水泥搅拌桩试桩施工方案

珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案Ⅰ-20141212·C审批人：审核人：编制人：编制日期：编制单位：中交四航局珠海洪湾中心渔港工程（一标段）项目经理部珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案目录一、工程概况.......................................................................................................1二、工艺性试桩要求............................................................................................22.1试桩目的.........................................................................................................22.2试桩数量.........................................................................................................32.3试桩要求.........................................................................................................3三、试桩桩位布置................................................................................................3四、试桩区域地质情况........................................................................................3五、试桩工期安排................................................................................................7六、主要施工工艺方案........................................................................................76.1施工工艺流程..................................................................................................76.2施工步骤及方法..............................................................................................8七、主要施工机械配置........................................................................................9八、双向搅拌桩施工时可能发生的问题（切土困难）及解决措施................10九、施工检测.....................................................................................................11十、质量保证措施及检验标准..........................................................................11十一、安全环保、文明施工保证措施...............................................................12珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案第1页，共13页水泥搅拌桩试桩方案一、工程概况本工程水泥搅拌桩施工的范围包括钢板桩海侧边界以外15m区域以及码头前沿线后方1.4m~33.4m的区域，并根据不同区域的加固要求和地质情况，处理范围分为A、B、C三个区，A区为码头前沿线以后16.4m~33.4m的区域，目的是控制工后沉降。B区为码头前沿线以后1.4m~16.4m的区域，目的是控制工后沉降和码头结构变形及稳定。C区为钢板桩前方15m的区域，目的是控制码头结构变形及稳定。A、B区地基处理采用水泥搅拌桩复合地基，C区地基处理采用水泥搅拌桩复合地基+高压旋喷桩；水泥搅拌桩总工程量约415612.86m³(1095885m)，其中实桩359619.86m³(950317m)，空桩55993m³(145568m)。表1：水泥搅拌桩平面布置及标高参数表序号分区布桩形式桩距置换率施工标高桩顶标高桩底标高设计桩长备注1A区正方形1.2m26.4%1.0m1.0m-15.0m15.6m(1)设计桩长按桩头后的桩长计(2)A、B区的水泥搅拌桩需凿除0.4m长桩头2B1区正方形1.1m32.7%1.0m1.0m-17.0m17.6m3B2区正方形1.1m32.7%1.0m1.0m-16.5m17.1m4B3区正方形1.1m32.7%1.0m1.0m-17.0m17.6m5C1区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.9m-20.0m14.1m6C2区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.9m-16.5m10.6m7C3区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.2m-16.5m11.3m8C4区格栅状0.7m41.9%1.0m-5.2m-20.0m14.8m水泥搅拌桩的施工工艺采用浆液搅拌法（简称湿法），考虑到本工程地基软土工程性比较差的情况，要求采用双向搅拌工艺。水泥搅拌桩单桩直径为70cm，根据水工结构对桩体强度的要求，搅拌桩采用P.O.42.5R级普通硅酸盐水泥，及G类或M类二级以上石膏作为外掺剂，水泥掺入比（暂定18%）、石膏掺量（暂定2%）、水灰比等需根据室内试验和试桩情况经设计同意后确定，搅拌桩28d无侧限抗压强度平均值不小于0.5Mpa，最小值不小于0.33MPa，90d现场芯样试件的平均值不小于0.80MPa，最小值不小于0.6MPa。水泥搅拌桩采用双向搅拌工艺。双向搅拌工艺是指采用同心双轴钻杆，在内钻杆设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆安装反向旋转叶片通过正反向旋转叶片同时搅拌，并利用外杆叶片反向旋转过程中的压浆作用阻断水泥浆上冒途径，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证桩体水泥浆分布均匀和搅拌均匀的搅拌桩施工方法。珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案第2页，共13页水泥搅拌桩典型断面图见下图。图1：水泥搅拌桩断面图为了更好地取得施工参数来指导大面积施工，在正式施工前进行工艺性试桩。二、工艺性试桩要求2.1试桩目的为了更科学的指导施工，获取最适合场地地质条件的施工参数，严格控制水泥土双向搅拌桩的施工质量，在施工前要求进行水泥土的室内配合比试验，通过试验进一步确定水泥掺入量、水灰比和外摻剂及其掺量，了解水泥土强度增长的规律，求得龄期与强度的关系，为搅拌桩设计提供各种龄期、各种配合比的强度参数；结合设计要求，选择最佳配合比，确定水泥搅拌桩施工工艺参数，并现场试桩验证。大面积施工前，将根据设计要求进行现场工艺性试桩，目的是提供满足设计强度要求的各种操作技术参数，主要确定以下一些性能：（1）试验所确定的配合比、水灰比是否合适；同时合理选择喷浆口的位置及大小（供参考的喷嘴口的位置在叶片的2/3处，喷浆口大小按现场测定）；（2）掌握下钻、提升的困难程度，确定下钻、提升速度；（3）掌握钻头进入硬土层电流（扭力大小）变化情况，了解下钻及提升的阻力情况，并采取响应的措施；珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案第3页，共13页（4）确定水泥浆液密度；（5）确定合适的输浆泵的输浆量；（6）掌握水泥浆到达喷浆口的时间、搅拌机提升、下沉、复搅提升速度等参数；（7）验证钻头叶片的角度设置；(8)验证成桩的均匀度及桩径大小。2.2试桩数量工艺性试桩数量不少于3根2.3试桩要求（1）试验桩的地质条件应具有代表性，试验桩设计参数应该与工程桩一致。在工程实施过程中，如调整设计参数后则重新进行工艺试桩；（2）掌握满足设计单桩喷浆量的各种技术参数，包括钻杆下沉和提升速度、喷浆压力、喷浆量、搅拌机转速、进入持力层电流和钻进速度等；（3）掌握下沉和提升的阻力情况，选择合理的搅拌头形式、电机功率与搅拌叶片宽度和倾角等；（4）检验室内试验所确定的水灰比是否便于施工，所采用的外摻剂是否合理或者是否添加外摻剂，需要调整水灰比或外摻剂时，需重新进行室内试验以确保桩体强度不低于设计要求；（5）检验桩身无侧限抗压强度是否满足设计要求，出现桩体强度不满足设计要求的情况时，应分析原因，并将结论及时知会监理、设计和业主单位。三、试桩桩位布置我部计划分别在A区、B2区、C2区各进行一根试桩，因区域不同且桩长与桩底标高都不同，具有代表性意义，如试桩成桩质量合格可直接作为工程桩；具体位置现场与监理、设计及业主商榷后确定，双向搅拌桩试桩施工完成28天后，对3根桩进行抽芯取样，对桩身完整性、桩体强度等指标进行检测；把该试桩得出的具体施工参数作为后期施工作业指导，待28天龄期强度检测合格以及施工工艺确定之后才能安排大面积施工。四、试桩区域地质情况试桩区域地质情况根据现有勘察资料,将勘区地层自上而下分为6个主要单元土体，对各单元土体的分布及物理力学特性分述如下：①素填土（Q4ml）：珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案第4页，共13页黄褐色，主要由黏土及碎石组成，局部混多量碎砖块，碎石粒径大小不等。②淤泥及淤泥质黏土（Q4m）：灰褐色，局部混砂不均，含云母、腐植质，有腥臭味，饱和、流塑状。该单元层在勘区范围内广泛分布，且层厚较大，层底标高在-29.31～-12.76米之间，层厚12.60～28.80米。该土层具高压缩性、高含水量、中等～高灵敏度、低强度的特点。②-1黏土及粉质黏土（Q4m）：灰褐色，混砂不均，含云母及铁锰结核，切面较光滑，饱和，软塑～硬塑状，本次钻探仅在ZK13、ZK14、ZK15三孔中揭示到该层，分布于勘区上部，平均层厚3.87米。③黏土及粉质黏土（Q4al+pl）：褐黄色、浅黄色，混砂，混贝壳屑，含云母，铁锰结核或钙结核，切面光滑，干强度和韧性较高，饱和，软塑～可塑状。该层较普遍分布于勘区中部，局部缺失，层底标高在-35.66～-18.67米之间，层厚2.60～19.30米，该土层的分布厚度差异较大。该单元层平均标准贯入试验击数N=9（5～18）。③-1卵石混砂（Q4al+pl）：杂色，混少量粗砾砂，含云母，卵石含量约55%，粒径3-8cm不等。该单元层仅在ZK05中揭示到，层厚0.8米。③-2细砂（Q4al+pl）：灰白色，局部混较多黏性土，含云母，饱和，密实。该单元层仅在ZK02中揭示到，层厚1.7米。标贯击数N=45。④残积土（Qel）：灰白色、褐黄色、棕红色，可塑～硬塑，呈砾质黏性土状或砂质黏性土状，含大量石英砾砂，角砾，粒径2～4mm，含量20～30%。该单元层分布于勘区中下部，层底标高在-38.92～-23.93米之间，层厚2.70～9.80米，该土层的分布厚度差异较大。其平均标准贯入试验锤击数N=23（18～28）。⑤全风化花岗岩（γ52(3)）：褐黄色，稍湿，呈坚硬砂、土状，局部呈密实粗砾砂状，手捏即碎，原岩结构清晰。该单元层分布于勘区下部，层底标高在-58.45～-29.03米之间，层厚变化较大，层厚4.0～23.0米。其平均标准贯入试验锤击数N=41（28～50）。该单元层具较高的强度和承载力，但遇水易崩解。珠海洪湾中心渔港工程（一标段）水泥搅拌桩试桩方案第5页，共13页