螺杆桩试桩总结.docx
《螺杆桩试桩总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《螺杆桩试桩总结.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
螺杆桩试桩总结
1工程概况
根据标段螺杆桩试桩的规格、长度、数量及地质条件应具有代表性要求，工艺性试验选取在DK131+528.37～DK132+723.52段路基，工点全长1195.15m，前接甘露特大桥，后接南库大桥。
该段路基位于岗地及坳谷区，地面高18.36～25.97m，相对高差7.61m,地势起伏小，辟为农田、村舍，周围有公路相通，交通便利，线路在DK131+450～DK131+800段靠近既有漳泉肖铁路。
DK131+528.37～DK132+723.52段采用螺杆桩进行地基加固：
直杆段不小于设计桩长的2/3，桩径0.5m；螺纹段桩外径0.5m，内径0.36m，桩间距1.8～2.0m，正方形布置，共8077根，总延长米为139576m。
现场选取工艺性试验具体段落为DK131+528.37～DK131+540段，本段桩间距1.9m，正方形布置，设计桩长21m。
DK131+528.37～DK132+723.52段地层岩性及工程地质特征为：
（0），Q4al素填土，Ⅱ；
（2）3，Q4al+pl粉质黏土，软塑，Ⅱ，σ0=120KPa;
（2）4，Q4al+pl粉质黏土，硬塑，夹碎石，Ⅱ，σ0=160KPa;
（11）1，ηγm52，花岗岩，全风化夹强风化碎块，Ⅲ，σ0=200KPa;
（11）1-1，ηγm52，花岗岩，全风化（砂土状，夹碎块），Ⅲ，σ0=250KPa;
（11）2，ηγm52，花岗岩，强风化，Ⅳ，σ0=500KPa;
（13）2，γδm53（a），辉绿岩，强风化，Ⅳ，σ0=500KPa;
（11）3，ηγm52，花岗岩，弱风化，Ⅵ，σ0=1000KPa;
地表水不发育；地下水为第四系孔隙潜水，具有CO2侵蚀性，化学环境等级为H1。
2试桩依据
1、《高速铁路路基工程质量验收标准》TB10751-2010；
2、《高速铁路路基工程施工技术规程》Q/CR9602-2015；
3、《铁路工程地基处理技术规程》TB10106-2010；
4、已批复的《螺杆桩试桩方案》；
5、《螺纹桩技术规程》（JGJ/T379-2016）；
6、工点设计图纸及参图。
3试桩方案
为复核路基DK131+528.37～DK132+723.52段工程地质，研究各地层中长螺杆钻机施工工效，验证长螺杆钻机泵送混合料的成桩方式及提取符合路基DK131+528.37～DK132+723.52段螺杆桩的施工质量控制要点、施工参数，项目部开展该段路基螺杆桩施工工艺试验。
试桩选择在DK131+528.37～DK131+540段内6根桩进行试桩，其中2-5#、2-6#、2-7#3根桩采用连续打桩法施工，3-4#、3-6#、3-8#3根桩采用跳桩法施工。
桩基参数为：
单根桩长为21m，桩间距1.9m；直杆段长度不小于总桩长的2/3，直杆段桩径0.5m，螺纹段桩外径0.5m，内径0.36m，螺牙高度70mm，螺牙根部厚度120mm，端部厚度60mm，螺距350~400mm。
4施工准备
4.1材料要求
（1）桩体主体材料为碎石，应符合设计级配要求；选用的水泥、粉煤灰及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。
（2）桩身设计采用C25混凝土，螺杆桩试桩混凝土采用经监理单位审批完成的配合比，每立方米C25混凝土施工配合比为水泥：
粉煤灰：
细集料：
粗集料：
减水剂：
水=266:
88:
789:
1020:
2.48:
175，试桩混凝土由2#拌合站集中拌合，配合比见附件。
（3）为保证混凝土试块的及时性和真实性，施工现场安排试验员做好混凝土塌落度及试块的准备工作，保证现场混凝土坍落度满足要求及制作混凝土试块1组。
4.2人员配置
表4-1施工人员配置
序号
工种
人数
职责
1
副经理
1
负责螺杆桩试桩施工的全面工作。
2
技术员
2
负责螺杆桩桩旁站记录、混凝土灌注记录。
3
测量员
2
负责螺杆桩试桩的测量、放线。
4
领工
1
负责现场施工机械协调。
5
领班
1
负责螺杆桩桩机桩机工作。
6
钻机操作手
1
负责钻机的操作、养护和维修。
7
普工
3
钻机的养护，机管安装，混合料浇筑。
8
切割工
2
负责桩头环切
4.3主要机具
本次试桩采用长螺旋管钻机成孔，泵压混凝土成桩，所用机械设备配置如下：
表4-2设备配备一览表
序号
名称
型号
数量
备注
1
长螺旋钻机
JZU90
1
2
地泵
HBTS80
1
3
罐车
8方
2
4
混凝土切桩机
QZ-600型
1
5
自助发电机
250KW
1
6
挖掘机
日立240
1
5施工工艺流程
本螺杆桩采用长螺旋成孔，芯管内泵压混合料成桩，具体施工工艺流程图如下图5-1。
原地面处理
测量放样
钻机就位
钻杆垂直度检查与调整
钻孔至设计深度，记录施工设备贯入地层的反应，到达设计地层
泵送混合料，钻杆内充满混合料后开始提钻
均匀拔管并泵压混合料直至桩顶，拔管速度符合规范标准，投料量不得少于设计灌注量
钻机移至下一桩位
桩间土开挖
桩头处理
成桩质量检验
混合料原材料进场检验，符合设计要求
混合料室内配合比设计
混合料拌和、运输，混合料强度符合设计要求、坍落度工艺性试验要求
图5-1螺杆桩施工工艺流程图
5.1施工准备
施工前，对所有进场人员进行交底、培训，要求各工序操作人员及现场管理人员熟练掌握螺杆桩施工相关工序的施工方法及验收标准，并经过考核合格后上岗。
提前对施工场地进行平整、施工用水、用电进行布置，保证在开工前现场满足“三通一平”。
5.2原地面清理
对施工区域内的管线进行迁改，对影响施工的构造物、生活垃圾、障碍物及表层富含植物根系种植土进行挖除，对于池塘等汇水区域抽水晾干清淤后采用粗粒土分层回填至设计桩顶标高以上30～50cm。
场地周边设置临时排水沟，将水排至附近沟渠。
无法自然排出的地段，每50m设置一个临时集水井，做好临时抽排工作。
5.3测量放样
测量队先用全站仪放出路基纵、横向控制桩，再根据设计桩间距逐点放出桩位，桩位处插设竹签进行标示，桩位间撒白灰连线形成方格网。
在控制桩外侧1米设置保护桩。
5.4钻机就位
钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保螺杆桩垂直度容许偏差不大于1%，桩位偏差纵横偏差不大于50mm。
垂直度采用在钻架上挂垂球方法检验，在钻架上刻上明显的对照位置线。
每根桩施工前专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后方可开钻。
根据设计桩长，确定钻孔深度并在钻机塔身相应位置每1m贴反光数字标签，作为施工时控制桩长的依据，当动力头底面到达标志时，桩长即满足设计要求。
5.5钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。
钻进成孔过程中应保持匀速下钻，钻杆旋转一圈应同时下降一个螺距，保证在土体中形成螺纹。
根据钻机塔身上的进尺标记，到达设计地层，停止钻进。
在钻进时，每米记录一次电流值，当电流突变时记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考。
5.6灌注及提钻
钻孔至设计地层后，停止钻进，反转动力头开始混合料灌注，每根桩的投料量不少于设计灌注量。
对于螺杆桩下段螺纹部分而言，反转动力头随之提钻是同时进行的，而且每旋转出的高度等于提升装置提升的高度，确保螺纹成型质量，根据试验经验，当动力头转速控制在1700r/min，主卷扬机转速控制在1300~1500r/min时，可控制螺距为350~400mm。
提钻灌注至直杆段时，再次反转动力头并提钻，将已形成的螺纹破坏掉变成直杆段。
在提至桩顶后亦需停置10～30s泵送混凝土，使桩头标高高出设计50cm，保证桩头质量，即可停止灌注，将孔周围的残渣清至指定地点，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。
在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。
每盘混合料安排试验人员检测混凝土的坍落度，合格后进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每台班做1组试块，测定其28天抗压强度。
5.7移机
上一根桩施工完毕后，对成桩桩头进行保护，钻机移位至相邻桩位，进行下一根桩的施工。
6试桩过程
试桩过程时间节点如下：
试桩开始时间为2018年8月13日10：
47，结束时间为2018年8月13日17：
14；桩身检验时间：
2018年9月3日进行了低应变检测；2018年9月10日至2018年9月14日进行了单桩静载检测；2018年9月9日至2018年9月11日进行了取芯检测。
具体施工流程入下。
1）场地平整
试验地段为农田地段，现场采用挖掘机对DK131+528.37～131+540段试桩区域进行场地整平压实，达到设计标高。
试桩区域两侧挖临时排水沟，确保场地无积水。
2）测量放线
根据试桩方案选定的位置，项目部测量队对DK131+528.37～131+540处桩位进行放样，放样完成后在桩位处撒石灰标识并在桩心插木条标记，最后对该试桩区域进行了临时封闭。
图6-1桩位布置
3）钻机就位
钻机就位，使钻杆垂直对准桩位中心。
确保螺杆桩垂直度容许偏差不大于1%，桩位偏差纵横偏差不大于50mm。
垂直度采用在钻架上挂垂球方法检验，在钻架上刻上明显的对照位置线。
每根桩施工前专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后开钻。
图6-2桩机就位
4）钻进
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面后，启动马达开始钻进。
钻进过程中保持匀速下钻，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正，钻机操作手通过控制主动力头和主卷扬机转速来控制钻杆，使钻杆旋转一圈同时下降一个螺距，保证在土体中形成螺纹。
在成孔过程中，技术员每米记录一次电流值，当电流突变时记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考。
在发现钻杆摇晃或钻进困难时，放慢钻进速度，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。
5）成孔
螺杆桩钻机匀速钻进，同时根据钻塔上标记控制钻进深度，达到设计深度后停钻，钻孔至设计桩长后，电流达到130～170A。
通过实测钻杆，结果如下：
3-10#实际成孔为21.4m、3-11#实际成孔为21.3m、3-12#实际成孔为21.5m、4-8#实际成孔为21.5m、4-10#实际成孔为21.8m、4-12#实际成孔为21.5m。
6）混合料灌注
钻孔至设计地层后，停止钻进，反转动力头开始混合料灌注，每根桩的投料量均不少于设计灌注量3.58m3。
对于螺杆桩下段螺纹部分而言，反转动力头随之提钻是同时进行的，而且每旋转出的高度等于提升装置提升的高度，确保螺纹成型质量，根据试验经验，当动力头转速控制在1700r/min，主卷扬机转速控制在1300~1500r/min时，可控制螺距为350~400mm。
提钻灌注至直杆段时，再次反转动力头并提钻，将已形成的螺纹破坏掉变成直杆段，提钻速度控制在2m/min左右。
在提至桩顶后停置10～30s泵送混凝土，使桩头标高高出设计50cm，保证桩头质量，然后停止灌注，将孔周围的残渣清至指定地点，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护，后移机至下一邻桩继续试桩。
图6-3提钻及灌注混凝土
图6-4现场坍落度检测
表6-1螺杆桩施工记录
施工日期
里程/桩号
钻孔深度（m）
施工时间
坍落度
地面高程（m）
终孔电流（A）
开始时间
结束时间
1
2
2018.8.13
DK131+532.8/3-12
21.5
10:
47
11:
34
165
175
21.295
155.52
2018.8.13
DK131+532.8/3-11
21.3
11:
38
13:
01
185
175
21.295
138.75
2018.8.13
DK131+532.8/3-10
21.4
13:
10
13:
58
165
180
21.295
149.43
2018.8.13
DK131+534.7/4-12
21.5
14:
19
14:
59
190
185
21.295
139.64
2018.8.13
DK131+534.7/4-10
21.8
15:
09
16:
23
180
175
21.295
143.52
2018.8.13
DK131+534.7/4-8
21.5
16:
26
17:
14
165
175
21.295
134.52
表6-2螺杆桩单桩设计混凝土量与实际混凝土量对比表
序号
桩号
设计混凝土
实际浇筑混凝土
充盈系数
1
3-12
3.577
4.1
1.146
2
3-11
3.577
4.3
1.202
3
3-10
3.577
4.3
1.202
4
4-12
3.577
4.2
1.174
5
4-10
3.577
4.1
1.146
6
4-8
3.577
4.3
1.202
表6-3螺杆桩施工工艺参数
序号
项目名称
施工参数
施工控制参数
1
钻进速度
0.5～1m/min
粉质粘土约1m/min，全风化花岗岩约0.5m/min
2
混合料坍落度
160～200
160～200
3
拔管速率
1.0～2.0m/min
螺纹段约1.0m/min，直杆段约2.0m/min
4
垂直度
1%
1%
5
桩位
50mm
50mm
6
保护桩头
30~50cm
30~50cm
7
终孔电流值
130-170A
130-170A
7试桩检测
2018年9月2日开始挖出6根螺杆桩试桩并进行桩头环切，环切完成后技术人员量测桩径，桩径均不小于0.5m，符合设计规范要求。
见图7-1.
图7-1现场桩头直径测量
2018年9月3日安徽中铁工程技术服务有限责任公司对该段6根螺杆桩试桩进行低应变检测，桩身完整，均为Ⅰ类桩；2018年9月10日～2018年9月14日对4-10#桩、3-10#桩、3-12#桩进行单桩静载检测，结果达到设计承载要求；2018年9月9日～2018年9月11日对3-11#桩、4-8#桩、4-12#螺杆桩进行钻孔取芯,芯样完整，骨料均匀，均为Ⅰ类桩。
检测报告见附件。
图7-2低应变检测图7-3取芯检测
图7-4单桩承载力检测
8试桩结论
通过本次螺杆桩工艺性试桩，复核了DK131+528.37~DK132+723.52段路基工程地质，确定了混凝土拌和料配合比、坍落度、拔管速度、长螺旋钻机的终孔电流、单桩充盈系数、控制螺纹间距的桩机动力头和卷扬机转速等各项工艺参数，具体结论如下：
1）每方C25混合料施工配合比：
（水泥+粉煤灰）：
砂：
碎石：
减水剂：
水=（266+88）：
789:
1020:
2.48:
175。
2）混合料坍落度控制在160～200mm之间，禁止泵送混合料塌落度超标使用。
3）JZU-90型长螺旋钻机钻进速度随地质情况变化，当在粉质黏土底层施工时，钻进速度为1m/min左右；当在全风化花岗岩地层施工时，钻进速度为0.5m/min左右。
4）当电流在130～170A，长螺旋钻机成孔已进入设计桩底地层。
5）严格控制拔管速率，拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。
因此，根据现场混合料输送泵的功率，钻机拔管速度控制为：
螺纹段1m/min左右，直杆段2m/min左右。
6）螺杆桩的单桩投料量理论值为0.171m³/m，实际为0.195~0.204m³/m，充盈系数为1.146~1.202。
7）为保证螺杆桩螺纹段螺纹成型质量，控制好螺距，需保证动力头的转速和提升钻杆卷扬机的转速协调成比例，根据试验经验，当动力头转速控制在1700r/min，主卷扬机转速控制在1300~1500r/min时，可控制螺距为350~400mm。
8）根据试桩桩基开挖后桩头质量及桩基实体检测质量均为I类桩判断，采用逐桩法、跳桩法施工对成桩挤压、窜孔以及后续施工对已施工桩头的破坏均无不良影响，从现场施工功效及可操作性考虑，优先考虑采用逐桩法施工。
因此，采用长螺旋钻机成孔及芯管内泵送混合料灌注的方法，适合路基DK131+528.370～DK131+723.520段地层条件，螺杆桩成桩质量满足设计及规范要求，可以在后续施工中大面积推广应用。
9附件
附件1、混凝土配料通知单
附件2、混凝土设计配合比报验审批表
附件3、螺杆桩桩试桩旁站记录
附件4、28天标准立方体试件抗压强度报告
附件5、螺杆桩试桩低应变检测报告
附件6、螺杆桩试桩单桩竖向抗压静载承载力检测报告
附件7、螺杆桩试桩钻芯法检测报告
附件8、芯样进行无侧限抗压强度报告
升级会员 