重庆至贵阳铁路扩能改造工程9标段水泥搅拌桩试桩总结报告

目 录

一、试桩里程，布置形式及布置情况 ........................................................................................................ 1

二、试桩施工机具 ........................................................................................................................................ 1

三、试桩目的 ................................................................................................................................................ 1

四、试桩施工工艺参数的确定 .................................................................................................................... 2

五、施工过程质量控制 ................................................................................................................................ 3

六、施工工艺 ................................................................................................................................................ 3

七、试桩成果 ................................................................................................................................................ 5

附件1：复合地基静载及钻芯取样结果报告 ....................................................................................... 11

附件2：水泥搅拌桩试桩记录 ............................................................................................................... 12

附件3：水泥搅拌桩试桩施工平面图 ................................................................................................... 20

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水泥搅拌桩试桩总结报告

一、试桩里程，布置形式及布置情况

20xx年8月4日～6日，在DK191+005～DK191+528段进行了36根水泥搅拌桩成桩工艺性试验，该试桩已按照既定方案顺利完成。水泥搅拌桩布置形式为正三角形布置，桩间距为1.1m，搅拌桩直径为0.5m，设计桩长2.5～10.6m，实际桩长见附件：水泥搅拌桩试桩记录。

二、试桩施工机具

本次试桩选用PH-5D型深层水泥搅拌桩钻机，主电机功率为45KW：

一档为0.6m／min，转速正转15r／min，反转17r／min；

二档为0.8m／min，转速正转25r／min，反转29r／min；

三档为1m／min，转速正转44r／min，反转52r／min；

四档为1.5m／min，转速正转70r／min，反转82r／min；

五档为2m／min，转速正转108r／min，反转138r／min；

PJ-5A泥浆泵一台。PJ4-2型电脑自动记录仪一台。

试桩前所有用于试桩的机械都完成以下工作：

（1）桩机配置了可以控制桩身每米喷浆量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数。

（2）桩机上的压力表、转速表、电流表、电子称都经过标定，达到合格。

（3）每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的吊线锤，并画上垂直线。

（4）在每台桩机的钻架画上钻进刻度线，标写醒目的深度。

（5）钻头直径的磨损量≤1cm。

三、试桩目的

（1）确认水泥掺入量及水灰比。

（2）确认搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度。

（3）根据不同掺和比确定技术参数。

（4）确定达到持力层的电流强度。

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（5）确定该地质条件下，按室内配合比在现场施工，水泥搅拌桩28d的无侧限抗压强度不小于1.35MPa、单桩复合地基承载力是否满足设计要求。

（6）根据单桩承载力试验确定施工掺和比，取得经济可靠的、符合设计要求便于现场实施的工艺控制数据，以便指导本段水泥搅拌桩大面积施工。

四、试桩施工工艺参数的确定

（1）钻进速度与提升速度

水泥搅拌桩为两喷四搅，根据以往水泥搅拌桩施工经验，钻机搅拌速度和提升搅拌速度如下：

第一次钻进搅拌速度：1.0m/min、转速44r/MIN，第一次提升搅拌速度：

1.5m/min、转速70r/min，再次钻进搅拌速度：1.0m/min、转速44r/min，再次提升速度1.5m/min、70r/min。

（2）掺灰率选定

根据《渝黔施路站-05-02》设计要求，水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥，地表水及地下水对混凝土结构有侵蚀性，侵蚀等级为H1，采用水泥+粉煤灰，掺灰量为被加固湿土质量的15～20%，粉煤灰掺量为水泥质量的20%。为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比，试桩按水泥+粉煤灰配比试桩，试桩数量如下：

按水泥+粉煤灰浆体配比试桩：水泥+粉煤灰总量掺比为15%、16%、17%、18%、19%、20%的各试桩6根，其中水泥：粉煤灰=4:1，共36根。

20xx年8月6日，36根试桩已顺利完成。

根据《渝黔施路站-05-02》设计要求，水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅱ级或以上强度的。再根据配合比室内试验结果，选取掺灰量分别为15%、18%和20%的试桩（共6根）作为检测对象，对其进行取芯检测、复合地基承载力检测，从而确定所需配合比及各项参数。选定掺灰量为18%，每延米试桩水泥用量为63.6Kg，粉煤灰用量12.72Kg。

（3）水灰比

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按设计要求，水胶比为0.45～0.55，再结合实际土质的含水率较高，水灰比采用0.50。已知水比重为1，水泥比重为3.1，总重量／总体积，即浆液比重为（1+0.5）÷（1÷3.1+0.5÷1）=1.823。

（4）喷浆量及喷浆压力

每延米喷浆量=（每延米水泥用量+每延米粉煤灰用量）×1.5÷1.832。 水泥搅拌桩实际喷浆压力应控制为0.5MPa。

（5）达到持力层电流强度

根据试桩过程电流大小，在施工过程中，电流一般为40～45A，在进入持力层时电流增大至75～85A。

（6）无侧限抗压强度和单桩复合地基承载力

经检测，桩身无侧限抗压强度和单桩复合地基承载力均满足设计要求，具体见检测报告。

五、施工过程质量控制

（1）钻进速度与提升速度及钻头速度的控制

钻进时用四档，提升时用三档，不能用五档快速钻进（或五档快速提升）。注意控制搅拌机提升到地面以下1米时用二档慢慢提升。钻头速度控制在30～50r／min。

（2）桩底进入持力层控制

根据试桩过程电流大小，在施工过程中，电流一般为35~45A，在进入持力层时电流增大至75~85A。

六、施工工艺

水泥搅拌桩试桩采用“两喷四搅”施工工艺，详见“工艺流程图”

（1）钻机就位

将钻机安置在测设的桩位上，使钻头对准桩位，桩位允许偏差≤100mm，然后调整桩机的平整度和垂直度，垂直度允许偏差≤1%，以保证桩身垂直。

（2）制浆

根据施工前室内配方试验确定的最佳水泥用量、水灰比制浆，要求水要清洁、酸碱适中。

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水泥搅拌桩工艺流程图

浆液配制顺序：先加入规定用水量，然后边搅拌边加入水泥和粉煤灰，并用比重计检浆液比重，设计浆液比重为1.823。

（3）浆液加压

采用高压泵将浆液经高压管送至喷嘴。

（4）钻进至设计层位

钻机就位后，开启钻机向下旋转钻进、搅拌至设计桩长（持力层）。

（5）边提升钻头、边喷浆搅拌

钻进至设计深度后，钻机反转，提升钻头，边自下而上喷浆、边提升、边搅拌。直至提升至桩顶。

（6）复搅下沉

钻机提升钻头至桩顶后，为了加强搅拌的均匀性，再次搅拌下沉至持力层。

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（7）再次提升、喷浆搅拌

再次将钻机反转，提升钻头，边自下而上喷浆、边提升、边搅拌。提升至地面以下1m时，宜减慢速度，当喷浆口至桩顶标高时，应停止提升搅拌10～20s，以保证桩头密实均匀。

（8）清洗、移位

灌浆完成后，提升钻杆及钻头，向集料斗中注入适量清水，进行低压射水，清洗管路中残存的水泥浆。

在成桩过程中，因故停浆继续施工时，必须重叠接桩，接桩长度不小于

0.5m，若停机超过3h，应在原桩位旁边进行补桩处理。

清洗结束后，把钻机等设备移到新孔位上。

七、试桩成果

（一）水泥搅拌桩质量检验

1、成桩7d后，采用浅层开挖3根桩头目测检查搅拌桩的均匀性、整体性及外观质量。开挖深度为停浆面以下0.5m。经现场开挖检测，桩身均匀性、整体性、外观质量及桩径均满足设计要求。

2、成桩28d后取3根桩，桩径方向1/4处、桩长范围内钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，取I-293-7，强度2.57 MPa、2.41 MPa、2.34 MPa；I-292-6，强度2.74 MPa、2.59 MPa、2.44 MPa；I-292-7，强度2.71 MPa、2.68 MPa、

2.49 MPa。检测结论：各桩强度均大于设计1.35MPa。钻芯后的空洞采用水泥砂浆灌注封闭。具体检测情况如下：

（1）成桩28天后桩身抽芯进行完整性检测及无侧限抗压强度试验

20xx年9月13日，项目部总工、技术员、监理单位专监及试验监理、检测单位人员在现场进行了Ⅰ-293-7水泥搅拌桩（浆配比为15%）抽芯并试验其无侧限抗压强度（见图2）。从芯样看，芯样连续、完整，呈长、短柱状、混合料分布均匀，无其他异常情况，桩长符合设计要求，桩身均匀性良好。从芯样中截取不同深度、不同土层的3个试件进行无侧限进行抗压强度试验，试验结果为2.57Mpa(0～0.64m)，2.41Mpa（0.64～3.95m），2.34Mpa（3.95～5.5m）。

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20xx年9月14日，项目部总工、技术员、监理单位专监及试验监理、检测单位人员在现场进行了Ⅰ-292-6水泥搅拌桩（浆配比为18%）抽芯并试验其无侧限抗压强度（见图3）。从芯样看，芯样连续、完整，呈长、短柱状、混合料分布均匀，无其他异常情况，桩长符合设计要求，桩身均匀性良好。从芯样中截取不同深度、不同土层的3个试件进行无侧限进行抗压强度试验，试验结果为2.74Mpa(0～0.6m)，2.59Mpa（0.6～3.95m），2.44Mpa（3.95～7.8m）。

20xx年9月14日，项目部总工、技术员、监理单位专监及试验监理、检测单位人员在现场进行了Ⅰ-292-7水泥搅拌桩（浆配比为20%

）抽芯并试验其无

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侧限抗压强度（见图4）。从芯样看，芯样连续、完整，呈长、短柱状、混合料分布均匀，无其他异常情况，桩长符合设计要求，桩身均匀性良好。从芯样中截取不同深度、不同土层的3个试件进行无侧限进行抗压强度试验，试验结果为2.71Mpa(0～0.6m)，2.68Mpa（0.6～6.95m），2.49Mpa（6.95～8m）。

（2）成桩28天单桩复合地基载荷试验

20xx年9月17日在现场对水泥搅拌桩Ⅰ-291-8（浆配比18%）试桩进行了单桩复合地基载荷试验。累计沉降为15.1mm，单桩复合地基载荷试验符合设计要求（不小于180KPa）。

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20xx年9月19日在现场对水泥搅拌桩Ⅰ-291-9（浆配比15%）试桩进行了单桩复合地基载荷试验。累计沉降量为15.94mm，单桩复合地基载荷试验符合设计要求（不小于180KPa）。

20xx年9月21日在现场对水泥搅拌桩Ⅰ-290-8（浆配比20%）试桩进行了单桩复合地基载荷试验。累计沉降量为12.02mm，单桩复合地基载荷试验符合设计要求（不小于180KPa）。

八、

（二）试桩总结

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根据水泥搅拌桩试桩记录和各项检测数据得出的试验数据进行分析总结

﹕在该地质条件下，采用PH-5D型大扭矩钻机施工。按“两喷四搅”施工工艺及试桩施工参数施工的水泥搅拌桩，无侧限抗压强度、复合地基载荷两项指标均符合设计要求，可按如下的施工机具、施工工艺及参数、水泥掺量进行的搅拌桩施工﹕

（1）水泥搅拌桩施工机具采用PH-5D型大扭矩钻机；施工工艺为“两喷四搅”；施工流程为：钻机就位→制浆→开启钻机→边钻边进→边提升钻头、边喷浆搅拌→再次钻进→再次提升、喷浆搅拌→清洗、移位。

（2）通过记录和电脑#4@p，我们可以得出：第一次钻进搅拌速度：

1.0m/min、转速44r/MIN，第一次提升搅拌速度：1.5m/min、转速70r/min，再次钻进搅拌速度：1.0m/min、转速44r/min，再次提升速度1.5m/min、70r/min。即控制钻进速度为三档，提升速度为四档。

（3）胶凝材料：水泥采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用Ⅱ级袋装粉煤灰。

（4）配合比﹕据无侧限抗压强度、复合地基荷载检测结果（详见所附检测报告），水泥用量采用18%，水灰比采用0.5，每米水泥用量为63.6Kg，每米粉煤灰用量为12.72Kg。

（5）喷浆量﹕通过试桩，可以发现，浆喷量的控制不仅控制每米水泥用量和浆液比重，还须控制钻进提升速度与钻头转速的一致性，以免搅拌喷浆不均匀。

每米喷浆量﹕浆配比为18%的喷浆量计算﹕设计每米喷浆量=（设计每米水泥用量+设计每米粉煤灰用量）×（1+0.5）/1.823

(63.6+12.72)×(1+0.5)/1.823=62.8L/m

计算记录表中实际平均每米喷浆量为74L/m＞62.8L/m，符合设计要求。

（6）喷浆压力：根据试桩，水泥用量18%，水灰比0.5，采用喷浆压力为0.5Mpa。

（7）持力层电流：根据试桩电流大小，达到持力层电流不小于75A。

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（1）水泥搅拌桩试桩施工平面布置图

（2）水泥搅拌桩试桩记录

（3）复合地基静载及钻芯取样结果报告

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