钉搅方案.docx
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钉搅方案
钉形水泥土双向搅拌桩简介
水泥土搅拌桩系指利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在软土地基深处，就地将软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土之间产生一系列物理和化学反应，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体，从而提高软土地基的承载力，减少地基沉降。
大量工程实践表明：
水泥土搅拌桩具有施工简便、工期短、振动小等优点，在软土地基处理工程中得到广泛应用。
但在应用过程中也发生了不少工程质量事故，造成对水泥土搅拌桩的成桩质量及其对软土地基的处理效果产生怀疑，许多地方对水泥土搅拌桩施工技术持慎用、甚至限用的态度。
东南大学岩土工程研究所刘松玉教授等针对目前水泥土搅拌桩存在的问题，在充分研究水泥土搅拌桩的加固机理和影响水泥土搅拌桩成桩质量和桩身质量因素的基础上，经多年的探索与实践，发明了双向水泥土搅拌桩与钉形水泥土搅拌桩。
双向水泥土搅拌桩是指在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统带动分别安装在内、外嵌套同心钻杆上的两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌水泥土而形成的水泥土搅拌桩。
钉形水泥土双向搅拌桩是指在分析水泥土搅拌桩复合地基应力传递规律和土拱效应的基础上，对现有设备进行改进，在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统带动分别安装在内、外嵌套的同心钻杆上的两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌水泥土，通过多功能钻头搅拌叶片的自动伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。
在工程实践中发现常规水泥土搅拌桩存在以下问题
1、均匀性差
常规桩由于搅拌叶片无论正向或反向旋转，均在一个面上切割土体，因而无法充分搅拌土体，形成层状水泥土搅拌体，导致桩身强度低。
2、浆液上冒
施工过程中，在土压力、孔隙水压力、喷浆压力以及搅拌叶片旋转力相互作用下，造成搅拌桩筒体内压力剧增，水泥浆沿钻杆上冒甚至冒出地面，无法就地搅拌，导致桩身上部水泥含量高及大量水泥浆的浪费。
3、受力不合理
桩径自上而下完全相同，不能根据地基应力状态合理布置桩形，且桩间距较小，破坏了土体的天然结构，桩身强度得不到充分利用。
4、经济效益低
单位体积的软土地基处理工程量大，施工速度慢，造价偏高。
通过多个工程实例证明，钉形水泥双向搅拌桩具有以下优点
1、搅拌均匀
由于实现了正反向同时旋转，使水泥浆与土体得到充分搅拌，再无层状的水泥土搅拌体。
2、就地搅拌
通过上层叶片的同时反向旋转，阻断了水泥浆上冒途径，强制对水泥浆就地搅拌，冒浆现象彻底解决。
3、扰动小
同心双轴的正反向旋转，使土体对叶片产生的水平旋转力相互抵消，降低了钻杆的左右摇动和对桩周土扰动。
4、受力合理
钉形桩的变截面结构，与地基中应力传递规律相一致，使加固体的受力更加合理，达到更佳的复合效果。
5、减小沉降
钉形桩结构合理，桩身质量均匀，且强度高，能将上部荷载传到地基深处，减小复合地基沉降。
6、容易推广
使用常规的固化剂，对现行的水泥土搅拌机械进行改进，施工人员接受短期的指导，即可施工。
7、经济性
由于桩身强度大幅度提高，桩间距扩大，单位体积的软土地基处理工程量小，造价降低。
钉形水泥土双向搅拌桩由于桩身强度的大幅度提高及桩身结构的更趋合理，与常规水泥土搅拌桩相比复合效果更佳，从现有的工程实例看，其综合经济效益比常规水泥土搅拌桩节省投资约20%，并且随着处理软土深度的增加，其经济效益越发明显。
由于钉形水泥土双向搅拌桩复合地基较常规水泥土搅拌桩的桩间距有较大的增加，处理相同面积软土地基的总桩数大大减少，可大大缩短工期，不仅具有良好的经济效益，同时也具有显著的社会效益
钉形水泥土双向搅拌桩机设规格
机械型号
内钻杆直径
（mm）
外钻杆直径
（mm）
电动机功率
（kW）
机架高度
（m）
成桩深度
（m）
成桩直径
（mm）
DM-1
89
127
2×22
15
12
500~1000
DM-2
89
127
2×22
20
17
500~1000
DM-3
95
127
2×37
25
22
500~1600
钉形水泥土双向搅拌桩机
钉形水泥土搅拌桩机钻头
钉形水泥土双向搅拌桩施工场地
钉形水泥土双向搅拌桩
钉形水泥土双向搅拌桩施工工艺
a
b
c
d
e
f
g
h
钉形与双向水泥土搅拌桩施工工艺流程图
a）搅拌机就位：
起重机悬吊搅拌机到指定桩位并对中；
b）喷浆下沉：
启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；
c）施工下部桩体：
改变内、外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片收缩到下部桩体直径；喷浆切土下沉：
两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度,桩端应就地持续喷浆搅拌10秒以上；
d）提升搅拌：
搅拌机提升、关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面标高；
e）伸展叶片：
改变内外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片伸展至扩大头径；提升搅拌：
提升钻杆，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm;
f）切土下沉：
搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵，向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；
g）提升搅拌：
关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm，完成单桩施工。
打桩顺序的一般规定：
1、钉形水泥土双向搅拌桩属于非挤土桩，一般情况下对施工顺序无特殊要求。
2、若施工场地一侧靠近建（构）筑物，应从靠近建（构）筑物一侧由近向远施工。
3、若施工场地一侧靠近边坡，应从靠近边坡一侧由近向远施工，在坡边施工应采取可靠的防护措施，防止边坡失稳和机械安全。
成桩要求：
1、施工前必须保证机架垂直，偏差不大于１％，保证机架地盘水平。
桩位偏差不大于50mm，桩径和扩大头高度不小于设计值。
2、桩长由设计和施工工艺参数控制，施工至设计桩底附近应注意最后30s电流和进尺参数，其值由工艺性试桩确定。
3、成桩过程中应控制水泥浆的比重，并符合有关技术要求。
施工资料的整理：
1、在施工过程中应及时对每根桩做好施工记录。
2、及时办理汇总、验收、签证等手续。
质量检查及验收
一、成桩质量检查
1、钉形水泥土双向搅拌桩质量控制应贯穿施工全过程，应坚持全程的施工监理。
施工过程中随时检查施工纪录和计量纪录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。
检查重点是：
水泥用量、桩长、内外钻杆转速、搅拌机提升和下沉速度、停浆处理方法和单桩施工时间等。
2、施工准备阶段，应对原材料质量、计量设备、搅拌叶片的伸展直径和机械性能进行检查。
3、施工前应检查桩位放样偏差，其容许偏差应控制在±50mm。
4、施工过程中应检查机架的垂直度、机架底盘的水平度、水泥浆比重、搅拌机提升和下沉速度以及钻机下沉最后30s的电流和钻进速度等。
5、单桩施工结束后，应对桩位偏差、桩径、单桩水泥用量以及单桩施工时间进行检查。
其中桩位偏差不大于50mm，桩径和单桩水泥用量不小于设计值，单桩施工时间不小于由工艺试桩确定的时间值。
6、钉形水泥土双向搅拌桩桩位、桩径和垂直度偏差应按照下表的规定检查。
二、桩身质量检测
1、钉形水泥土双向搅拌桩成桩7天后采用浅部开挖观察桩体成型情况和搅拌均匀程度，并可检验桩身直径。
2、钉形水泥土双向搅拌桩成桩28天后应进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度测试。
为保证试块尺寸，钻孔直径不小于108mm。
三、承载力检测
1、钉形水泥土双向搅拌桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载试验和单桩载荷试验。
2、载荷试验必须在桩身强度满足荷载试验条件，并宜在成桩28天后进行。
检验数量为总桩数的0.1%~0.5%，且每个单项工程不少于3点。
钉形水泥土双向搅拌桩质量检验标准
项目
序号
检查项目
容许偏差值
检查方法
检查频率
单位
偏差值
保证
项目
1
桩径
不小于设计值
钢卷尺量测
≥2%
2
桩长
不小于设计值或电流、钻进速度控制值
钻芯取样结合施工记录
100%
3
扩大头高度
不小于设计值
钻芯取样结合施工记录
≥0.5%
4
水泥掺入量
不小于设计值
查施工记录
100%
5
桩身强度
不小于设计值
标贯试验和强度试验
≥0.5%
6
承载力
不小于设计值
载荷试验
≥0.1%
7
水泥质量
符合国家标准
送检
2000m3且每单项工程不少于一次
一般
项目
1
提升和下沉速度
m/s
±0.05
测单桩下沉和提升时间
10%
2
水灰比
g/cm3
±0.05
测水泥浆比重
每台班不少于1次
3
外加剂
±1%
按水泥重量比计量
每台班不少于1次
4
喷浆量
±1%
标定
每台泵一次
允许偏差项目
1
桩位
mm
±50
钢卷尺量测
2%
2
垂直度
1%
测机架垂直度
5%
3
桩顶标高
mm
+30,-50
扣除桩顶松散体
2%
工程质量验收
1、钉形水泥土双向搅拌桩作为一个分项工程进行验收，其验收批次原则上按照相同施工机械、相同桩型设置、相近工程地质单元，分段、分批次进行验收。
验收批按照保证项目、一般项目和允许偏差项目进行验收。
2、钉形水泥土双向搅拌桩工程的验收原则上在施工单位自检合格，且资料齐全后由施工单位提出验收申请。
验收前施工单位应提供以下资料：
3、工程地质报告、桩基施工图、图纸会审及技术交底纪要、设计变更等。
4、原材料进场合格证和检测报告。
5、桩位测量放线图和纪录，包括工程桩位复核鉴证单。
6、施工纪录和隐蔽工程验收纪录。
7、监督抽检资料。
8、桩体质量检测报告。
9、单桩承载力和复合地基承载力检测报告。
10、桩基工程竣工平面图。
11、工程质量事故和事故调查处理资料。
12、钉形水泥土双向搅拌桩工程验收应由总监理工程师组织建设、政府质监部门、设计、施工单位的相关人员进行验收。
13、钉形水泥土双向搅拌桩工程分项工程质量验收合格应符合下列要求：
a保证项目全部合格。
b一般项目合格率达90%以上。
C、允许偏差项目合格率70%以上。
d、有完整的工程施工资料。
e、对于不能满足合格要求的工程应及时处理，处理后达到设计和本规定要求的可按合格验收，否则评定为不合格。
施工安全管理：
1、施工现场临时用电应按照《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-88执行。
2、施工机械安全生产应按照《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001和J119-2001执行。
3、施工现场安全生产按照《建筑施工安全检查标准》JGJ-59-99执行。
施工记录表
钉形水泥土双向搅拌桩施工现场记录表
桩机编号机械类型电机功率（Kw）转速r1（内）转速r2（外）提升速度1挡2挡3挡搅拌头直径（大/小）mm
段落编号水灰比浆液比重泵送量（l/min）原地面整平标高设计桩长（总桩长/扩大头长度）m
设计桩径（扩大头/下部）mm设计桩间距（m）设计水泥用量（扩大头/下部）记录日期
顺序号
桩排号
成桩时间
下钻
喷浆深度（m）
停浆深度（m）
复搅
垂直度（%）
`浆池内浆量
水泥用量（kg）
备注
开始时间
结束时间
施工桩长（m）
速度（m/min）
电流（A）正常/硬土
深度（m）
速度（m/min）
是否喷浆
喷浆前
（l）
喷浆后
（l）
实际用量（l）
总桩长
扩大头
下部
扩大头
下部
水泥搅拌桩记录表
日期
序号
桩号
钻进深度（m）
喷浆深度（m）
成桩时间
复搅
浆液比重
备注
开始时间
结束时间
深度（m）
是否喷浆
检查人:
记录人:
承包单位合同号
监理单位编号
钉形水泥土双向搅拌桩计量汇总表
起讫桩号
设计桩长（m）
设计根数
施工桩长（m）
完成根数
完成总长（m）
备注
扩大头长度
下部桩长
扩大头长度
下部桩长
扩大头长度
下部桩长
检查人:
记录人:
专业监理工程师:
工程项目
承包单位合同号
监理单位编号
钉形水泥土双向搅拌桩现场开挖目（量）测情况记录表
序号
单桩编号
施工日期
开挖日期
成桩龄期（天）
开挖深度（m）
实测直径（mm）
垂直度
（%）
停灰（浆）面（cm）
桩距（cm）
桩体搅拌均匀/不均匀
桩体成型（密实/松散）
桩体缩颈（无/稍有/有）
变截面处桩体成型
（密实/松散）
备注
检查人:
记录人:
专业监理工程师:
工程项目
合同号:
施工地点:
设计深度:
桩号范围:
;
钉形水泥土双向搅拌桩施工现场检测记录表
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
钉形桩排号ֻ列号:
喷浆压力（MPa）:
施工日期:
瞬时喷浆量（l）:
累计喷浆量（l）:
开始时间:
钻进速度（m/min）:
提升速度（m/min）:
终止时间:
钻杆标示施工深度（m）:
喷浆深度（m）:
停浆深度（m）:
终端喷浆位置（m）:
复搅终止深度（m）:
复搅终止深度（m）:
记录:
承包人:
现场监理:
专业监理:
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