水泥搅拌桩工艺性试验

水泥搅拌桩工艺性试验方案

一、编制依据

1、同类工程原有的施工经验；

2、青岛蓝色硅谷创业路等五条道路市政工程设计文件、施工图；

二、试验目的

通过工艺性试桩以复核地质资料，确定水泥搅拌桩的施工工艺及参数，检验成孔质量和搅拌灌注质量，确定桩的完整性及强度是否满足要求，为规模施工提供相关的施工技术参数。

通过试验桩施工，将确定的主要施工参数如下：

1、通过试验确定相关设备的组合模式及配备数量，如搅拌桩的钻头形式、泥浆泵（搅拌泵）的类型、送浆管类型等，为以后大面积施工进行设备选型、配置提供依据。

2、通过试验确定相关工艺性参数，如：浆液的配合比、泵送时间、压力、搅拌机提升、下钻的速度及旋转速度等；

3、了解下钻及提升的阻力情况，选择合理的搅拌头形式、电机功率与搅拌叶片的宽度和倾角等；

4、验证搅拌均匀程度及成桩直径；

5、通过试验为设计提供相关设计参数，如桩体无侧限抗压强度、单桩承载力等。

三、试验桩位置及适用范围

试验桩位置：水泥搅拌桩的试验桩设在南泊河西路K0+111至K0+211段路基处，在红线范围内，共试桩9根，试验桩桩底标高-5.5m，桩顶标高1.46m，现在地面标高2.46m，设计桩长7.96m(工艺性试桩桩顶至地面)，设计桩径50cm。

适用范围：试验桩所确定的施工工艺参数适用于我标段施工的K0+111～K1+211段内路基地基处理采用水泥搅拌桩加固地段的施工。

四、试验方案

1、水泥搅拌配合比

根据设计图纸：桩身水泥浆采用42.5级中抗硅酸盐水泥，水泥用量掺入比不少于15%的基本要求和试配，水泥浆水灰比0.5。根据以往同类地区同类工程经验参数和设计要求，按水泥掺量变化高中低原则试配三种配比进行试桩验证，水泥用量分别是63kg/m、67kg/m、70kg/m，对应参入量分别为17%、18%、19%。

共试9根桩，每种配合比试3根桩。

2、采用“四搅两喷”施工工艺

采用“四搅两喷”施工工艺，施工步骤如下：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。。据此判断压浆量能否达到计算的注浆量，压浆压力能否达到预计压力,电流在不同的地层是否形成不同的强度。

3、选取搅拌提升及下沉速度

根据设计要求，提升速度按照1.5m/min，下沉速度按照2.0m/min进行施工。

4、选取不同的搅拌速度

在试桩过程中搅拌机搅拌头转速按照30r/min、40r/min进行比选。

5、喷浆压力测试

当钻机预搅至设计深度时，根据以往施工经验，水泥搅拌的喷浆压力需达到0.4MPa 左右，才可以达到设计压浆量，提升钻机。试桩时先采用0.4Mpa的压力，若喷浆量达不到设计要求则增加0.1Mpa继续试桩，以喷浆量达到设计要求为止。

6、验证地质情况并确定不同地层的电流强度

在钻进过程中，在参考地质资料的同时，关注电流表的读数，做好相应地层电流值的记录。根据电流情况，复核设计地质资料，由于钻进到持力层时，电流强度明显上升，所以据此确定复核设计钻进深度。

五、试验准备

1、人员组织

人员分为管理技术人员和施工作业人员水泥搅拌桩试验桩施工劳动力组织如下：

施工现场管理人员配置表

2、机具准备

试验桩采用大扭矩打桩机及其配套设备进行施工。该机具有移动灵活、成桩质量高、施工速度快、噪音低等优点，适宜本工程施工。施工主要机械设备和主要性能参数见下表：

3、材料准备

水泥搅拌桩桩体由水泥加水在灰浆搅拌机中强制搅拌而成。

水泥：采用42.5级中抗硅酸盐水泥；

水：现场挖蓄水坑,铺塑料薄膜,从附近引自来水到蓄水池使用。

4、技术准备

平面控制网导线已复测，成果报告符合要求。作好现场的测量放样工作，根据设计图纸，采用GPS放出桩位，并在孔位插签灌白灰，编写桩号和桩长，并将布置孔位和孔深情况向钻机司机交底。按设计要求对作业工班进行安全技术交底，包括平面位置、桩长、孔深、施工方法及安全质量要求等。

六、施工工艺流程图

七、施工方法及参数

1、桩机就位：施工前进行三通一平，并用白灰按设计间距放好桩位。钻机进场安装调试，并保证铺垫平稳，机身要平整，钻杆垂直稳定牢固，钻头对准桩位。为保证钻孔达到要求的垂直度．钻机就位后必须做水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，使垂直度偏差不超过0.5％，桩位偏差不大于30mm。每根桩施工前现场技术管理人员进行桩位对中及垂直度检查。同时检查钻杆长度，钻头直径，输浆管路的连接是否满足要求。

2、射水试验:钻机就位后．进行低压射水试验．检查喷嘴是否畅通．压力是否正常。

3、制浆

(1)配置浆液时，水要清洁、酸碱适中，满足施工要求。

(2)现场准备台秤、水桶，根据试验室出具的施工配合比，先将水称量后加入桶内，并在桶外作好记号，再将水泥倒入，边加边搅，防止起团。

(3)开动搅拌机搅拌．灰浆池必须设置搅拌装置，加入灰浆后要保持均匀二次搅拌。

4、预搅下沉：首先对1#桩进行试桩试验，按照初步拟定的搅拌速度、下沉及提升速度进行控制。开启大扭矩打桩机主电机，桩机钻杆垂直下沉，在桩顶以上30cm处开始钻进、搅拌下沉，下沉速度控制在2.0m/min左右，搅拌速度控制在30r/min左右。下沉过程中，工作电流不大于额定值，遇较硬地层下沉困难时，采取增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压。下沉过程中随时观察设备运行情况，钻头下沉至设计深度后停止钻进，并做好过程记录，确定平均下沉及搅拌速度。在钻进过程中，在参考地质资料的同时，关注电流表的读数，做好相应地层电流值的记录。当钻杆钻进时电流表读数明显上升时，说明已进入了持力层，记录下相关的数值，以供试桩成果分析中参考。

5、喷搅提升：大扭矩打桩机搅拌下沉到达设计深度后，开启灰浆泵,加至压浆压力，为保证桩尖水泥土搅拌均匀、密实，桩尖搅拌喷浆30s并喷嘴压力达到0.4Mpa后再匀速搅拌提升搅拌头。提升过程中始终保持送浆连续，中间不得间断，保持注浆泵压力为0.4Mpa。根据以往施工经验，提升速度控制在1.5m/min左右，搅拌速度控制在30r/min 左右，上升至桩头后持续搅拌30s，并搅拌喷浆至桩顶以上30cm。从开始提升到桩顶搅拌30s结束，记录好搅拌时间，确定平均搅拌喷浆速度及提升速度。

安排专人对喷浆量进行记录，灰浆泵配备国家计量部门认证的流量计，并配备高压注浆管，以验证配合比水泥掺量。

6、重复上述工序，使搅拌头再次复搅下沉至设计深度，同样喷浆搅拌提升到桩顶设计标高以上30cm，完成搅拌桩的两喷四搅的工艺流程。记录钻进速度、水泥浆用量，最后关闭搅拌机并移位到下一个桩位。至此，第一根试桩施工完成。