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1、高压旋喷桩试桩试验总结一、试桩概况由于普客联络线PKDK1191+398.09PKDK1191+510段路基下有一层很厚的粉煤灰层，为满足沉降要求，此段路基采用采用高压旋喷桩加固。根据铁四院武广指挥部武汉站设计组6月13号下发的关于武汉站PKDK1191+400+510段旋喷桩试桩技术要求的传真文件，我单位于2007年7月7日在PKDK1191+398.09PKDK1191+450间进行高压旋喷桩试桩，桩位位于线路右边线5m，桩长10m，正三角形布置，桩间距1.2m，共进行了7根桩的工艺性试验，桩位布置图和编号详见附图旋喷桩工艺性试桩桩位布置图，其中1#桩选用灰比为0.8，旋喷压力值为20Mp
2、a,2#桩选用灰比为1.0，旋喷压力值为20Mpa, 3#桩选用灰比为1.2，旋喷压力值为20Mpa, 4#桩选用灰比为1.4，旋喷压力值为20Mpa, 5#桩选用灰比为1.5，旋喷压力值为20Mpa, 6#桩选用灰比为1.2，旋喷压力值为18Mpa, 7#桩选用灰比为1.2，旋喷压力值为22Mpa。通过旋喷桩试验完成了设备选型，确定了满足工艺性试验技术要求旋喷桩施工合理的旋喷压力值、水灰比及工艺流程，确定了施工中钻杆钻进速度、提钻速度等各项工艺参数。二、试桩试验总结1.试桩施工的依据试桩严格按照相关规范及设计文件进行，遵循的施工依据如下：1.1关于关于武汉站PKDK1191+400+510段
3、旋喷桩试桩技术要求（设计院下发）1.2客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005-160）1. 3客运专线铁路路基工程施工技术指南（TZ 212-2005）2劳动力组织及人员配置路基地基处理四队承担试桩的施工任务，工区技术员、质检员和测量员现场跟踪监控。试桩的全过程都在专业监理工程师肖吉祥全程监督下进行。根据旋喷桩试桩施工的工艺要求,按照科学分工、合理组织的原则，一个施工班组施工人员共计7人，详见表1“劳动力组织表”。表1 劳动力组织表序号工种人数职 责1现场负责人1现场调度管理，负责指挥协调各工序操作联系，控制操作规程排除施工中各种障碍2机械操作员1按施工工艺正确操作钻头钻进和
4、提升，检查维修机械3司泵员1检查仪表的安全状态，操作好压力泵4上料工2将水泥送入罐中，保证施工连续，搅拌均匀，抽水等工作5发电工1负责机械设备的用电安全，保证施工连续6辅助工1配合现场机械操作员，辅助施工，清洗钻杆3.主要机械设备进场情况本次试桩采用钻头给水钻孔，成孔，拌浆机搅浆，压力泵压浆提钻的方法施工，具体施工详见试桩施工方案。试桩中投入的主要机械设备见表2“进场机械设备一览表”。表2 进场机械设备一览表序号名称型号数量（台）性能及功率备注1旋喷桩钻机MGJ-501主电机功率35kw良好2高压泵GZB-40B190kW良好3空压机1良好5全站仪TC7021已标定6水准仪DSZ21已标定7钢
5、尺5m/50m2量程5m和50m合格4.进场材料的检验本次试桩所用水泥均从武汉市华新水泥厂购进，进场时附有出厂合格证、原材试验报告。在现场会同监理工程师肖吉祥对进场的水泥按照规范要求进行了抽样检测。经检查进场水泥各项技术指标均符合设计要求。5.施工工艺总结6.1.旋喷桩施工工艺流程见附表46.2.施工方法6.2.1场地准备测量放样地基处理范围，在原地面用挖掘机或推土机等机械进行场地平整，清除地表种植土、垃圾土，夯实机械设备工作面地基,地面排水系统的设置要保证地面无积水。6.2.2测量准备施工测量严格按测量规范要求进行，所有测量仪器都已进行校核和检定，能够保证测量精度。施工前放出各桩位，桩位中心
6、点用钎子插入地下，并用白灰标示。6.2.3机械就位机械就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正,高压设备与管路系统应符合施工图及安全要求,防止管路堵塞，密封良好。6.2.4钻孔（1）使用MGJ-50钻机成孔。（2）钻孔过程中应详细记录实际孔位、孔深及地层变化情况。（3）开钻前进行射水试验，保证管路的畅通，开钻后射水压力应逐渐增加，减小摩擦阻力，防止喷嘴被堵。钻杆的转速定为25r/min不等。（4）当第一根钻杆钻进后，停止射水。（5）停止射水后压力下降，接长钻杆，再继续射水、钻进，直到钻至桩底高程。施工过程中记录钻杆的接长次数和总的钻杆长度，确保达到设计桩长。6.2.5浆液加压根据设计建议的水灰比取值范
7、围，对于1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#桩依次水灰比取值0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.2、1.2进行试桩施工。泥浆筒的浆液，通过高压泵加压后，经高压管送至钻机用于旋喷。喷浆的压力值20Mpa-22Mpa，对每根桩体做出详细的水泥浆使用量记录，确保每延米长度内水泥浆用量。6.2.6 旋喷应注意设备开动顺序管内水、气、浆供应应有序进行，衔接紧密。6.2.7 压力突变、异常冒浆在高压喷射灌浆过程中，当出现压力突增或突降、大量冒浆或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施。6.2.8 废料回收施工现场设置废料回收池，钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止环境污染
8、。6.2.9 成孔钻进至桩底深度。6.2.10 拔管（1）旋喷达到桩底深度后，可停风、停水而继续用旋喷泵灌浆，待水泥浆从孔口返出后，即可停止灌浆，然后将灌浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸一定量的清水将灌浆泵和灌浆管路中的浆液顶出，然后停泵，拔管要迅速，防止浆液凝固及影响桩顶高程。钻杆的提升速度为2028cm/min。6.2.11 机械清洗（1）卸下灌浆管后，立即用清水将各管道冲洗干净，并拧上堵头。（2）灌浆泵、送浆管路和浆液搅拌机等都要用清水清洗干净。（3）压气管路和高压泵管路也要分别送风、送水冲洗干净。6.2.12 施工故障处理（1）压力上不去：安全阀和管路接头处密封圈不严；泵阀损坏，油管破裂漏
9、油；安全阀的压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏；栓塞油泵调压不够；活（柱）塞或缸套损坏。（2）压力骤然上升：喷嘴堵塞；高压软管清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞影响管路畅通；泵体或出浆管路有堵塞。（3）压力不稳定：油管路泄漏；泵体或吸浆管路有泄漏或存在空气；泵体注塞杆过长或泵体安装时不严密。（4）喷嘴堵塞及冒浆喷嘴堵塞，应提升灌浆管，待堵塞消失后再进行复喷；出现不冒浆或断续冒浆时，系土质松软的正常现象，可适当时行复喷；冒浆量小于灌浆量20，视为正常现象，超过20或完全不冒浆时应采取相应措施；在旋喷过程中，地层有较大空隙导致不冒浆，可在浆液中加入适量的速凝剂，以缩短固结时间：当冒浆量过大时，
10、可提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋转速度；大量冒浆、压力稍有下降时，可能是灌浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低，此时应拔出灌浆管进行检查。6.2.13严格控制桩体质量旋喷桩质量控制：严格按照规定的施工工艺进行操作，详细记录施工过程中的各种数据，为成桩质量分析提供依据。（1）桩位控制：钻机就位要准确，孔位偏差不应大于5cm。（2）桩径控制：施工过程中要按既定的参数操作，确保桩径符合设计要求。（3）桩长控制：当钻至桩底深度以下0.2m时，将喷浆管插到桩底层位。在插管过程中，为了防止泥沙堵塞喷嘴，可边喷水边插管。喷射水压力一般不要超过1Mpa，以防止将孔壁射塌。（4）喷浆控制：要严格按照
11、配合比控制浆液，保证喷浆量，随时观察返浆情况。 三、施工参数总结1通过施工记录、现场检测以及对2#进行的单桩承载力检测、3#，4#桩复合地基承载力，各条桩的无侧限抗压强度的检测结果进行了比较，如下表5。记录数据比较序号桩号旋喷压力MPa水灰比桩径cm每米水泥用量Kg无侧限抗压单桩承载力复合地基提钻速度11#200.852161合格0.25m/min22#201.052150合格合格0.25m/min33#201.253152合格合格0.25m/min44#201.457146不合格不合格0.28m/min55#201.557120不合格0.30m/min66#181.248133 0.26m/
12、min77#221.270156 0.26m/min通过试桩记录，及检查结论分析总结：1）在旋喷压力值均相同且都为20Mpa时，1#，2#，3#,4#,5#桩的水灰比依次为0.8，1.0，1.2，1.4，1.5不相同。比较其无侧限抗压强度值，水灰比为0.8、1.0、1.2的三条桩的检测值都大于2.5MPa,而水灰比为1.4、1.5的两条桩均小于2.5 MPa,故判断不合格。4#，5#桩桩径均大于50cm,水泥用量过大。从质量和经济效益角度考虑，均不采用4#，5#桩的施工水灰比。在水灰比不同的1#，2#，3#比较时，旋喷压力均为20 Mpa，切提转速度均为0.25m/min的情况下，1#桩水泥用
13、量最大，从成本、效益考虑，不选用1#桩水灰比为0.8的施工参数。2）通过上表比较3#、6#、7#桩，在水灰比均为1.2时，旋转不同的旋喷压力值，可以看出旋喷压力为18 Mpa时，桩径为48cm，不满足设计50cm的要求，旋喷压力值为22时，7#桩桩径达到70cm，远远大于设计桩径，且在旋喷压力为20 Mpa桩径均在50-60cm之间符合设计要求。可以看出桩径控制主要通过旋喷压力来控制的，旋喷压力越大喷浆量越大，桩径越大。在满足设计要求的前提下，结合考虑成本效益，选择旋喷压力为20Mpa.3）比较2#，3#桩时，因3#桩进行了符合地基的检查，满足了设计要求，比较两条桩的无侧限抗压强度值，3#桩为
14、2.73 Mpa，2#桩为2.95 Mpa，比较两条桩的桩径和水泥用量，2#桩桩径52cm小于3#桩的53cm,满足设计50cm的要求，且2#比3#水泥用量要少。考虑施工中多种因素，以及保证质量的原则，选择水灰比为1.0的2#桩的施工参数用于施工。4）比较7条桩的提钻速度，速度越快水泥用量越少，但是当提钻速度为0.28m/min和0.30m/min时，无侧限抗压强度不合格。故选择0.25m/min的提钻速度。综上所述：总结出旋喷桩施工的工艺性参数，水灰比为1.0，旋喷压力值20 Mpa，提钻速度0.25m/min，另根据经验钻杆旋转速度20r/min，喷嘴直径选择2.4mm。 根据检测结果和现场施工情况，试桩方案确定的施工工艺能满足现场施工要求，保证了施工质量；试桩的施工顺序未对桩与桩之间成桩过程造成影响，施工方便，切实可行。四.施工工效分析本次试桩，从施工现场记录与检测数据比较以下结果：每根桩的成桩时间均在45-50min（包括桩机就位）详见工序-时间统计表以7#桩为例进行分析，各工序时间统计如下表：表6 工序时间统计表工序持续时间（min）桩机就位4钻进13原位旋转，喷浆1提升喷浆32合计时间50五、成桩检测及结果 1、2008年8月30日委托中铁十七局集团有限公司检测中心进行了1#、2#、3#、4#、5#桩进行了钻芯取样对其桩身做无测限抗压强度检测，其中
