水泥土挤密桩施工工艺试验.docx
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水泥土挤密桩施工工艺试验
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水泥土挤密桩施工工艺试验
新建银川至西安铁路站前工程YXZQ-6标段
水泥土挤密桩工艺性试桩方案
编制：
复核：
审批：
中国中铁航空港建设集团有限公司
银西铁路甘宁段YXZQ-6标段项目经理部编制
2016年10月6日
水泥土挤密桩试桩方案
一、试验地点和地质情况描述
试验场位于银西高铁线工程试验段内，对应线路里程DK368＋～DK368+和DK369＋～DK369+，横向位于线路左右侧9m处。
线路主要以填挖相间形式通过，最大中心挖方高度约3-5m,最大填方高度约10m，从西安至银川方向分为两个试验段，采用水泥土挤密桩地基处理措施。
试验场所处地貌为环县境内，工点范围内地势左低右高，大部分已开辟为耕地，局部有民房、窑洞。
该路段地层依次为：
工点上部地层主要为第四系上更新统风积砂质黄土，第四系上更新统冲积砂质黄土，黏质黄土、粉土，下伏白垩下统砂岩。
地层岩性详述如下：
1、第四系上更新统
砂质黄土（Q3eol）：
主要分布于线路右侧台地，浅黄色，厚度约30-50m不等。
成分以粉粒为主，土质不均，黏塑性较差，局部可见针状裂隙，含白色菌丝，中密为主，稍湿-潮湿，Ⅱ级普通土，σ0=150kpa。
表层3-5m稍密，σ0=100kpa-120kpa。
砂质黄土（Q3al）：
广泛分布于上部上层，厚～不等。
成份以粉粒为主，土质不均，黏塑性较差，局部可见针状孔隙，含白色菌丝，中密为主，稍湿-潮湿，Ⅱ级普通土，σ0=150kpa。
表层3-7m稍密，σ0=120kpa。
压缩模量ES100～200=2～，ES200～300=～，ES300～400=～，ES400～600=～，ES600～800=～。
细砂（Q3al）：
局部层状分布于冲积黏质黄土层下部，厚度～，棕红色，棕褐色，成份以长石、石英为主，砂质不纯，含少量黏粒，中密，饱和。
Ⅰ级松土，σ0=150kpa。
2、白垩系
砂岩（K1）：
青灰色，局部夹紫红色团块，成分以石英，长石为主，粉砂质结构，层状构造，泥质胶结，局部夹泥岩薄层，节理裂隙较发育，风化层厚度0-3m。
风化层，Ⅳ级软石，σ0=400kpa；完整基岩，Ⅳ级软石，σ0=600kpa。
试验水泥土挤密桩位于DK368＋～DK368+和DK369＋～DK369+段。
设计参数：
桩径，桩间距，桩长8m，正方形布置。
二、试验目的
检验完善设计，为大面积施工提供依据，确定如下几方面内容:
检验设计参数和地基处理效果；
确定机械设备选型及配套组合；
确定施工工艺及参数：
成孔参数、填料分层厚度、夯击次数、水泥土配合比等。
三、机械设备及施工材料
机械设备
⑴DK368＋～DK368+段采用洛阳铲（沉管直径40cm）1台和汽车吊夯锤（750kg）1台。
⑵DK369＋～DK369+段采用履带吊柴油锤（）管桩机（沉管直径40cm）1台。
施工材料
⑴黄土采用就近处正线挖方黄土。
根据土工试验结果，测出该处黄土含水率，合格后。
方可用于水泥土材料。
⑵
⑶水泥土水泥含量8％（质量比）,土料中有机质含量不应大于5%，土块粒径不得大于15mm，不得含有杂土、冻土、膨胀土及砖、瓦、石块。
拟投入的主要人员和仪器
为确保现场试验顺利进行，计划成立水泥土挤密桩试验小组，由技术负责人任现场总指挥，小组成员由安全质量部、工程技术部等相关人员组成。
拟投入的主要人员表
序号
工种
数量
备注
1
管理人员
2
2
技术人员
3
3
机械工
4
4
技术工人
6
5
普工
8
6
安全员
1
拟投入的主要测量仪器、机械设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
全站仪
徕卡1201+
套
1
2
水准仪
DSZ2
套
1
3
柴油锤打桩机
台
2
4
汽车吊
台
1
5
夹杆锤夯实机
台
1
6
洛阳铲
台
1
7
滚筒式搅拌机
台
1
8
自卸车
台
3
运料
四、施工过程
试验方案
针对设计桩径较大、桩身较长的情况，拟定了两种试验方案，并在正式施工前在分区间的过渡段或路堤坡脚处进行了小面积群桩试验。
试验桩平面示意图
⑴方案1
在DK368＋～DK368+段，试验桩7根（1-1#桩、3-1#桩、5-1#桩、2-2#桩、4-2#桩、1-3#桩、3-3#桩）按顺序施作（见图）。
采用直径40cm洛阳铲成孔，成孔8m深；
夯填时每层填料虚铺50cm，采用汽车吊夯锤（），每层分别夯击6次，夯锤落距4m。
成桩过程中在桩长范围内，每2m在桩芯位置取样测试干密度，如达不到设计要求，调整每层填料厚度或夯击次数，直至取得能够达到设计压实系数的工艺参数。
⑵方案2
在DK369＋～DK369+段，试验桩7根（2-1#桩、4-1#桩、1-2#桩、3-2#桩、5-2#桩、2-3#桩、4-3#桩）按顺序施作（见图）。
采用直径40cm履带吊柴油锤（）管桩机成孔，孔深8m；
夯填采用夹杆锤夯实机，根据夯实机输送水泥土流量控制夹杆锤夯击6～8次/分；成桩过程中在桩长范围内，每2m在桩芯位置取样测试干密度，如达不到设计要求，调整填料的流量或夯击次数，直至取得能够达到设计压实系数的工艺参数。
施工工艺
工艺流程图
施工方法
⑴场地清表、整平
用推土机、装载机清除表层50cm厚腐植土，并整平。
清表土运送到指定地点集中堆放。
⑵桩孔编号、定位
根据设计桩位布置对桩孔进行编号，利用全站仪测放排、列控制桩，拉线、钢尺丈量定出桩孔位置，洒白灰线、插竹签标记。
⑶沉管
应使沉管垂直对准桩位中心，并确保挤密桩垂直度容许偏差不大于%。
现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度。
每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。
满足要求后，方可启动打桩锤。
据沉管上的标记的进尺刻度，确定达到设计时，停止钻进，拔管，移机到下一桩位施工。
⑷桩孔处理
成孔后将孔底虚土夯实、夯平。
在试验方案一中，用汽车吊夯锤（）夯击孔底8次；在试验方案二中，用柴油锤（）夯击孔底2次。
⑸水泥土拌合
水泥土水泥掺量为8％（质量比），采用砂浆拌合机拌合。
拌合前检测土的含水量，如含水量偏低，根据实测含水量、最优含水量以及土的数量计算需加水数量，加水闷料12小时后方可使用。
如含水量偏高，经晾晒接近最优含水量后使用。
水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用按作废处理。
下雨期间不进行水泥土拌制。
混合料搅拌时间及含水量，现场可根据“手捏成团、落地散花”判断是否合适。
⑹填料夯实
检查桩孔位置、孔径和孔深后，分层夯填水泥土拌合料。
投料时严格控制填料每层虚铺厚度，采用计量器具（用容积26L水桶根据方案每层投料量划出刻度）精确计量每次投料方量，严格按照试验方案确定的夯击次数进行。
⑺成桩检验
按设计和规范要求进行桩径、桩长、桩身密实度、桩间土挤密系数、湿陷性系数、压缩模量等试验检测。
⑻水泥土挤密桩施工允许偏差
水泥土挤密桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定：
水泥土挤密桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位（纵横向）
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
%
成孔夯实孔底后吊垂球测量垂直度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50-100cm深后，钢尺丈量
五、成桩检测
1、水泥土挤密桩在成桩过程中，在全桩长范围内，自桩底每夯填2m对桩芯附近桩身取样，测定土样干密度。
判断检测数据能否达到设计要求的压实系数。
2、在试验方案二试桩区域水泥土挤密桩施工结束7～14天后，对桩间土侧处理效果进行检验。
取样点选在试桩桩间正三角形形心点、成孔挤密深度范围内采用钻机取样，每2m取样测定干密度并进行压缩试验，满足挤密系数不小于，对湿陷性黄土还应进行湿陷性试验，满足湿陷系数σs小于。
3、成桩28后进行单桩或复合地基载荷试验。
其中对方案一试验区域选取一根桩进行单桩承载力荷载试验；对方案二试验区域进行群桩荷载试验检测复合地基承载力。
以检测试桩承载力数据能否达到设计要求。
六、试桩工艺总结
根据试验过程中累积的经验，采集的数据、参数，以及成桩检查结果，进一步验证施工工艺、施工顺序按正方形应“隔孔隔排跳打”的原则。
混合料配合比、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，以及成桩质量，形成水泥土挤密桩施工工艺试验报告并报监理审批，为水泥土挤密桩全面展开施工提供依据。
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