水泥搅拌桩试桩总结报告.docx
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水泥搅拌桩试桩总结报告
中国铁建
1、试桩里程、布置形式及布置情况
在DK746+085段附近的右侧进行了9根水泥搅拌粧成粧工艺性试验，该试验粧已按照既定方案顺利完成。
水泥搅拌粧布置形式为正三角形布置，粧间距为1.1m。
搅拌粧直径为0.5m,设计粧长14m,实际粧长见附件：
水泥搅拌粧试粧记录
2、试粧施工机具
本次试粧选用SP-5型大扭矩钻机，主电机功率为45Kw,钻进速
度有五档:
一档为0.1〜0.3m/min，转速正转15r/min，反转17r/min;二档为0.3〜0.7m/min，转速正转25r/min，反转29r/min;三档为0.7〜1.2m/min，转速正转44r/min，反转52r/min;四档为1.2〜1.7m/min，转速正转70r/min，反转82r/min;五档为1.7〜2.3m/min，转速正转108r/min，反转138r/min;可无机调速。
PJ-5A泥浆泵1台。
YX-I型电脑自动记录仪。
试粧前所有用于试粧的机械都完成以下工作：
（1）粧机配置了可以控制粧身每米喷浆量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定操作时间、深度、喷浆量、粧位编号、复搅深度、复搅次数等参数。
（2）粧机上的压力表、转速表、电流表、电子称都经过标定，达中国铁建到合格。
（3）每台粧机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的吊线锤，并画上垂直线。
（4）在每台粧机的钻架画上钻进刻度线，标写醒目的深度。
（5）钻头直径的磨损量<1cm。
3、试桩目的
（1）确认每根搅拌粧水泥用量。
（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）确定不同地质情况的电流强度。
（5）确定该地质条件下，按室内配合比在现场施工，水泥搅拌粧25d的无侧限抗压强度不小于1.2MPa、单粧承载力、复合地基承载力是否满足设计要求。
（6）根据单粧承载力试验确定施工掺和比，取得经济可靠的、符合设计要求便于现场实施的工艺控制数据，以便指导本段水泥搅拌粧大面积施工。
4、试桩施工工艺参数的确定
4.1、钻进速度与提升速度
水泥搅拌粧为两喷四搅，根据以往水泥搅拌施工经验，钻机搅拌速度和提升搅拌速度如下:
中国铁建
第一次钻进搅拌速度：
1.0m/min，转速44r/min;第一次提升搅拌速度：
1.2m/min，转速82r/min;第二次钻进搅拌速度：
1.0m/min,转速44r/min;第二次提升搅拌速度：
1.2m/min，转速82r/min。
4.2、掺灰率选定
根据《**施路专-08-1》设计要求，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，掺灰量为被加固土湿质量的15〜20%;地下水具有侵蚀性时，采用水泥+粉煤灰，水泥掺量为被加固湿土质量的18%，粉煤灰掺量为水泥质量的20°%。
为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比，试粧按水泥浆配比试粧和水泥+粉煤灰试粧，试粧数量如下：
按水泥+粉煤灰浆体配比试粧：
水泥+粉煤灰总量掺比为16%、18%、20%的各试粧三根，其中水泥：
粉煤灰=4:
1，共9根。
在2011年1月14日，9根试粧已顺利完成。
根据《**枢纽施工图-车站路基工点设计图》设计要求，粧身胶凝剂及采用水泥和粉煤灰，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰为II级或以上强度的。
再根据配合比室内试验结果，选取掺灰量分别为16%、18%和20%的试粧（共9根）作为检测对象，对其进行取芯观测、无侧限抗压强度检测、单粧承载力检测、复合地基载荷检测，从而确定所需配合比及各项参数。
选定掺灰量为18%，每米试粧水泥用量
54Kg，粉煤灰用量14Kg。
掺灰量
水胶比
理论配合比
（土：
水泥：
粉煤灰：
水）
施工配合比（水泥：
粉煤灰：
水）
比重
（Kg/cm3）
16%
0.5
1:
0.128:
0.032:
0.08
48:
12:
30
1.823
18%
0.5
1:
0.143:
0.037:
0.09
54:
14:
34
1.823
20%
0.5
1:
0.16:
0.040:
0.10
60:
15:
37.5
1.823
中国铁建其它见所附检测报告
4.3、水胶比
按设计要求，水胶比为0.45〜0.55,再结合实际土质的含水率较高，水胶比采用0.50。
已知水比重为1,水泥比重为3.1,总重量+总体积，即浆液比重为（1+0.5）+（1+3.1+0.5+1）=1.823。
4.4、喷浆量
每米喷浆量=（每米水泥用量+每米粉煤灰用量）x1.5+1.823。
喷浆速度为5〜20L/min。
试粧过程中选取了，10L/min、13L/min和和15L/min。
4.5、喷浆压力
水泥搅拌粧实际喷浆压力应控制在掺灰量为16%0.3MPa、掺灰量为16%0.4MPa、掺灰量为16%0.5MPa。
5、施工过程质量控制
5.1、钻进速度与提升速度及钻头速度的控制
钻进时用四档，提升时用三档，不能用五档快速钻进（或五档快速提升）。
注意控制搅拌机提升到地面以下1米时用二档慢慢提升。
钻头转速控制在30〜82r/min。
5.2、粧底打入持力层深度
在每台粧机的钻架画上钻进刻度线，每0.5m—道标号记号，同时以小票的数据来控制粧长。
以深入持力层0.6m为准。
中国铁建
6、施工工艺
水泥搅拌粧试粧采用“四喷四搅”施工工艺，详见工艺流程图6.1:
图6.1水泥搅拌桩施工工艺流程图
6.1、钻机就位
将钻机安置在测设的粧位上，使钻头对准粧位，粧位允许偏差S50mm，然后调整粧机的平整度和垂直度，垂直度允许偏差幻％，以保证粧身垂直。
6.2、制浆
根据施工前室内配方试验确定的最佳水泥用量、水胶比制浆，要求水要清洁、酸碱适中。
中国铁建
浆液配制顺序：
先加入规定用水量，然后边搅拌边加入水泥和粉煤灰，并用比重计检浆液比重，设计浆液比重为1.823g/cm3。
最后放入二次搅拌桶内进行二次搅拌。
6.3、浆液加压
采用高压泵将浆液经高压管送至喷嘴。
6.4、边钻进、边喷浆搅拌
钻机就位后，开启钻机和水泥浆泵，将水泥浆压入地基中，边钻进、边自上而下喷浆、边搅拌，直至钻进至水泥搅拌粧设计深度。
6.5、边提升钻头、边喷浆搅拌
钻进至设计深度后，钻机反转，提升钻头，边自下而上喷浆、边提升、边搅拌。
直至提升至粧顶。
6.6、再次钻进、喷浆搅拌
钻头提升至粧顶后，再次下钻，边自上而下喷浆、边搅拌。
直至钻进至水泥搅拌粧设计深度。
6.7、再次提升、喷浆搅拌
再次钻进至设计深度后，再次将钻机反转，提升钻头，边自下而上喷浆、边提升、边搅拌。
提升至地面以下1m时，宜减慢速度，当喷浆口至粧顶标高时，应停止提升搅拌10〜20s,以保证粧头密实均匀。
6.8、清洗、移位
灌浆完成后，提升钻杆及钻头，向集料斗中注入适量清水，进行低压射水，清洗管路中残存的水泥浆。
中国铁建
在成粧过程中，因故停浆继续施工时，必须重叠接粧，接粧长度不小于0.5m，若停机超过3h，应在原粧位旁边进行补粧处理。
清洗结束后，把钻机等设备移到新孔位上。
7、试桩成果
7.1、水泥搅拌粧质量检验
（1）成粧7d后，采用浅层开挖1〜3根粧头目测检查搅拌粧的均匀性、整体性及外观质量，并用实际周长1.63换算直径的0.52m。
开挖深度为停浆面以下0.5m。
（2）成粧28d后，在1〜3根检测粧粧径方向1/4处、粧长范围内钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，取SY-5、SY-7、SY-8共3个试样做粧身无侧限抗压强度。
检测结论：
各粧强度分别为1.4MPa、1.5MPa、1.4MPa，均大于设计1.2MPa。
钻芯后的空洞采用水泥砂浆灌注封闭。
7.2、浆体喷射搅拌粧施工实际偏差见表7.1要求控制。
表7.1水泥搅拌桩施工允许偏差
项次
项目
单位
实际偏差
允许偏差
检查方法和频率
1
桩位容许差
mm
彡50
±100
全部自检，10%抽样
2
桩径容许差
mm
彡20
彡50
全部自检，10%抽样
3
桩长容许差
mm
不小于设计值
不小于设计值
全部自检，10%抽样
4
竖直度容许差
%
^1
彡1.5
全部自检，10%抽样
8、水泥搅拌桩现场检测情况
8.1、粧顶1米以下成粧效果检查。
2011年2月26日，项目部对水泥搅拌粧成粧情况进行了现场外观
中国铁建鉴定，监理单位**建设工程咨询有限公司**和**铁路引入**枢纽监理站对试验过程进行了见证。
对试粧粧顶以下1m范围进行了开挖，可见粧体圆匀，无缩颈和回陷现象，布置形式、粧间距以及直径均符合要求，粧体符合设计和施工规范要求。
（见图8.1）
图8.1浆配比为18%,实测桩径0.52m实测粧径0.52m。
还抽检了几根粧，粧体皆完整连续，无缩颈和回陷现象。
中国铁建
8.2、成粧28天复合地基载荷试验
图8.2.1SY-2#桩复合地基载荷试验
2011年2月26日在现场对水泥搅拌粧SY-2#（浆配比16%，水泥:
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）试粧进行了复合地基载荷试验。
载荷板尺寸为1.1mx1.1m，b=1.1m，0.006b=0.006x1100=6.6mm。
试验分十二级加载，最大试验压力为300KPa，p-s曲线为平缓的光滑曲线。
S=6.6_所对应的压力值为298KPa，大于最大压力值的一半即150KPa，因此该试验点的复合地基承载力特征值为150KPa，复合地基载荷试验符合不小于150KPa。
图8.2.2SY-4桩复合地基载荷试验2011年2月27日在现场对水泥搅拌粧SY-4#（浆配比为18°%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）试粧进行了复合地基载荷试验。
载荷板尺寸为1.1mx1.1m，b=1.1m，0.006b=0.006x1100=6.6mm。
试验分十二
中国铁建级加载，最大试验压力为300KPa，p-s曲线为平缓的光滑曲线。
s=6.6mm所对应的压力值为236KPa,大于最大压力值的一半即150KPa,因此该试验点的复合地基承载力特征值为150KPa,复合地基载荷试验符合不小于150KPa。
图8.2.3SY-6桩复合地基载荷试验2011年2月28日在现场对水泥搅拌粧SY-6#（浆配比20%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）试粧进行了复合地基载荷试验。
载荷板尺寸为1.1mx1.1m，b=1.1m,0.006b=0.006x1100=6.6mm。
试验分十二级加载，最大试验压力为300KPa,p-s曲线为平缓的光滑曲线。
s=6.6mm所对应的压力值为269KPa,大于最大压力值的一半即150KPa,因此该试验点的复合地基承载力特征值为150KPa,复合地基载荷试验符合不小于150KPa。
图8.3.1SY-1#桩单桩承载力试验
8.3、成粧28天单粧承载力试验。
2011年3月1日在现场对水泥搅拌粧SY-1#（浆配比16°%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）试粧进行了单粧承载力试验，试验共分九级加载，累计沉降为14.57mm（彡40mm），单粧承载力符合不小于200KN的设计要求。
8.3.2SY-3#桩单桩承载力试验
中国铁建
2011年3月2日在现场对水泥搅拌粧SY-3#（浆配比为18%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）试粧进行了单粧承载力试验，试验共分
九级加载，累计沉降为9.49mm（彡40mm），单粧承载力符合不小于200KN的设计要求。
8.3.3SY-9#桩单桩承载力试验
2011年3月2日在现场对水泥搅拌粧SY-9#（浆配比19°%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）试粧进行了单粧承载力试验，试验共分九级加载，累计沉降为12.70mm（彡40mm），单粧承载力符合不小于200KN的设计要求。
图8.4.1SY-5#桩芯样
8.4、成粧28天后粧身抽芯进行完整性检查及无侧限抗压强度试
验。
2011年3月2日，项目部及监理单位在现场进行了SY-5#粧（浆配比16°%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）抽芯并试验其无侧限抗压强度（见图8.4.1）。
从芯样看，芯样连续、完整，呈长、短柱状、混合料分布均匀，无其他异常情况，粧长符合设计要求，粧身均匀性良好。
从芯样中截取不同深度、不同土层的3个试件进行无侧限进行抗压强度试验，试验结果1.93MPa（0〜0.64m），1.46MPa（0.64〜6.95m），0.81MPa（6.95〜11.82m）。
（附无侧限试验结果）
中国铁建
图8.4.2SY-7#桩芯样
SY-7#粧（浆配比为18%，水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）抽芯并试验其无侧限抗压强度（见图8.4.2）,从芯样看，芯样连续、完整，呈长、短柱状、混合料分布均匀，无其他异常情况，粧长符合设计要求，粧身均匀性良好。
从芯样中截取不同深度、不同土层的3个试件进行无侧限进行抗压强度试验，试验结果为2.06MPa（0〜0.6m），1.5MPa（0.60〜6.95m），0.94MPa（6.95〜11.82m），较符合设计要求。
（附无侧限试验结果）
图8.4.3SY-8#桩芯样
SY-8#粧（浆配比20%，土：
水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63）抽芯并试验其无侧限抗压强度（见图8.4.3），从芯样看，芯样连续、完整，呈长、短柱状、混合料分布均匀，无其他异常情况，粧长符合设计要求，粧身均匀性良好。
从芯样中截取不同深度、不同土层的3个试件进行无侧限进行抗压强度试验，试验结果为1.87MPa（0〜0.65m），1.44MPa（0.65〜7.00m），0.89MPa（7.00〜11.90m），均符合设计要求。
（附无侧限试验结果）
9、试桩总结
通过水泥搅拌粧试粧记录和各项检测数据得出试验数据分析总结：
在该地质条件下，采用SP-5型大扭矩钻机施工。
按“四喷四搅”施工工艺及试粧施工参数施工的水泥搅拌粧，无侧限抗压强度、单粧承
中国铁建载力、复合地基载荷三项指标均符合设计要求，可按如下的施工机具、施工工艺及参数、水泥掺量进行的搅拌粧施工：
水泥搅拌粧施工机具采用SP-5型大扭矩打粧钻机;施工工艺为“四喷四搅”施工流程为：
钻机就位一制浆一开启钻机、水泥浆泵一边钻进、边喷浆搅拌一边提升钻头、边喷浆搅拌一再次钻进、喷浆搅拌一再次提升、喷浆搅拌一清洗、移位。
通过记录和电脑小票，我们可以得出：
第一次钻进搅拌速度：
1.0m/min、转速44r/min，第一次提升搅拌速度：
1.25m/min、转速82r/min，再次钻进搅拌速度：
1.0m/min、转速44r/min，再次提升搅拌速度1.25m/min、转速82r/min。
即控制钻进速度为三档，提升速度为四档。
胶凝材料：
水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用II级粉煤灰。
配合比：
据无侧限抗压强度、单粧承载力、复合地基载荷这三项指标（详见所附检测报告），浆配比采用18%，即配合比为水泥：
粉煤灰：
水=1:
0.26:
0.63,每米水泥用量为54Kg，每米粉煤灰用量为14Kg。
喷浆量：
通过试粧，可以发现，喷浆量的控制不仅须控制每米水泥用量和浆液比重，还须控制钻进提升速度与钻头转速的一致性，以免搅拌喷浆不均匀。
每米喷浆量：
浆配比为18%的喷浆量计算：
设计每米喷浆量=（设计每米水泥用量+设计每米粉煤灰用量）x（1+0.5）/1.823
（54+14）x（1+0.5）/1.823=56L/m
中国铁建
计算记录表中实际平均每米喷浆量为74L/m>56L/m，符合设计要
喷浆压力：
试粧发现，将配比为18%的粧采用喷浆压力为0.5MPa
10、附件
10.1水泥搅拌粧试粧施工平面布置图10.2现场施工记录及电子小票复印件；
10.3水泥搅拌粧钻芯及无侧限抗压强度试验结果;10.4复合地基静载荷试验结果；
10.5单粧静载试验结果。
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