多头小直径搅拌桩试桩方案.docx
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多头小直径搅拌桩试桩方案
南水北调东线一期工程鲁北段工程
小运河段工程标段3
（合同编号：
NSBD/LBD-XYH00）3
多头小直径水泥士搅拌桩试桩方案
中国水利水电第**工程局有限公司
南水北调鲁北段小运河段工程项目经理部
二0
年十一月十二日
编写:
审核:
批准:
多头小直径水泥土搅拌桩试桩方案
一、工程概况
1.1工程概况
徒骇河倒虹吸工程位于聊城市东昌府区潘屯村南的徒骇河上，起点桩号为
36+813，末端桩号为37+091，建筑物全长278米。
徒骇河倒虹吸设计输水流量为50m3/s，
工程级别为1级建筑物。
徒骇河倒虹吸采用3孔钢筋碎箱涵，每孔3.5mx3.5m,每节长952m洞身下均设C15素碎垫层，分缝下均设钢筋碎垫梁以减少不均匀沉降；为方便运行管理及检修维护，每隔200m左右设置0.8mx0.8m的检修井。
洞身段基础采用多头小直径水泥土搅拌桩对地基围封处理方案，防渗墙厚度0.3m，防渗墙面积约4427.9m2。
地基处理范
围：
长度方向为整个洞身长度范围内，宽度方向为整个洞身宽度范围内，搅拌桩采用
强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，搅拌桩水泥掺入比15（%与被加固湿土的质量比）。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），徒骇河倒虹地震动峰值加速度
为0.15g,相应的地震基本烈度为叩度；地震动反应谱特征周期为0.35s。
1.2工程地质
根据工程地质勘探报告，徒骇河倒虹吸场区地貌类型为黄河冲积平原。
场区地层
主要为第四系全新统冲积堆积物，上部为砂壤土，夹有粘土、裂隙粘土、壤土等，下
部为粉细砂，底部为中砂。
地层分为7层，从上至下分述如下：
①层砂壤土，层厚0.7~2.2m,底高程30.80~32.98m；②层裂隙粘土，层厚0.50~1.70m,底高程30.30~31.88m；③层砂壤土，层厚6~8.8m,底高程21.89~24.3m；④层粘土，层厚0.4~0.8m，底高程21.08~23.80m；⑤层砂壤土，层厚2.5~4.8m，底高程16.69~18.58m；
⑥层粉细砂，层厚8.7~9.4m,底高程6.89~12.2m。
倒虹吸洞底板高程21.05m,座在⑤层砂壤土和⑥层粉细砂粉细砂顶部。
⑤层砂壤土在叩度地震条件下为液化层，根据设计要求需要进行多头小直径水泥土搅拌桩围封处理。
1.3水文地质
输水工程沿线地下水为第四纪孔隙潜水，分布于沿线第四系松散沉积层中。
主要
受大气降水补给；临黄河段接收黄河水的侧渗补给。
以地下缓径流及人工取水为主要
排洪途径。
地下水位年变幅2.0~4.0m左右。
地下水埋藏深度受地形和引水影响。
勘探
期间，地下水埋深一般0.90~7.80m,局部深达8.56~10.08m。
地下水化学类型主要为重碳酸氯化物-钙镁型、重碳酸硫酸氯化物-钙钠型、重碳
酸-钙镁型等，受污染的河水为重碳酸氯化物硫酸-钠钙镁型等。
地下水矿化度为
0.65〜1.58g/l,无侵蚀性CO2对混凝土无腐蚀性。
二、试验目的
根据业主、设计、监理等单位要求，徒骇河倒虹吸洞身段多头小直径水泥土搅拌
桩需要进行工艺试验，通过工艺试验确定供浆、供气压力、搅拌下沉速度、搅拌提升
速度、各工序工作时间等各项施工参数，用以指导大批量多头小直径水泥土搅拌桩的施工。
三、施工准备
（1）试验场地
根据现场实际情况，拟定在19#洞身两侧，两台桩机各做两个单元的防渗墙，首
先进行场地平整，并清除地上的障碍物，为工艺试桩提供施工平台。
施工前沿防渗墙轴线开挖一条深不小于0.5m,宽约0.3m的工作槽，防止泥浆外
流，以保持场地的清洁。
（2）试验人员
技术工人16人，工程技术人员5人管理人员2人。
（3）机械设备
现已进场一次成墙及两次成墙多头小直径截渗桩机各1台（现已组装调试完毕，
就位待命），另配备输浆泵2台，制浆设备2套，挖掘机1台。
（4）施工材料
水泥选用强度等级为42.5级普通硅酸盐水泥。
进场水泥必须具备出厂合格证，
拌制水泥浆所用水泥要求新鲜无结块，并经现场取样送试验室复检合格，存放场地要
充分满足施工需要，备好满足试桩要求的水泥量。
同时做好现场水泥的防雨、防潮措施。
（5）施工供水
抽取无砂管井内地下水。
（6）施工供电
接当地网电，备足柴油发电机。
四、参数设定
4.1设计参数
（1）加固剂：
强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；
（2）水泥掺入比：
15%（与被加固湿土的质量比）；
（3）有效桩长3.94〜11.18m,施工桩长4.44〜11.68m。
保证桩深穿透粉细砂层以下1米；
（4）最小墙厚：
不小于300mm
（6）搅拌桩渗透系数：
不大于2X10-6cm/s；
（7）搅拌桩抗压强度：
不低于1.5MPa。
4.2施工参数
（1）水灰比:
1.5:
1,泥浆比重:
2.5/（1.5/1+1/3.1）=1.37;
（2）垂直度允许偏差：
＜0.5%;
（3）桩位允许偏差：
＜1cm；
（3）桩径：
本次共投入多头小直径搅拌桩机2套，一套一次成墙，一套两次成
墙。
一次成墙桩桩径440mm桩距320mm搭接宽度120mm理论成墙厚度302mm下一单元移位960mm具体成桩布置图详见下图：
两次成墙桩桩径380mm单序桩桩距450mm临序桩桩距225mm搭接宽度155mm理论成墙厚度306mmU序桩移位225mm下一单元移位1350mm具体成桩布置图详见下图：
（4）水泥掺入量
每米桩（包括3颗桩）长掺入水泥量：
1）一次成墙桩
每米土的体积：
3V=3XTtr2xim=3X3.14X0.222X1=0.456m3
土的湿密度：
p=1.96g/cm3=1.96x103kg/m3（地勘报告）
每米土的质量：
G=V15%的水泥掺入量M=893.76kgX15%=134.06kg
即：
每米桩长水泥掺入量为134.06kg;需要加水134.06X1.5=201.09kg;
需要配置水泥浆体积（201.09+134.06）/1.37=0.25m3。
2）两次成墙桩
每米土的体积：
3V=3XTtr2X1m=3X3.14X0.192X1=0.34力
土的湿密度：
p=1.96g/cm3=1.96X103kg/m3（地勘报告）
每米土的质量：
G=V15%的水泥掺入量M=666.52kgX15%=99.98kg
即：
每米桩长水泥掺入量为99.98kg;需要加水99.98X1.5=149.97kg;
需要配置水泥浆体积（149.97+99.98）/1.37=0.18m3。
五、施工方法
5.1一次成墙桩机施工方法
采用“二喷二搅”施工工艺。
（1）测量放样
根据业主移交的水准点和控制网点坐标等永久标桩进行复查核实，确保准确无误。
根据施工图纸，用全站仪定出防渗墙轴线，按设计图定出每单元桩的桩位以及应该打
设的深度，并做好标记和记录，编制防渗墙施工桩深控制表，每根桩位平面允许误差
01cni每个单元幅起始点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面
5cm左右。
桩位测放完毕后报监理核查，合格后方可施工。
试验桩按同样的方法，测放两个单元桩位。
测量工作由专人负责，实行定期复测、
校正。
施工期间所有的施工放线、测量记录和绘制图表及时整理、汇编、妥善保存，
做为施工记载资料。
（2）桩机就位
搅拌桩机到达作业位置，由当班机长统一指挥，移动前仔细观察现场情况，确保
移位平稳、安全，待桩机就位后，调整桩机液压支腿，使调平装置中三个水管液面偏
差在±3mnrt。
同时，在钻杆顶部用10米长细钢丝悬吊一锤球，下部放置一个间距为
（厘米的圆盘，可从圆盘直接读出偏移尺寸及方向。
每次调平搅拌桩机平台后使静止
状态下锤球对准中心，向下钻进一半时，读出锤球中心偏移刻度，打倒桩底时，再读
出刻度，如果超出允许偏移量则对机架重新进行复钻，确保垂直度偏差不大于0.5%，
并在桩机架上画出以米为单位的长度标记，便于钻杆入土时观察、记录钻杆的钻进深
度，确保搅拌桩长不少于设计桩长。
为了在施工过程中确保垂直度控制良好，在钻机四个支座处加设较大面积的钢垫
箱，使钻机在钻进中保持平稳，钻进时要经常检查垂直度，如发现偏差则边钻进边调
整，对于设计长度较长的水泥搅拌桩，在开始保持较慢的钻进速度，待机身稳定后再
加快钻进速度。
桩的孔位置与图纸偏差不得大于10mm。
（3）配制泥浆
按本方案“四、参数设定”规定的参数并结合每单元幅（或每序桩）的桩长配置
水泥浆，按每单元幅（或每序桩）一桶浆定量，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液
面高度。
水泥浆的制备须有充分的时间，要求不小于3分钟，以保证搅拌均匀性。
水
泥浆从泥浆搅拌机倒入储浆罐时，必须通过过滤网，把水泥硬块剔出。
浆液进入储浆
罐中必须不停地搅拌，以保证浆液不离析。
拌制浆液的时间超过3个小时的应作为废
浆处理，施工时泵送水泥浆必须连续，水泥浆用量、泵压以及泵送水泥浆的时间应有
专人记录。
（4）喷浆搅拌下沉
启动浆喷机电动机，放松起重机或卷扬机钢丝绳，使浆喷桩机沿导向架自上而下
浆喷切土下沉，下沉速度V&1.0m/min,开启泥浆泵同时喷浆，注浆压力：
1.5~2.5Mpa,边喷浆边旋转，输浆管道不能发生堵塞，使水泥浆和原地基土充分拌合，直到下沉钻
进至桩底标高并超深10~20cm偏差不大于50mm并原位喷浆30S以上。
（5）提升喷浆搅拌
钻进至桩底标高并超深10~20cma在原位喷浆30S以上后，调整泥浆泵档位及桩机档位，以V<2m/min的速度提升搅拌钻头，边喷浆边旋转，提升到超出桩顶设计标高50cm后关闭泥浆泵，在原位转动喷浆30s,以保证桩头均匀密实。
第一个单元施工完成，检查水泥浆用量，确保一个单元一桶浆。
（6）桩机移位
第一个单元施工完成后，主机整体沿预先标定的方向移动960mnffi下一单元就位,
两单元搭接尺寸为120mm。
（7）重复（3）~（5）工序，施工下一单元，试验桩施工完成。
5.2两次成墙桩机施工方法
同样采用“二喷二搅”施工工艺。
（1）测量放样
测量放样方法同一次成墙桩机，测放处两个单元共四序桩的桩位及高程，技术标
准同一次成墙桩机。
（2）桩机就位
同一次成墙桩机。
（3）配制泥浆
同一次成墙桩机，配备两个单元共四序桩的水泥浆量，每序一桶。
（4）喷浆搅拌下沉
同一次成墙桩机
（5）提升喷浆搅拌
同一次成墙桩机，完成第一个单元第I序桩施工。
（6）机架移位
第一个单元第I序孔施工完成后，主机上机架纵移225mms该单元第H序桩，调
平主机。
（7）重复（3）~（5）工序，施工第一单元第H序桩，完成第一单元施工。
（8）主机整体沿预先标定的方向移动1350mmi下一单元第I序桩就位，两单元
搭接尺寸为155mm。
（9）重复（3）~（7）工序，施工下一单元，试验桩施工完成。
六、施工质量控制与检测
（1）测量放样
施工开始前，会同监理复核桩位的现场放样成果，经监理签认后方可开始施工。
桩位允许偏差：
＜1cm。
桩顶、桩底高程，均不应低于设计值。
桩底一般应超深100-200mm桩顶应超过0.5m。
2）垂直度检测
施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，
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