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1、青岛地铁一期（3号线）土建16标工程围护结构高压旋喷桩施工 试验总结 青岛市地铁一期工程（3号线）土建16标段项目部2011年3月15日目 录1、工程概况32、试桩目的与实施方案32.1试桩目的32.2试桩位置与布置形式42.3机械设备确定43、试桩工艺与技术参数53.1施工工艺流程53.2试桩施工64 钻芯检查情况84.1、1#号孔（2#桩与3#桩交接处）（旋喷桩水泥消耗量为378kg/m）钻芯情况：84.2、2#号孔(1#桩与2#桩交接处)钻心情况114.3、3#号孔（4#桩与5#桩交接处）（旋喷桩水泥消耗用量为320kg/m）钻芯情况：114.4 钻芯取样总结意见155 旋喷桩咬合情况开
2、挖检测166、建议171、工程概况 青岛地铁一期工程（3号线）安顺车辆段M1出入段位于青岛北站南侧，安顺车辆段北侧，斜穿太原路立交桥，依次穿过青岛市固体废物中转站、太原路立交桥和青岛市政粉煤灰沉淀生产池，接安顺路车辆段及综合基地。该区域场区地貌类型为滨海浅滩，地面标高2.58-20.71m,地形总体平缓，线路东南部分现为垃圾堆积区，地形起伏变化大。通过地勘报告及现场实际钻孔情况，地质情况主要由第四系全新统人工填土（Q4m1）、海相沼泽化沉积层（Q4mh）、海相沉积层（Q4m）及上更新统沼泽化沉积层（Q3h）、洪冲击层（Q3a1+p1）组成。水位埋深0.408.5m，地下水富水性中等，水量较丰富
3、。围护结构采用钻孔灌注桩桩后高压旋喷桩止水帷幕钢管内支撑（预应力锚索）方案，基坑降水采用坑内降水，止水采用高压旋喷止水帷幕，设计参数为800500mm，搭接不小于300mm。本试验段区域位于跨太原路段，里程为M1线出入段线R1KO+915-R1K1+100段、M3线出入段线C3K0+648-C3K0+755。本区段主要特点为：原太原路路基回填段，现场地面至地下7m存在大量建筑垃圾、花岗岩抛石等，钻进困难。2、试桩目的与实施方案 2.1试桩目的 据设计相关资料，本工程高压旋喷桩分别穿过建筑垃圾及抛石层、生活垃圾等人工堆积层、含淤泥中粗砂、淤泥质黏土、粉质粘土、中粗砂、黏土等。在如此复杂的不均匀地
4、层中进行高压旋喷桩止水帷幕施工在国内还没有成熟经验借鉴，为达到深基坑止水帷幕安全、可靠的目标，我项目部于2011年01月20日-22日在现场进行高压旋喷桩试验，以检验在此地质条件下高压旋喷桩的成桩效果、咬合效果及钻进与旋喷过程中的工艺技术参数。试桩计划目标为： 确定施工区实际地层情况和钻机在相应地层中钻进进度指标。 确定高压旋喷桩施工中喷浆管提升速度、回转速度、喷入压力、水灰比等施工参数。 确定不同间距高压旋喷桩在建筑垃圾、抛石层等特殊地质中的成桩质量、咬合效果和止水效果。 确定各地层分界处（特别是建筑垃圾与生活垃圾结合面、生活垃圾与淤泥质土结合面、土石分界处）及全风化、强风化岩层中成桩质量。
5、 2.2试桩位置与布置形式 试桩位置选定在R1K1+100处。2.3机械设备确定 设计桩径为800mm，采用新二重管法施工，试桩使用的主要机具设备见下表。本套设备浆液比重1.501.80，压缩空气压力0.50.8MPa，高压泵压力2838MPa。 3、试桩工艺与技术参数设备名称型号规格数量高压旋喷桩机XP-30成桩最大长度50m，28KW1台高压注浆泵GPB-90额定压力38Mpa,90KW1台6m3空气压缩机0.8 MPa 3m3/min1台泥浆搅拌罐2台高压胶管19-22mm1套3.1施工工艺流程 见下图：3.2试桩施工 3.2.1施工准备 清除试桩区域的建筑与生活垃圾，地面进行平整与碾压
6、。 开挖泥浆池、排浆沟及排水沟。 施工用电采用外围电网供应，施工用水采用自来水接入。 搭设水泥棚，准备好水泥及外加剂。 据地勘资料绘制地质柱状图并测放桩位。 3.2.2钻进与旋喷施工 钻孔：采用旋喷桩机钻孔，孔径为11cm，钻杆的垂直度偏差不大于1%1.5%。制备水泥浆：首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌1020分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。 插管：到位后，拔出钻杆，再插入旋喷管。提升喷浆管、搅拌：喷浆管下沉到达设计深度后，接通空压管，开
7、动泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量。高压泥浆泵压力增到施工设计值（30MPa）后，先坐底喷浆30s，按照试桩设计定的提升速度旋喷、提升钻杆，直至达到预期的加固高度。 桩头部分处理：当旋喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0米开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5米，直至桩顶停浆面。关闭高压泥浆泵（空压机），停止水泥浆（风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。 重复喷浆、搅拌：在生活垃圾与淤泥质土结合面及遇到漏浆情况时，为保证桩径，须重复喷浆、搅拌。 清洗：向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头
8、上的土清洗干净。 移位：移动桩机进行下一根桩的施工。 3.2.3旋喷桩施工主要施工技术参数 本次旋喷桩试桩施工使用的水泥标号为P.O.42.5R,水灰比为1：1.5，在喷浆过程中采用的技术参数为：气压力0.7MPa、浆液压力28MPa；旋转速度18r/min、提升速度20cm/min、流量80L/min、浆液比重为1.5。由于地质情况复杂，在引孔过程中，1#孔在地下4米5米之间遇大石块难以钻进。4 钻芯检查情况2011年3月3日和2011年3月14日，对高压旋喷试验桩进行钻孔取芯工作，位置见下图（其中1#取芯孔（旋喷桩水泥消耗量为378kg/m），2 #取芯孔（旋喷桩水泥消耗用量）为385kg
9、/m，3#取芯孔（旋喷桩水泥消耗用量为320kg/m）。 500 500 500 5001234.1、1#号孔（2#桩与3#桩交接处）（旋喷桩水泥消耗量为378kg/m）钻芯情况：钻孔深度为9m在各地层中的成桩效果统计为：孔号孔深 m地质情况成桩效果备注1#号孔0-6m杂填土建筑垃圾层较好-6-10m含淤泥中粗砂良好-10-12.8m粉质黏土较差未咬合-12.8-16.5m中粗砂11-1较差未咬合旋喷桩钻芯芯样描述：高压旋喷桩在含有土体的建筑垃圾层、建筑垃圾和生活垃圾混合层和粘土层成桩效果较好，为整齐规则结构；局部建筑垃圾和生活垃圾混合层中存在集中较大颗粒，其粘结效果尚可。在含淤泥中粗砂层，成
10、桩效果良好；至10米处，未见成型桩体，取样为黏土，无水泥浆痕迹。照片如下：杂填土建筑垃圾层含淤泥中粗砂4.2、2#号孔(1#桩与2#桩交接处)钻心情况钻孔深度为4m 在各地层中的成桩效果统计为：孔号孔深 m地质情况成桩效果备注2#号孔0-6m杂填土建筑垃圾层较好4米处遇石块无法钻进旋喷桩钻芯芯样描述：高压旋喷桩在含有土体的建筑垃圾层、建筑垃圾和生活垃圾混合层和粘土层成桩效果较好，为整齐规则结构；至4米处，取芯钻机遇石块无法钻进。4.3、3#号孔（4#桩与5#桩交接处）（旋喷桩水泥消耗用量为320kg/m）钻芯情况：钻孔深度为13m 在各地层中的成桩效果统计为：孔号孔深 m地质情况成桩效果备注1
11、#号孔0-6m杂填土建筑垃圾层较好-6-10m含淤泥中粗砂较差局部较差-10-12.8m粉质黏土较差-12.8-16.5m中粗砂11-1较差未咬合旋喷桩钻芯芯样描述：高压旋喷桩在含有土体的建筑垃圾层、建筑垃圾和生活垃圾混合层成桩效果较好，为整齐规则结构；在含淤泥中粗砂层，成桩效果尚可，但局部（尤其67米处）效果较差，成松散大颗粒，粘结不良；在粉质黏土层，成桩效果较差，取样为大颗粒，粘结效果较差。在中粗砂层，未见成型桩体，取样为中粗砂，无水泥浆痕迹。 照片如下：杂填土建筑垃圾层含淤泥中粗砂粉质黏土中粗砂4.4 钻芯取样总结意见1、在建筑垃圾层、建筑垃圾和生活垃圾混合杂填土层，含有杂填大石块等而成
12、孔困难；2、当水泥用量380Kg/M时：在杂填土层成桩效果较好；在含淤泥中粗砂层（-6-10m），成桩效果良好；在粉质黏土层和中粗砂层（-10-12.8m），成桩效果较差；3、当水泥用量320Kg/M时，成桩效果相对更差，在含淤泥中粗砂层中也成桩效果较差，不能达到止水目的。4、原因初步分析：A、试桩的水泥用量在本地段尚达不到要求，造成成桩后在粉质黏土层和中粗砂层，桩径达不到设计要求，桩间咬合不足；B、场区地下水丰富，且受潮水影响下地下潜水流动大，造成喷射的水泥浆流失，在11-1层中粗砂中影响尤其大。5 旋喷桩咬合情况开挖检测2011年3月7日，开挖旋喷桩周围土体以检查旋喷桩成桩完整性和各桩咬合
13、效果。地面下两米（标高约3.0m）出现地下水。基坑开挖深度约4-5米深。开挖地层为建筑垃圾及生活垃圾杂填层。从暴露出来的桩体显示：桩体中夹杂有建筑砖头、石块等垃圾，上部桩体稳定，未发现渗水情况。桩间咬合情况良好。照片如下6、结论和建议6.1结论在本次试桩工艺条件下，当水泥含量380Kg/M时，杂填层和含淤泥中粗砂（0-10米）成桩效果良好，但粉质粘土和中粗砂（10米以下）成桩效果较差。6.2建议当引孔遇石块难以引进时，采用套管跟进引孔。根据本次高压旋喷试验桩的结果，为保证止水帷幕的效果和深基坑的安全，建议在不同地层采用不同的施工工艺：在杂填层和含淤泥中粗砂层采用提升速度20cm/min，泥浆泵压力28Mpa，水泥用量380Kg/M；在粉质粘土 和中粗砂层，建议采用提升速度10cm/min，泥浆泵压力38Mpa，水泥用量450Kg/M，并延长坐底喷浆时间。7、附件高压旋喷桩施工记录表试桩区段地质剖面图 青岛市地铁一期工程（3号线）土建16标项目部 2011年3月17日精选文档
