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1、 水泥搅拌桩工艺性试验成果报告1.水泥搅拌桩工艺原理水泥搅拌桩是利用水泥浆作为固化剂，通过特制的搅拌机械，将水泥浆与需加固深度范围内的软土强制拌合，使其固结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥土。水泥在水泥土中的作用包括两个方面：一是水泥发生水解和水化反应，生成水泥胶凝体，将土颗粒凝结成一个稳定的结构体，起骨架作用；二是水泥在水化时形成的钙离子与土粒表面的钠离子进行离子交换，在土粒中形成稳定的钙离子，提高土体的强度和稳定性。通过水泥搅拌桩法加固后，在地基土中形成稳定的、强度较高的柱状水泥土体。这些水泥土体成为地基土的一部分，与原地基土构成复合地基，这种方法适用于饱和软黏土、淤泥质亚黏土、沼泽
2、地带炭土、沉积粉土等，用于增加软土层的地基的承载力，减少沉降量。我工区软基作业班组于2010年7月22日在DK37+478.68DK39+000段线路进行了36根水泥搅拌桩工艺性试验。本次试验的目的为确定各种施工技术参数，以指导水泥搅拌桩以后大规模施工。该试验桩已按照既定方案顺利完成。现将该工艺试验施工情况总结如下。2.工程概况水泥搅拌桩桩采用正三角形布置，桩间距为1.3米，桩径为0.5m。加固深度为4.525m，桩顶铺设碎石垫层及土工格栅。先于桩顶铺设碎石垫层，厚0.2m，碎石最大粒径不得超过5cm，碎石垫层摊平后碾压,当路堤高H2.5m时，应满足地基系数K30130MPa/m;当路堤高H2
3、.5m时，应满足地基系数K30120MPa/m。再铺设一层土工格栅，土工格栅拉平拉直，幅与幅间搭接不小于0.3m，然后，再于其上部铺0.3m厚碎石垫层,再填土，垫层和填土总厚度达到0.5m后，再用重型振动碾压机碾压至要求的密实度。土工格栅材料规格为单向拉伸土工格栅，抗拉强度为120kN/m。铺设时将格栅横向回折不小于2.0m。复合地基承载力不小于150KPa。我工区路基工程水泥搅拌桩施工范围：序号桩基类型里程数量(根)长度（m)1水泥搅拌桩DK37+656.81DK37+8575023229042水泥搅拌桩DK38+000DK38+200501924593.13水泥搅拌桩DK38+315DK3
4、8+480.324149203304水泥搅拌桩DK38+633.92DK38+69314827410合 计1567375237.13.工程地质情况新建铁路东通道前阳至庄河段线路位于辽东半岛东部、黄海之滨，本段路基工程位于庄河市青堆子镇境内。沿线地貌为滨海平原区，地形略有起伏，地表多位耕地，微向海岸倾斜。山前冲积平原地势较平坦，该地区大部分有软土。地震加速度动峰值为0.05g， VI度，土壤最大冻结深度1.2m。 4、试桩目的验证4.1.工艺试验的施工设备、施工工艺和方法、施工顺序满足施工需要。4.2.经试验结果印证：采用PH-5A型深层搅拌机（主电机功率45KW），选用18%水泥掺入量、0.5
5、的水灰比、钻头下沉速度为0.61.2m/min、提升速度为0.61.2m/min、复搅下沉速度0.71.2m/min、停钻最后30s电流值90120A、复搅提升速度0.61.2m/min。5、 试桩施工方法5.1.施工用原材料及试桩配合比材料采用大连天瑞水泥有限责任公司生产的P.O42.5水泥。水泥搅拌桩试桩数量为水泥掺量18%和20%各自对应水灰比0.45、0.50的各18根，共36根。5.2.试验目的试桩段施工有效桩长满足不小于设计值4.52m，施工桩长根据现场实际标高及地质情况具体确定。试桩全过程重点监测水泥用量、施工桩长、搅拌机提升和下沉速度、水灰比重、钻机下沉最后30s的电流值、泵压
6、。桩长范围内垂直钻孔取芯，确定其完整性、均匀性。成桩28d取不同深度的3个芯样做无侧限抗压强度试验，满足设计要求无侧限抗压强度值不得小于1.2Mpa。 试桩配合比：试桩采用两种配合比（水泥掺量为18%、20%），水灰比分别为0.45、0.5。具体施工水泥搅拌桩配合比见下表：水 灰 比0.450.50 水泥掺量18%20%18%20%每米用量（Kg)水泥67.8675.467.8675.4水30.5433.9333.9337.75.3.试桩施工时间：2010年7月22日。5.4.试桩地点：松软路基DK37+487.68DK39+000水泥搅拌桩加固段。5.5.试桩共36根，桩号20-1116#、
7、23-1023-17、25-525-8共计18根，水泥掺入量18%；20-1722、23-1823-21、25-925-16，共18根，水泥掺入量20%。详见布置图。6、 试验桩施工工艺控制6.1.钻机定位：深层搅拌机到指定位置，对中桩位，保持桩架垂直度偏差不超过1%，垂直度采用吊线锤检测；6.2.配置水泥浆：在深层搅拌机启动前，按设计确定的配合比拌制水泥浆，配置好的浆液必须过筛，并将水泥浆倒入集料斗中备用。6.3.预搅下沉：下沉速度由电机电流监测表控制，保证工作电流不大于额定电流，如下沉速度过慢，则由输浆系统补给少量浆液，减小摩擦，以利钻进。施工过程中应严格控制搅拌时的下沉和提升速度，提升或
8、下沉速度不得超过0.61.2m/min。第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，以保证桩底密实及加固范围内搅拌均匀。6.4.喷浆搅拌：深层搅拌机喷浆、搅拌下沉至设计深度后，按试桩确定的提升速度提升深层搅拌机。当深层搅拌机提升至地面以下1m时，应慢速提升和旋转，即将出地面时，应停止提升，搅拌30s，确保桩头密实。5、重复搅拌：为使软土与水泥浆搅拌均匀，在第一次喷浆搅拌完成后，再次将深层搅拌机喷浆、搅拌下沉至设计要求深度，边搅拌边提升至地面，进行重复搅拌。施工中采用少量多次喷浆的方法，至少保证2次搅拌喷浆，同时确保复搅不小于2次。保证二喷六搅，具体作业流程为：放样定位搅拌喷浆下沉到达预定深度搅拌提升
9、重复搅拌喷浆下沉重复搅拌提升全桩复搅下沉全桩复搅提升处理完毕。6.7.清洗：向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，保持清洗干净。6.7.清洗后，将钻机移至下一个桩位重复施工，同时对桩头进行处理，达到设计要求。施工桩顶标高高于设计桩顶标高30cm。水泥搅拌桩作业示意图7、施工控制及注意事项7.1.工区指定专人旁站水泥搅拌桩施工全过程。7.2.钻机开钻前应用水清洗整个管道并检查管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。7.3.桩体的垂直度偏差不应大于1%，为保证桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左右距离相等来进行控制桩位。7.4.施工过程中，
10、检查的重点是水泥用量、施工桩长、搅拌机提升和下沉速度、浆液泵送压力、单桩施工时间、水泥浆比重及钻机下沉最后30s的电流值。7.5.水泥搅拌液应严格按照设计和试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。并由专职试验员用浆液比重计检测浆液密度。7.6.段浆量的控制：段浆量为每米桩体所需喷浆量的体积。根据计算，水灰比为0.50，18%胶凝含量时段浆量为54.73L/m，20%胶凝含量时段浆量为60.8L/m。据此，施工桩的总浆量=段浆量施工桩长度。按照配合比拌制浆液的罐数总量与施工的桩数量进行对比，以此来控制施工过程中桩身浆量总量。7.7.在试桩部位28天内禁止任何车辆通行碾压。8、检验结果
11、 成桩28天取芯检测试验，现场共取芯3根,无侧限抗压强度试验结果分别为,25-11#桩2.09MPa、1.70MPa、2.02MPa，23-17#桩1.92MPa、1.95MPa、1.85MPa，20-18#桩1.85MPa、1.66MPa、2.02MPa，均满足设计要求强度。成桩28天做25-9#桩、23-15#桩、20-14#桩单桩复合地基承载力试验，均满足设计要求。后附试验报告。9、通过试桩确定参数如下：9.1.水泥搅拌桩掺灰量选用:水泥为加固湿土重的18%,水灰比0.50。9.2.机械控制参数钻进速度：0.61.2m/min；提升速度：0.61.2m/min；复搅下沉速度：0.71.2
12、m/min；复搅提升速度：0.61.2m/min；泵压：0.60.8MPa；进入持力层电流值：60A且呈稳定增长趋势；钻机下沉最后30s电流值：6070A；总结如下：根据对上述水泥搅拌桩的试验成果分析，23-17#水泥掺入量18%，28天无侧限抗压强度分别为1.92MPa、1.95MPa、1.85MPa，符合设计及验收标准；25-11#、20-18#桩水泥掺入量20%，对应28天无侧限抗压强度为2.09MPa、1.70MPa、2.02MPa，1.66MPa、2.02MPa、1.94MPa，符合设计及验收标准。28天做25-9#桩、23-15#桩、20-14#桩单桩复合地基承载力，均满足设计要求。以上试桩委托山东广信工程试验检测有限公司经钻芯法验证其强度，合格率为100%。通过对以上试验结果进行经济对比分析选定18%水泥掺量配比。施工参数可以采用上述第9项中的施工参数，作为以后施工的控制参数。1
