水泥搅拌桩试桩方案.docx
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水泥搅拌桩试桩方案
2、深层水泥搅拌桩法加固软土地基施工综合记录表
3、北护岸延长段B区水泥搅拌桩试桩桩位坐标
水泥搅拌桩试桩方案
1、工程概况
北护岸长度292.255m，地基处理沿北护岸轴线分为4个区域，其中A区、B区、C区采用水泥搅拌桩进行地基加固。
本工程水泥搅拌桩采用桩径600mm的双桩，交接部分为150mm,矩形布置，原则上要求打穿③1粘土层并进入③3层或④1层不小于1.0m。
本工程水泥搅拌桩总体积12560m3。
加固设计参数如下（表1）：
水泥搅拌桩加固设计参数表表1
地基处理分区
型号
置换率
桩顶部标高（m）
桩底部标高（m）
桩长（m）
根数
A区
φ600双桩
15%
2.53
-9.0
11.6
247
B区
φ600双桩
25%
-3.08
-11.08
8.0
495
C区
φ600双桩
15%
2.42
-12.58
15.0
1064
根据地质勘探资料，本次试桩选择在地质勘探孔HCK2附近，即选取B区南段9根工程桩进行试桩施工，如图1所示。
试桩过程中采用水泥种类：
龙峰水泥和红水河水泥，水泥掺量分别为16%、18%、20%，分6组进行。
搅拌桩采用4搅2喷工艺施工。
图1B区试桩区域平面布置图
2、编制依据
（1）《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）
（2）《建筑地基处理技术规》（JGJ79-2012）
（3）《水下深层水泥搅拌法加固软土地基技术规程》（JTJ/T259-2004）
（4）宝钢钢铁基地项目码头及其配套工程成品泊位北护岸施工图以及施工图设计说明。
（5）广钢环保迁建项目码头单元成品及废钢泊位分项工程工程地质勘察报告《施工图设计阶段》
3、水文地质情况
第四纪全新世人工回填地层（Q4ml）
2中砂：
灰黄色，饱和，松散~中密，混较多粘性土，局部含少量粘土块。
在钻孔TM1,HSK11,MSK29揭露；其中在TM1为人工回填而成，后经强夯处理；在HSK11,MSK29为施工造成的岸坡砂层滑落沉积而成。
该层平均层顶标高-0.61米（9.42～-5.98米），平均层底标高-4.01米（2.42～-7.38米），平均厚度3.4米（1.1～7.0米）。
3填石：
灰黑色，由块状玄武岩组成，充填少量玄武岩碎屑，粗砂及粘性土。
本层仅在钻孔HCK1揭示，为临时路基填石，层顶标高7.40米，层底标高2.80米，厚度4.6米。
第四纪全新世海相地层（Q4m）
②1中粗砂：
灰黄色，饱和，松散～稍密，局部中密，含少量粘性土。
该层在探区上部存在，分布较连续，平均层顶标高3.13米（6.88～-0.88米），平均层底标高-0.39米（3.38～-3.72米），平均厚度3.5米（1.6～5.6米）。
②2细砂：
灰黄色，局部灰色，饱和，松散～稍密，局部中密，含少量粘性土。
该层分布较连续，在探区表层普遍与②1中粗砂层交互存在，平均层顶标高4.37米（7.15～1.97米），平均层底标高1.18米（5.36～-2.68米），平均厚度3.2米（1.6～5.4米）。
第四纪中更新世组海相沉积地层（Qp2b）
③1粘土～粉质粘土：
灰黄色，棕红色，局部灰色，灰黑色，饱和，软塑～可塑，含少量细砂，局部夹薄层粉细砂，局部含较多腐植物。
该层分布较连续，仅个别钻孔没有揭示，平均层顶标高0.58米（3.38～-2.68米），平均层底标高-4.66米（1.25～-11.58米），平均厚度4.3米（0.5～11.2米）。
③2细砂：
灰黄色，灰色，饱和，松散～稍密，含少量粘粒，局部含较多腐木碎。
该层主要以透镜体形式存在，在HCK2、HCK3、HCK6、HSK2、HSK5、HSK6、MSZK7、MSZK8、TM1钻孔有揭示，平均层顶标高-2.43米（0.55～-9.89米），平均层底标高-6.66米（-0.84～-14.08米），平均厚度2.9米（1.1～7.1米）。
③3中粗砂：
灰黄色，灰色，浅灰色，灰白色，以稍密为主，局部为松散、中密状，含少量粘性土，偶含少量胶结块。
分布连续性好，在该区除HCK1、HSK9～HSK11外其他钻孔均有揭示，平均层顶标高-3.43米（1.25～-8.13米），平均层底标高-8.17米（-2.78～-13.53米），平均厚度4.6米（0.8～11.5米）。
4、试桩目的
按照北护岸施工图设计说明要求水泥搅拌桩施工前进行工艺性试桩，确定水泥品种，选择最佳配合比，确定搅拌桩施工工艺参数（水泥浆的水灰比、拌和土的配合比、水泥浆的输浆量、搅拌机的贯入速度和提升速度、搅拌轴的转速、相邻拌和土桩的搭接情况、拌和土的强度、拌和体的深度、均匀性、着底情况和着底标准、设备的适用性、稳定性和施工效率等施工参数），并现场试桩验证，待试桩施工参数确定后在进行大面积施工。
（1）确定水泥搅拌桩的施工参数并以此指导后续的水泥搅拌桩施工，结合设计要求，拟定水泥搅拌桩试桩施工参数如下；
序号
项目
单位
数值
备注
1
桩径
mm
600
2
搅拌次数
回次
4
3
每根桩水泥用量
Kg
884（796、707）
详见附件1
4
垂直度偏差
%
1
5
桩位偏差
mm
50
6
桩径偏差
%
4
7
灰浆泵工作压力
MPa
≤1
8
泵的输浆量
0.58~5.79m3/h
9
水灰比
0.5
10
搅拌机转速
r/min
60
11
下钻速度
m/min
≤1.5
12
提升速度
m/min
≤0.5
（2）项目部试验室进行水泥土配合比室试验，试验结果如下：
序号
水泥种类
水泥掺入比（%）
水灰比
7天龄期无侧限抗压强度平均值
28天龄期无侧限抗压强度平均值
1
龙峰
16
0.5
2
龙峰
18
0.5
3
龙峰
20
0.5
4
红水河
16
0.5
5
红水河
18
0.5
6
红水河
20
0.5
在试桩过程中，对水泥配合比进行验证，确定施工所用的配合比。
（3）重点验证水泥搅拌桩的搅拌均匀程度及成桩的桩长和直径。
（4）了解下钻及提升时桩机所遇的阻力情况，便于采取措施。
5、试桩施工
5.1、试桩前施工准备
（1）进行水泥土配合比的室试验，确定施工用的水泥土配合比；
（2）施工场地整平；
（3）保证进场道路平整，桩机用电从施工区域旁的配电箱接出，施工用水接到水泥搅拌施工区附近；
（4）根据桩位平面图及主要轴线，用全站仪或GPS等测量仪器确定桩位；
（5）测量现场地面标高，确定桩顶标高；
（6）编写水泥搅拌桩试桩方案，并由此指导工艺性试桩施工；
（7）拟定试桩根数9根，1#~9#试桩桩位坐标具体见附3。
5.2、试桩施工流程及施工方法
选择B区水泥搅拌桩试桩施工根数为9根，9#、6#、3#试桩桩位采用红水河水泥，水泥掺入比分别为16%、18%和20%，7#、8#采用龙峰水泥，水泥掺入比分别为16%、20%，1#、2#、4#、5#也采用龙峰水泥，水泥掺入比为18%。
均采用湿法施工。
具体桩位见附图4北护岸延长段水泥搅拌桩及B区试桩平面布置图。
B区水泥搅拌桩桩底标高为-11.08m，桩顶标高-3.08m,水泥搅拌桩施工区域原地面标高为+3.0，水泥搅拌桩桩长8m，空桩6.08m。
5.2.1施工流程
原地面处理→测量放样→桩机就位→搅拌下沉至设计深度→边喷浆、边搅拌提升钻头直至预定的停浆面（高于桩顶设计标高50cm）→复搅至桩底深度→提钻并复搅至停浆面→成桩结束→施工下一根桩。
5.2.2施工方法
（1）原地面处理
清理桩位处地表、地下的障碍物，包括大石头、大的颗粒物体、废弃物等，然后平整场地。
地基地表低洼、有淤泥时，清淤后回填土，场地做好排水坡，挖好排水沟，避免场地积水。
（2）施工放样
确定水泥搅拌桩试桩的数量，在整平的地面上，放出每根桩的具体位置，并做出明显的标志。
（3）桩机就位
步履式深层搅拌桩机自行就位、对中。
桩机安装必须水平、稳固，机底垫平、垫实，在桩机上测出标高控制线，并用红漆在机架上划出深度标志，机架正、侧面和搅拌管必须垂直，搅拌头对准桩位，并用线锤测设桩架垂直度,经检查符合要求后方可开钻。
在桩机就位后，需进行低压射水试验，检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（4）搅拌下沉、制浆
启动搅拌桩机的电机，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌机的桩管跟随钻头的搅拌切土下沉，对照桩机上划刻度读数，结合秒表时间，计算下沉速度。
如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
预搅下沉速度必须控制在v≤1.5m/min钻进，在接近设计深度时，应注意电流表的变化，着底电流不大于额定电流75A,以控制实际桩长。
拌制浆液：
按照试桩确定的配合比拌制水泥浆，每米使用水泥量及水见附1。
搅拌机预搅下沉同时，后台拌制固化浆液，拌好待用的浆液倒入集料池中，搅拌浆液采用搅拌圆筒直径95cm，高度95cm，体积0.673m3为水泥浆搅拌罐一个，集料池尺寸1.2m*1.1m*1m，体积1.32m3。
经计算，水泥掺入比为16%，水泥用量为707KG,在罐里配置50cm高的水，与14包50公斤装的水泥一起搅拌，正好满足水灰比0.5的要求。
水泥掺入比为18%，水泥用量为796KG,在罐里配置56cm高的水，与17包50公斤装的水泥一起搅拌，满足水灰比0.5的要求。
水泥掺入比为20%，水泥用量为884KG,在罐里配置62cm高的水，与17包50公斤装，再用磅秤秤34KG的水泥一起搅拌，正好满足水灰比0.5的要求。
如果搅拌圆筒容积满足不了一次搅拌要求，可分两次进行搅拌，搅拌时需满足水灰比。
水泥搅拌桩施工前，先搅拌一罐水泥浆，并放到水泥浆池。
等水泥搅拌桩机开始喷浆，往下钻时，在浆池液面上方便扎一个铁线，做好标记，以控制水泥浆用量。
（5）搅拌提升
预搅下沉至设计深度后，开动灰浆泵坐浆30秒，把水泥浆压入软土层中，对照桩机上划刻度读数，结合秒表时间，计算提升速度，要求以300～500mm/min的均匀速度，边提升、边搅拌、边喷浆，使水泥浆与土体充分拌和，待搅拌桩机喷浆提升至比设计桩顶标高高50cm时，关闭灰浆泵。
为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻时应在桩底部停留30秒。
在喷浆前，测定水泥浆池的浆液比重，根据每米所用水泥用量和水，计算每米所用用浆量，再根据集料池容积算出水泥浆用量的高度，再通过泥浆泵工作压力控制每米的用浆量。
如：
水泥掺入比16%的每米水泥用量83kg/m，每米用水量41.5kg/m，假定现场浆液比重为p=1.83g/cm3,计算出每米的用浆量V=（83+41.5）*1000/1.83=68L，对应集料池用量高度H=68/1.2*1.1=0.52cm；根据提升速度500mm/min，2min为1m，根据泥浆泵输送量在0.58~5.79m3/h，计算出2min（即1m）的输送量19.3L~193L,然后根据泥浆泵的工作压力，通过调整、试泵，确定合适的泵送压力，同时通过水泥浆流量计计量每立方水泥用量。
（6）重复上下搅拌、喷浆
为使软土层与水泥浆搅拌均匀，用同样方法，进行二次搅拌下沉、提升喷浆，即将深层搅拌机重复搅拌下沉、提升喷浆，施工的要求同第一次。
（7）水泥搅拌机移位：
上一根桩施工完毕，清除叶片和钻杆上的泥浆，水泥搅拌桩机移位，进行下根桩施工。
5.2.3成桩施工注意事项
（1）对将要进行深层搅拌桩施工的场地事先应进行整平，彻底清除施工现场的障碍物。
如现场地表过软，应采取防止施工机械失稳的措施。
（2）湿喷法施工中实际使用的固化剂，要经过加固土室试验的确认方能使用。
泵送
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