZ-5

1台

良好

备用1台套

5

双向搅拌桩

专用动力箱体

DM-3

1台套

良好

备用1台套

弯刀式搅拌刀排

1套

备用1套

6

电磁流量计

JDK-300

1台套

良好

备用1台套

7

深度传感器

ZLF-26

1台套

良好

备用1台套

检测设备

1

搅拌桩监控系统

1套

良好

2

单桩用量标定设备

1套

良好

3

比重秤

1套

良好

4

钢卷尺

2只

良好

试桩平面布置示意图

实际完成试桩技术参数汇总表

序号

设计

掺量（kg/m）

成桩

日期

桩长

（m）

水泥标号

理论掺灰比

水灰比

浆液

比重

（g/cm3）

泵浆速度（L/m）

实际水泥浆用量（L）

实际水泥用量（kg）

成桩时间

（min）

成桩速度（m/min）

1

60

6月10

17.1

425#

15.4

0.53

1.78

40

1060

1234

47.8

1.43

2

60

6月11

17.1

425#

15.4

0.53

1.78

40

1006

1171

47.8

1.43

3

60

6月11

17.1

425#

15.4

0.53

1.78

40

1211

1409

47.8

1.43

4

60

6月12

17.1

425#

15.4

0.53

1.78

40

980

1140

47.8

1.43

5

60

6月12

17.1

425#

15.4

0.58

1.74

40

1000

1101

47.8

1.43

6

60

6月12

17.1

425#

15.4

0.58

1.74

40

890

980

47.8

1.43

7

60

6月12

17.1

425#

15.4

0.58

1.74

40

900

991

47.8

1.43

8

70

6月12

17.1

425#

18

0.58

1.74

40

1019

1122

52.2

1.31

9

70

6月12

17.1

425#

18

0.58

1.74

40

1030

1134

52.2

1.31

10

70

6月12

17.1

425#

18

0.58

1.74

40

1250

1377

52.2

1.31

11

60

6月13

17.1

325#

15.4

0.6

1.72

40

890

957

47.8

1.43

12

60

6月13

17.1

325#

15.4

0.6

1.72

40

856

920

47.8

1.43

13

60

6月13

17.1

325#

15.4

0.6

1.72

40

896

963

47.8

1.43

14

60

6月13

17.1

325#

15.4

0.6

1.72

40

920

989

47.8

1.43

15

60

6月14

17.1

425#

15.4

0.6

1.72

40

47.8

2.4施工工艺流程

施工工艺流程图

①搅拌机就位：

搅拌桩机移至桩位并对中；

②喷浆钻进搅拌：

启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度，在桩端应就地持续喷浆搅拌10秒以上；

③关闭送浆泵提升搅拌至桩顶；

④喷浆钻进搅拌；

⑤停浆提升搅拌：

关闭送浆泵，提升搅拌至地面，完成单桩施工。

2.5试桩情况分析

（1）浆液比重

刚开始试桩时，按0.5的水灰比制备水泥浆液，制备的浆液密度达1.8g/cm3，浆液比重过大，浆负荷增大，皮带轮打滑，泵浆不连续，出现了多次管道、钻杆堵塞的事故，影响了施工的连续性。

由于不同品种的水泥密度不同，同样水灰比条件下，不同品种的水泥，同一品种不同批次的水泥，制出的水泥浆液密度均存在差异性。

现场施工时合适的水灰比流动性好、便于泵送、喷搅，有利于水泥浆液与粘土搅拌均匀，如果浆液密度太大，浆液过于稠厚，泵浆难度大，易堵管，导致施工不连续，影响成桩质量。

经现场沟通，调整水灰比为0.55，浆液密度控制在1.72～1.76g/cm3进行试桩。

（2）浆液上冒

试桩过程中，试桩序号1.2.3根桩，两次喷浆连续进行，并无冒浆现象，在施工4号桩时，第二次喷浆搅拌过程中，出现了明显的冒浆现象;分析原因是由于地基土无法在短时间内迅速吸收浆液，或局部存在透水层，遂后面的试桩改为下钻喷浆、给予时间间隔，使地基土与浆液充分搅拌混合，改变方案后，试桩均无冒浆现象。

整个试桩过程中电流值一般在30-40A，无明显异常，试桩区域地基土分布较均匀，未发现厚度较大的粉土、粉砂夹层。

4号桩出现明显冒浆现象其它桩无冒浆现象

三、检测情况

3.1检测要求

1、28d进行复合地基承载力检测，采用平板载荷试验检验搅拌桩处理后的复合地基承载力是否满足设计要求。

2、28d采用单桩静载试验确定承载力是否达到设计要求。

3、28d采用钻芯取样方法检验桩身完整性、均匀性、桩长、进入硬质持力层情况，及桩体无侧限抗压强度，推算出90d强度指标。

4、桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度检测方法：

试桩检验采取28d钻芯取样和单桩静载试验并推算出90d强度指标。

要求28天龄期桩身无侧限抗压强度不小于设计值、成桩28d后，在检测桩桩径方向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，取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。

钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。

3.2检测方法及结果

试验工作采用金钢石岩芯钻探技术和施工工艺，对水泥搅拌桩钻取芯样及桩端岩土芯样，并通过对芯样抗压强度试验，用以了解、评定搅拌桩水泥含量、强度、完整性、搅拌均匀度、桩长和桩端持力层性状。

本次取芯检测采用XY-1型百米工程勘察钻机，采用金刚石钻头，泥浆护壁正循环单管钻进工艺，每次进尺≦1.5米，钻头直径为Φ110mm，芯样直径Φ91mm。

现场钻孔取芯

5号桩芯样

施工日期6月12日，检测日期7月17日，龄期35天

水泥标号P42.5,掺量：

60kg/m，掺灰比16%桩长17.1m

10号桩芯样

施工日期6月12日，检测日期7月17日，龄期35天

水泥标号P42.5,掺量：

70kg/m，掺灰比18.7%桩长17.1m

11号桩芯样

施工日期6月13日，检测日期7月16日，龄期33天

水泥标号P32.5,掺量：

60kg/m，掺灰比16%桩长17.1m

14号桩芯样

施工日期6月13日，检测日期7月16日，龄期33天

水泥标号P32.5,掺量：

60kg/m，掺灰比16%桩长17.1m

四、试桩结果分析

4.1双向搅拌桩

针对本工程特点，试桩采用本公司专利产品双向搅拌箱体，动力强劲（45×2=90kw）,且自重大，双向搅拌工艺。

由于叶片的同时正反向旋转，阻断了水泥浆上冒途径，彻底解决了冒浆现象,并且使固化剂与土体就地充分搅拌，不再出现层状的水泥土搅拌体,水泥土强度大幅度提高。

同心双轴同时正反向旋转，使土体对叶片产生的水平旋转力相互平衡，降低了施工对桩周土的作用，桩周土扰动小。

最终形成搅拌均匀、强度较高的水泥加固桩体。

根据取芯结果，双向搅拌桩，完整性、桩身强度均较好，11号芯样、14号芯样，15米-17米，为原状土，层理结构明显，无扰动痕迹。

原因为：

1、桩机在试桩过程中，由于桩深较大，垂直度稍有偏差（允许偏差1%）。

2，钻机在取芯过程中，垂直度亦有偏差。

两个原因综合导致取芯较易取偏。

而5号芯样、11号芯样、整个桩长均有较完整水泥土芯样，这也证明了取芯过程中存在偏差，导致取偏的现象。

5、结论与建议

针对本工程的特点，通过现场试桩及检测结果总结出了满足要求的施工工艺参数，为以后大面积的施工特供参照。

1施工工艺

采用“四搅两喷”工艺，即两遍下钻喷浆搅拌，两遍停浆提升搅拌。

2搅拌工艺

应采用双向搅拌工艺。

3施工机械

采用一般的深层搅拌桩机，配上专用双向搅拌箱体。

动力箱体需自重大，满足深桩的施工需要，配备的动力要强劲，才能保证了搅拌的次数，提高搅拌的均匀性。

4浆液制备

建议采用自动化制浆系统，目前我国搅拌桩（湿喷）施工中水泥浆液的配制，采用的是传统的人工制浆的方式。

制浆过程中人工倾倒水泥粉剂，粉尘多污染大，影响职业健康安全，而且用工成本高，工人劳动强度大。

人为因素导致搅拌不均匀、浆液比重波动大，制浆质量难以保证。

自动化制浆系统采用高速搅拌机（600转/min）。

该系统制浆效率高，浆液比重稳定；自动化程度高，节省人工且劳动强度低；计量精确，性能稳定；能够充分保证施工的连续性与稳定性。

该制浆系统可以配备电子打印小票机，可以记录每一次拌浆的水泥用量，水用量，拌浆时间，方便水泥用量的统计和控制。

5现场质量控制方法：

搅拌桩施工过程中影响质量的主要因素为：

桩长，桩径，水泥用量，搅拌次数，垂直度，浆液比重。

（1）桩长：

1通过在桩机塔架上标记深度线2、深度仪记录，电子显示。

（2）桩径：

桩径由搅拌刀排的直径决定，施工过程中由于磨损导致刀排的厚度，直径变小，应经常检查刀排的直径误差控制在≤15mm。

（3）水泥用量：

1，通过标准储浆筒量测单桩用浆液，换算成水泥用量，与理论值进行比对2，通过电磁流量计记录用浆量（段浆量，单桩用浆量）。

（4）搅拌次数：

搅拌次数由搅拌刀排的数量和四搅两喷的工艺控制，四搅是保证了水泥浆液和地基土的搅拌次数，两喷保证了水泥浆液均匀的分布到桩体内，必须严格执行。

现场管理常出现的问题：

机长在操作过程中，没有执行标定要求的四搅两喷的卷扬机档位，擅自提高了卷扬机的档位，导致搅拌次数和喷浆时间减少，导致桩身均匀性和强度降低。

管理的要点：

四搅两喷所使用的提升下降的卷扬机档位是否与标定的一致，需要经常到机台查看卷扬机变速箱的档位。

根据标定的每台机单桩成桩时间来控制，经常测量单桩成桩时间，与标定值相比对，通过比对可以看出机长在操作过程中是否换挡加快提升下降速度。

（5）垂直度：

垂直度现场质量控制方法：

1场地要平整好，遇到坑洼不平的提前通知机长整平。

2从塔架的顶端挂一吊锤至底部，通过观察吊锤偏离的方向做出调整，使桩机前后左右水平垂直。

在成桩之前经常到机台上查看吊锤的偏离程度，提醒机长调平。

（6）浆液比重：

通过查看水灰比、比重计量测控制。

南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司针对搅拌桩成桩质量的控制，开发了在线监控系统，可实时的查看各台桩机的施工情况（桩长、用浆液量、垂直度、成桩时间等），考虑到现场施工条件，可以用传统的喷灌记录仪进行记录（桩长、用浆量、成桩时间）。

6、推荐施工工艺参数汇总表

序号

名称

技术参数

序号

名称

技术参数

1

双向搅拌箱体

总重约3吨

10

浆液比重

（g/cm3）

1.74±0.02

2

电机功率（kw）

外钻杆≥45

内钻杆≥37

11

掺灰比

15.4%（60kg/m）

3

内钻杆钻速（r/min）

≥50转

12

喷浆压力

（MPa）

0.4-0.6

4

外钻杆转速（r/min）

≥60转

13

叶片间距（mm）

150～250

5

钻进速度（m/min）

1.2～1.8

14

叶片宽度（mm）

80～100

6

提升速度（m/min）

1.2～1.8

15

叶片厚度（mm）

25～40

7

平均成桩速度

（m/min）

1.3～1.6

16

叶片倾角

（o）

10～20

8

水灰比

0.55

17

刀排数

（组）

内钻杆3组

外钻杆2组

9

水泥标号

425

18

刀排形式

弯月式

自动制浆系统标准型自动制浆系统简易型

电控柜电子配料仪

弯月式搅拌刀排设置双向搅拌箱体