水泥搅拌桩试桩方案说明

水泥搅拌桩试桩方案

一、工程概况

本标段的主要施工内容包括西江新城地下综合管廊工程一期（强盛路—云祥大道）（K0+000~K0+270段）临时工程、管廊工程、防护及排水工程、电力、通信、给水、污水及燃气等工程。其中管廊K0+040~K0+068段下浮可塑性粉质粘土，采用水泥搅拌桩措施加固地基，为验证方案可行性及施工技术参数，先进行工程试桩。

⑴工程地质

根据本工程岩土工程勘察报告，结构范围内场地地层自上而下为：

素填土<1>：灰褐色，灰黄色，褐黄色、褐红色、褐棕色等，新近填土，一般填筑年限小于5年，欠压实，松散为主，局部稍压实，主要由砂土、粘性土、碎石等组成，部分钻孔含有碎砖、碎石、碎砼等硬块，硬块约占0~70%。

可塑性粉质黏土<2-1>：灰色、灰白、灰黄、褐黄等色，稍湿、可塑，以粉粘粒为主，含较多粉细砂。

淤泥质土<2-2>：深灰色、灰黑色，流塑、饱和，以粉粘粒为主，含腐殖质、粉细砂、贝壳、腐木等，局部夹粉细砂薄层、粘土或互层。

可塑状粉质粘土<3-1>：灰黄、褐黄、褐红等色，以粉粘粒、石英砂为主，为花岗岩风化残积土，呈硬塑状为主。

硬塑状粉质粘土<3-2>：灰黄、褐黄、褐红等色，以粉粘粒、石英砂为主，为花岗岩风化残积土，呈硬塑状为主。

全风化花岗岩<4-1>：灰黄、褐黄、褐红等色，母岩已完全风化，呈硬土块，结构已基本破坏，尚可辨认，矿物成分除石英外，风化后的呈粘性土，含云母碎片，多呈坚硬状态，稍湿，遇水软化崩解并强

度大幅度降低。

强风化花岗岩<4-2>：灰黄、褐黄、褐红等色，原岩结构大部分已破坏，矿物成分除石英外已显著变化，风化强烈，裂隙很发育，岩芯多呈半岩半土状~碎块状，呈土状及半岩半土状岩层遇水易软化崩解。

⑵水文地质特征

本项目地处亚热带，气温高、湿度大、雨量充沛，蒸发量相对较小，为地下水补给提供了物质条件。地下水的补给以大气降水、河流为主，其它方式局限。径流受地形地貌控制，流向与河流走向基本一致。

根据钻探揭露，地下水的主要类型为上层滞水、基岩裂隙水，地层中主要的含水层为填土层、基岩。

①上层滞水：赋存于填土层中，主要靠大气降水补给；排泄主要为大气蒸发和侧向或下渗排泄。

②裂隙水：补给来源主要来自砂层越流补给。

钻探各孔的稳定水位埋深介于 1.20~6.00m之间，初见水位1.00~5.60m之间。地下水位随西江水位变化而变化，并随雨季变化而变化，变化幅度一般在2.0~2.5m之间。

二、设计要求

⑴水泥搅拌桩桩径?600mm，设计有效桩长5米，按等边矩形型排列，桩间距采用1.2米，搅拌桩应穿过素土层、淤泥质黏土层，进入粘土层或岩层不小于1米。

⑵水泥搅拌桩（湿法）桩体水泥掺量约为15%，采用42.5级及以上的普通硅酸盐水泥（不过期、不受潮、不结块），水泥浆液水灰比0.55~0.65，每延米搅拌桩水泥用量76Kg。采用四搅二喷法施工。

⑶水泥土桩体8天无侧限抗压强度不小于0.8MPa，应针对现场地基土质进行水泥土配比试验，根据工期要求、现场土质情况添加外加剂（如：三乙醇胺、石膏等早强剂含量分别为水泥用量的0.05%、2%）。

⑷地基加固后复合地基承载力特征值≧100KPa。搅拌桩单桩竖向承载力特征值120KN。

三、施工人员安排和机械配置情况

⑴施工队伍安排

软基处理施工专业性较强，安排专业的施工队进场进行水泥搅拌桩的施工，人员配置情况如下表。

施工人员配置表

⑵机械配置

主要施工机械设备表

水泥搅拌施工前先进行工艺性试验，通过试验确定以下施工参数：制浆工艺、水灰比、注浆压力、搅拌钻具下沉速度、提升速度、搅拌遍数、单位时间注浆量、每延米注浆量（水泥掺量）等数据，试桩检测完成后写出试桩总结报告，报总监办审批通过后，作为水泥搅拌桩施工控制依据和操作规程，并按此严格认真执行，最终保证水泥搅拌桩的施工质量。

五、试桩方案

在K0+040~K0+068箱涵范围内选取代表性位置，进行工程试桩。水泥搅拌桩采用水泥等级42.5R，每米用量暂定为76kg，水灰比0.55，水泥用量具体值根据室内配合比试验及现场试桩确定。桩体施工完后，要求28d桩身强度达到0.8Mpa，单桩容许承载力不小于120KN。

⑴试桩设计参数

设计桩长(m)：5m，根据现场地质情况达到持力层，以确定水泥搅拌桩长度是否符合设计长度。

试桩根数：3根

施工方法：水泥搅拌桩采用四搅两喷工艺进行施工，采用双搅拌轴式喷浆深层搅拌机。

单桩承载力(kN)：不小于120KN

试桩位置：根据现场实际情况及图纸要求选择一个位置3根桩成三角形进行试验。

试桩水泥渗量：15%

试桩配合比：室内配比按照设计要求进行室内配比，室内配比的水泥浆水胶比控制在0.55-0.65。

试桩水泥用量：第一根为70kg/m，第二根为76kg/m，第三根为80kg/m，以确定最佳的水泥用量。

⑵水泥搅拌桩施工

①一般规定

a现场应“三通一平”，满足桩机承重、运输和施工要求，应查清地下管线、地下障碍物等情况并加以处理。

b施工前，应查清施工场地工程地质情况及水文地质情况，施工场地和临近区域内的现有建筑物（如危房）、地下管线及地下构筑物等埋藏情况、施工现场上空高压线及电话线路等情况。

c桩位控制

桩点施放应根据桩位平面图，用经纬仪定向、钢尺量距确定各桩点位或采用全站仪定向及确距。

钻进时桩机定位应准确、水平、稳固，确保在施工中不发生倾斜、

移动。

d 桩机定位

平面就位。放好桩位后,按桩的施工顺序移动搅拌桩机到达指定桩位，钻头对中。

调整桩机。双向控制导向架垂直度，在桩机井架的正面和侧面均应吊挂垂球，垂球质量不小于2kg。根据导向架的吊锤偏移，用米尺测定搅拌轴垂直度，通过间接测定导向架垂直度来监测桩身垂直度，可及时发现施工时桩机是否倾斜。调整导向架垂直度，按设计及规范要求，一般竖直度小于1%桩长。

桩位复测。桩机就位调整好后，根据控制桩检查钻头位置，桩位对中误差不大于5cm。

确定起钻点、终钻点。平面位置无误后，进行高程测量。在钻头落地的情况下，在桩机井架上准确画出每米的深度标识线，标识出“零起点”的位置，根据设计桩长资料，计算出终钻时钻杆长度，确定终钻位置。

②作业条件

a先平整场地，做好水泥储存场地，在作业区域两侧开挖排水边沟，保证场地不积水。清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）。

b施工前在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置以确保水泥浆配合比。标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管送达搅拌机喷浆口的时间和钻杆提升速度等施工参数。

c根据设计要求通过成桩试验，确定最佳的搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，

以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。成桩后28d后必钻孔取芯检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度，桩身强度达到0.8MPa以上,并作单桩载荷试验，要求单桩承载力标准值不小于120kN，复合地基承载力需达到100KPa须待试桩成功（检验合格后）后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。

d制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、泵送浆液的时间等要有专人记录，制拌好的水泥浆不得停置时间过长，超过2小时时应降低等级使用。浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌，直到送泵前。

e施工时应严格控制喷浆和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg，若小于上述质量，不得进行下一根桩的施工。

③施工技术参数

a钻进速度： 1.0/min

。

v m

b提升喷浆速度：0.5~0.8m/min。

c喷浆量：根据设计要求和成桩试验确定。

d搅拌转数：根据成桩试验确定。

e送灰管的长度应控制在60m内。

f送灰管内空气压力一般为0.2~0.4MPa，搅拌时P=0.3MPa，对含水率较大的软土压力应降低至0.25MPa。

g停浆面：搅拌提升至距设计桩顶上50cm时，发送器（泵）停止向孔内喷浆。

④预搅下沉

开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆

搅拌并连续喷入水泥浆液。相关工艺参考值如下：

钻时速度，参考值V=0.5～0.8m/min；

提升速度，参考值Vp=0.5～0.8m/min；

搅拌速度，参考值V R=30～50r/min；

钻进、复搅与提升时管道压力，参考值0.1～0.2MPa；

喷浆时管道压力，参考值0.2～0.4MPa；

喷浆量，参考值30L/min。

钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后，原地喷浆半分钟，再反转匀速提升，深度误差不得超过5cm。

下沉钻头钻进时，应根据土质软硬，选择合适的档位，并时时注意电流的变化及时换档。

⑤拌制浆液

a单根桩所需的水泥浆尽量一次拌制完成。一次拌不完的，根据总量分次拌制完成。深层搅拌桩预搅下沉的同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。每根桩每次所使用的水泥浆量要均匀充足，使用时根据在水泥罐罐壁上焊接的每根桩（或每次）需用水泥浆的刻度线确定用浆量，确保水泥浆满足配合比要求。通常水灰比控制在0.55，水泥浆相对密度要符合要求。

b确定每米喷浆量。根据设计文件对水泥含量、桩径的要求，通过成桩试验，确定水泥浆的最佳水灰比、泵送时间和压力、搅拌机提升和下钻速度等参数，确定每米喷浆量。

⑥喷浆反转搅拌提升

下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度，边喷浆反转搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌合，第一次提钻喷

浆应在桩底部停留30s，进行磨桩端，提钻至工作基准面下0.3m处，持喷30s后，停止搅拌和喷浆。

⑦重复搅拌下沉

启动搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开始喷浆，同时使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度按设计要求进行，重复搅拌下沉至设计深度。下沉到达设计深度后，停止喷浆。

⑧重复搅拌提升

重复反转搅拌提升，一直提升至地面。

⑨取样，做好样品标志

保存养护好样品，备检。整理好桩头。

⑩桩机移位

施工完一根桩后，移动桩机至下一桩位，重复以上步骤进行施工。

六、试桩效果检验

⑴通过试桩确定水泥搅拌桩在工程范围地层内的适用情况。

⑵确定施工技术参数，包括选择合理的搅拌时间、制浆工艺、水灰比、注浆压力、搅拌钻具下沉速度、提升速度、提升时钻头反转速度、搅拌遍数、单位时间注浆量、每延米注浆量（水泥掺量）等数据，以确定大面积水泥搅拌桩施工的施工方法。

⑶试桩完成后进行相关质量检验工作，检验包括成桩质量检查，主要为桩身完整性检测。

⑷根据试桩参数出具完整的试桩报告，上报监理、设计及建设单位。

七、施工注意事项

施工前应水泥加固土室内试验，根据被加固图的性质及单桩承载力要求确定水泥掺入比。

按试桩确定的配比制备水泥浆，并存放在集料中。水泥浆的水灰比宜为0.55~0.65。搅拌头预搅下沉时电机的工作不得超过60A。如果下沉速度太慢，阻力太大，可通过输浆管适当送水泥稀释土体以利钻进。施工中应采用流量泵控制喷浆速度，注浆泵出口压力应保持在0.2~0.4MPa。

设备就位后必须平整，确保施工过程中不发生倾斜和移动，机架和钻杆的垂直度偏差不大于1%。施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度，如发现偏差过大，必须及时调整。钻机桩位对中偏差不得大于5cm。制备好的水泥浆不得有离析现象，停滞时间不得超过2小时，若停滞时间过长，应降低等级使用。严格按照试桩确定的参数控制喷浆量和搅拌速度。为保证施工质量、提高工作效率、减小水泥浪费，尽量连续施工。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。如因故短时间停浆，应浆搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌。如停浆10分钟以上，必须对输浆管路全面清洗，防止水泥浆在管路中凝结影响施工。

严格控制搅拌机的下沉和提升速度，施工中如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时应及时通知监理及设计人员，以便及时采取补桩措施。另外还应定期检查搅拌叶的大小，如因磨损使叶片直径小于设计桩径时应更换叶片。

八、质量保证措施

为确保工程质量，符合设计要求及有关规范的规定，实行过程控制为主，工后检测为辅的方法，从人员、设备、材料、施工前的准备、工程施工过程等方面对工程质量进行预控。

⑴人员

实行岗位责任制，做到定机、定人、定岗、定责。每处施工现场

确定一名机长，制定详细的操作手、机长、自检人员岗位责任制。对现场施工和质检人员进行培训，从干部到职工都强化质量意识，凡参加浆体喷射搅拌桩施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。

充分发挥质检人员对工程质量的控制作用，对成型后的每根桩实行施工队、项目部全过程工地自检，全部合格后方可报请监理组抽检。项目部质检人员和监理人员对质量具有一票否决权。

⑵设备

浆体喷射搅拌桩机必须采用专用浆体喷射搅拌桩机，严禁采用粉喷桩机改装。钻头应为双十字钻头，严禁使用利用自重下沉和无位直接利用卷扬机进行提升的钻机。输送管长度一般不大于60ｍ，摆放平顺，管道最大长度不得大于80ｍ，接头最多不超过2个。每台湿喷桩必须配备能够自动记录，打印处理深度，单位长度水泥浆用量，复搅深度、水泥浆比重的电脑记录装置，即能打印每根桩施工中钻头各次下钻深度及提高高度的全过程记录和水泥浆段浆量、水泥浆用量曲线图和水泥浆比重，所有数据必须实时打印。

所有的电流表、压力表和电脑计量装置等必须经过计量部门的标定认可，每台设备必须经监理人员现场试桩后，由驻地监理组统一发放进场设备准许证后方可使用。

⑶材料

只有合格的材料才能保证合格的工程，施工中建立健全材料管理台帐，施工中使用的水泥应经过自检后方可进场，进场后的水泥应按批进行报检，报请监理工程师抽检合格后方可投入使用。

用水泥库保管水泥，水泥库四周设排水沟，防止水泥受雨淋导致受潮、结块。

建立水泥台帐审核签认制度，台帐中应注明水泥的领料日期、数量及施工桩点号等。浆体喷射搅拌桩机的水泥必须由机长领取并编号，同时必须由旁站人员现场核实后签认，施工人员在原始记录上应注明每根浆体喷射搅拌桩的施工桩号。

⑷施工过程质量控制

施工前应绘制搅拌桩平面布置图，对搅拌桩进行统一编号，按编号进行施工，防止漏桩。

建立的水泥用量台帐审核签认制度，台帐中应注明水泥的领料日期、数量及施工桩点号等。水泥必须由机长领取并编号，同时必须由旁站人员现场核实后签认，施工人员在原始记录上应注明每根浆体喷射搅拌桩的施工桩号。

每天认真校核桩机的领料数量及施工桩位，检查桩机的每批领料数量与该机完成的浆体喷射搅拌桩延米数量是否相符，并复核打印资料的准确性。每日的施工原始记录应交现场施工负责人核查，正确无误后，交现场监理人员检查签认。

严格控制钻孔下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保湿喷桩长度和喷浆量达到规定要求。

浆喷桩要穿透软透土层到达强度相对较高的持力层深入土层50cm，持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进电流表的读数值来确定，当钻杆钻进时电流表的读数明显上升，说明已进入硬土层，如能持续50cm以上则说明已进入持力层。如软土层厚度与设计桩长不符时，应遵循以下原则：

①如达到设计桩长软土层仍未穿透时，应继续钻进，直至深入持力层50cm为止；

②如未达到设计桩长在已探明确已钻至硬土层的情况下，至少应

深入持力层1.0ｍ。

钻机提升时管道压力不宜过大。

在成桩过程中，如发生断电、卡钻等外在因素影响桩身质量时，应在12h内采取补喷措施，补喷重叠长度不宜小于1.0ｍ。

对输浆管要经常检查，不得泄漏，不得采用受潮成块的水泥，其直径以49～53毫米为宜。

九、安全保证措施

⑴推行安全标准化工地建设，抓好现场管理，搞好文明施工。施工现场做到布局合理，场地平整，机械设备安置稳固，材料堆放整齐。施工现场设置醒目的照明、安全标语和安全警示标志，提醒所有施工人员注意安全。

⑵施工机械设备使用前进行安全检查，加强保养，使其保持良好的工作状态及具备完好的安全装置。所有机械设备的操作人员经过严格培训，持证上岗，并严格遵守操作规程，严禁违章作业。机械设备按照规定周期进行检修和例行保养。

⑶为保证照明安全，必须在各施工面、道路及生活区设置足够的照明系统。配电系统按施工组织设计要求设总配电箱、分配电箱、开关箱，实行分级配电。开关箱内必须装设漏电保护器，漏电保护器应符合国家行业标准的要求。严禁乱拉乱接，高压配电处设置明确标志，防止触电事故。配电盘要防止雨淋日晒。

⑷夜间施工时间必须提供足够的照明灯光及设置警示灯和夜间

施工标志牌。

⑸夜间施工的工作人员必须身穿有反光色彩的工作服。

⑹在临时路口处，必须设专人进行防护，并且设置警示牌，警示牌字体必须带有反射功能。

十、文明施工及环境保护

⑴为施工现场营造一种“规范、文明、高效、优质、安全”的施工氛围。加强施工现场的封闭管理，严禁周围居民或闲杂人员进入施工区域内，确保工程不受外界干扰。

⑵树立安全生产，文明施工的指导思想，定期对职工进行安全教育，对机械操作人员进行安全操作规程教育，加强干部职工的安全文明意识教育。

⑶场地要进行合理规划、材料堆放要整齐、现场管理要有序，现场道路要畅通，无积水、坑陷，电线路及配电箱敷设整洁、规范。

⑷施工中不得造成与施工范围无关的其他建筑物的稳定破坏，保持周围环境协调，严格保护用地界以外的植被、树木。

⑸加强施工现场用水、用电管理，做到无常流水、常明灯。

⑹加强机械设备的保养和正常操作，尽量使机械噪声维持其最低级水平。

⑺采取合理措施，避免因施工方法不当而引起尘、毒污染，并防止噪声和其它原因造成对作业人员的伤害。

⑻完工后及时清理施工场地，做到工完料净，工程中的弃碴、废料要在远离居民生活区设立弃碴场，不给周围环境遗留工程垃圾。