水泥土搅拌桩试桩总结报告.doc

南水北调东线一期工程鲁北段工程
小运河段工程标段6
(合同编号:NSBD/LBD-XYH006）
水泥土搅拌桩试桩总结报告
黄河水电工程建设有限公司
南水北调鲁北段小运河段工程项目经理部
二○一一年十一月
水泥土搅拌桩试桩总结报告
我项目部在郭庄节制闸处基坑底进行了水泥土搅拌桩试桩试验，水泥土搅拌桩试桩工程已经施工完毕，现将试验段施工中实测的各种数据及施工操作程序总结如下:
一、工程概况
邱屯节制闸枢纽位于临清市邱屯村东北部，输水渠设计桩号为98+288附近，枢纽由输水渠上的郭庄节制闸、三干渠节制闸及六分干渠上的邱屯节制闸三座节制闸组成。
郭庄节制闸的地基处理采用水泥土搅拌桩。郭庄节制闸的进口翼墙202根，单根桩长7。49m、闸室基础148棵，单根桩长6。79m、出口翼墙214棵，单根桩长5.79m，共计3801.32m。施工桩长控制在高出设计桩顶0。5m，桩体达一定龄期后凿除0.5m长超打桩头和挖除桩间土后，回填褥垫层压实。
郭庄节制地基处理采用水泥搅拌桩桩直径均为600mm，间距450mm，为确保工程桩施工方案的经济可行，在地基处理施工前,先进行工艺性试桩，以确定最佳施工参数，用以指导大批量地基处理施工。
二、 场地岩土地质概况及技术要求
2。1地质概况
本工程地质从上到下为：水泥土搅拌桩有效桩范围内为砂壤土、粘土，持力层为粘土层。本工程水泥搅拌桩段根据设计划分的区段分别控制在7.49m、6.49m、5。79m，桩底高程均为19.91m。
2.2工程设计技术要求
本工程水泥搅拌桩直径为600mm。桩底面高程19。91m，施工高程27。9m，桩长7.49m，进行了2喷4搅实验.
2.3现场配合比确定
根据图纸要求确定现场配合比，水泥掺量15％，水灰比为0。5。水泥采用山水425水泥，采用的工艺参数为水泥掺入量设计为15％。每米掺灰量计算如下:
每米土的体积:V=π×r2×1m
               =3.14×0.32×1
               =0。2826m3
每米土重：本工程地层土湿密度为1.95t/m3
    G=Vδ=0。2826×1。95=0.55107t
15％的水泥掺入量M=0.55107×1000×15％=82.7kg
喷浆提升速度ν=γdQ/Fγaw（1+ac)
式中：ν—搅拌头喷浆提升速度，m/min
γd、γ—分别为水泥浆和土的重度，Kn/m3
Q—灰浆泵的排量,m/min
F—搅拌桩的截面积，m2
aw—水泥掺入比；
ac—水泥浆水灰比。
三、试验目的
本次试验研究的主要目的是:通过工艺性试验确定施工设备和施工工艺，确定最佳搅拌次数及升降搅拌速度。制桩质量的好坏直接关系到地基处理的效果，其关键是注浆量、水泥浆与软土搅拌的均匀程度.因此，施工中应严格控制喷浆提升速度ν，按上式计算可得:
搅拌上行喷浆速度为0.3m/nim
搅拌下行喷浆速度为0.4m/nim
四、试验的基本原理
根据设计图纸要求并结合以往工程的施工经验和和施工现场的具体情况,选择打桩机,通过试验确定施工工艺参数的最优值，固定此最优参数和其它参数,若试验结果满足设计、施工要求,即可将其确定为施工参数。
五、试验过程
5.1、人员进场情况：
成立临时试验小组，由项目总工张效青任组长，施工科科长贾林为副组长，成员：崔平新、王岩、储明新、吴军明.机组成员：班长：2人；桩机操作工：2人；制浆工：4人;机械工：1人；记录员：1人；电工:1人;其他:2人。
监理工程师张纪浩全程旁站。
5.2、机械设备进场情况:
本次试验桩施工采用郑州市高强机电有限公司ZGZ—-A型大扭矩粉喷打桩机施工。ZGZ——A型大扭矩粉喷打桩机技术参数如下：
ZGZ--A型大扭矩粉喷打桩机参数表
1
型号
ZGZ—-A型大扭矩粉喷打桩机
2
成桩直径：mm
Φ600
3
钻机转速:r/min
（正）
14。69
24。91
43.82
69.72
107。36
(反）
18。46
31.32
54.45
87。57
134.57
4
升降速度：m/min
0。27 — 2.7
5
最大扭矩:
55（KNM）
6
主机功率：
45KW
ZGZ——A型大扭矩粉喷打桩机配套设备表
设 备 名 称
规格与型号
单 位
数 量
总功率
ZGZ--A型大扭矩粉喷打桩机
ZGZ-—A型
台
1
45KW
制浆机
ZGZ -5A
台
1

潜水泵

个
1

灌浆记录仪
Sp-II
台
1

5。3、试验场地布置：
根据现场实际情况,在郭庄节制闸形成试验施工平台，位置选在郭庄节制闸搅拌桩施工区外空地上，高程27。2m。
根据实验研究目的，安排3根桩、0。5水灰比的工艺试验桩，两桩相互搭接150mm；进行2喷4搅工艺；工艺实验桩长为7.49m;共合计22。47m。实验参数见下表：
试验桩参数表
序号
桩编号
水灰比%
掺灰比％
膨润土%
施工高程m
桩长m
1
A
0。5
15
/
27。9
7。49
2
B
3
C
试验桩布置示意图
供水:潜水泵抽取三干渠水至试验区域。
供电：由附近的120KW 柴油发电机发电并安装至试验区。
道路：利用修筑施工围堰已形成的下基坑便道。
对施工机械进行试运行检查，调整至最佳状态.
对仪、器仪表率定、检查，同时对称量设备进行校验。
对进场的原材料（水泥)等进行检验，应满足现行规程规范标准要求.
5。4、试验过程：
本工程施工机械为ZGZ——A型深层搅拌机，其单头直径为600mm,水泥土搅拌桩施工工艺流程如下图：
①施工准备
水泥土搅拌桩正式开始施工前，按照设计和规范要求选择合适场地进行工艺性试桩，数量为3根。
②桩机定位
桩机安装就位，保证桩机周正、水平，校正垂直度，要求垂直度偏差不得超过0。5％，桩位误差不大于50mm。
③浆液配制
施工开始前，所用浆液必须进行试配，检查其各项性能指标是否满足设计要求，将试配成果报送监理工程师审批。所配制浆液的拌制时间、浆液密度必须满足设计要求。应边配制边搅拌.在浆液配制时，可根据情况掺入固化、早强等外加剂.固化剂浆液要严格按照批准的试验配比拌制,拌制好的浆液不得离析,泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂、外掺剂的用量、泵送浆液的时间有专人统计记录。
④预搅下沉
开启桩机,使钻头沿导向架搅拌切土,下沉到设计深度。搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。
⑤喷浆搅拌提升
搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入土基中,当水泥浆液到达出浆口后,应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后,同时按照设计确定的提升速度，匀速提升搅拌机。
⑥下沉喷浆搅拌
同上述步骤和参数,下沉喷浆搅拌至设计加固深度。
⑦重复搅拌提升
水泥搅拌机提升至设计顶面标高时，喷浆量达到设计要求。喷浆量达不到设计要求时重复上述步骤,直至达到设计要求。
清洗
向集料灌中注入适量清水并开启灰浆泵，清洗管路中残存的水泥浆，直至清洗干净,并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。
移位
重复上述步骤,进行下一根桩的施工。
桩机定位
预搅下沉
喷浆搅拌提升
下沉喷浆搅拌
制备水泥浆
移 位
重复搅拌提升
清 洗

成桩桩体的质量检验采用开挖检查的方法进行，实际水泥掺入量为15%，我标段于2011年11月8日对所施工完成后7天的试验桩进行了浅部开挖检验，桩开挖3m经检查，桩体的整体均匀性较好，无蜂窝、孔洞：桩与桩间切割搭接、墙厚满足设计要求；量测成桩直径符合设计要求；搅拌均匀，桩整体性强，满足设计要求。
六、质量图1 SP-5I型桩机成桩工艺图

控制与试验成果
试桩施工的质量控制应贯穿在试验的全过程，质量检验应按照设计图纸文件要求或监理人员指示对试验施工作业过程及完工后的搅拌桩体质量进行检验。
6。1质量控制
施工过程中，随时检查作业记录和计量记录。桩体的施工作业过程质量检验包括桩位，桩顶、桩底高程,桩身垂直度,浆液水灰比，桩身水泥掺入比，水泥用量，搅拌头上提喷浆的速度，复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等每桩施工作业全过程的检验。
1、搅拌机喷浆提升的速度和次数须符合试验工艺的要求并有专人记录。每完成一根桩时，施工人员在记录上签字，并将其交给技术人员。
2、拌制水泥浆严格按有关参数执行，严格控制水泥浆的比重，每次拌制的浆量应大于200L。禁止在拌制完的浆液中加水或水泥.
3、避免因水泥浆泵阀体关闭不严，造成假送浆现象,确保浆液有效输送。
6。2工艺性试验成果
经7天后挖开检查试验桩桩体质量，桩径、搭接处宽度满足设计要求，水泥土搅拌均匀，桩体强度较高。
通过对水泥土搅拌桩工艺性试验,我项目部认为，选用ZGZ--A型大扭矩粉喷打桩机进行施工直径为600mm的水泥搅拌桩时水泥掺量为15％，水灰比为0。5，采用2喷4搅的施工工艺进行施工能够满足设计的各项要求，具体指标为：提升喷浆速度为0.5米/分钟，喷浆量为69升/米，此项成果可以作为指导实际施工的依据.
通过此次水泥土搅拌桩工艺性试验，熟悉了水泥土搅拌桩的施工工艺流程,合理配置了机械设备和人员。
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