沙颍河周口至漯河段航运开发工程
大路李航运枢纽施工一标段
高压旋喷桩试桩总结报告
河南省中原水利水电工程集团有限公司 沙颍河周口至漯河段航运开发工程 大路李枢纽施工一标项目经理部
2014年8月
目 录
1．工程概况 .............................. 错误!未定义书签。 2．试桩目的 .............................. 错误!未定义书签。 3．试桩位置 .............................. 错误!未定义书签。 4．试桩时间 .............................. 错误!未定义书签。 5. 工艺原理 .............................. 错误!未定义书签。 6．人员及机械 ............................ 错误!未定义书签。 7. 试桩施工方法及施工工艺 ................ 错误!未定义书签。 7.1施工方法 ............................ 错误!未定义书签。 7.2施工工艺 ............................ 错误!未定义书签。 8. 质量控制措施 .......................... 错误!未定义书签。 9．试桩总结 .............................................. 8 10．确定实验参数 ......................................... 9 11. 安全质量保证体系 ..................... 错误!未定义书签。 11.1安全保证体系 ....................... 错误!未定义书签。 11.2质量保证体系 ....................... 错误!未定义书签。
1、工程概况
泄水闸基底位于粉土3层上，该层容许承载力[σ]=160kPa，渗透系数k=3.5×10-4cm/s,其下第四层粉细砂层（Q3a1+p1），渗透系数k=2.5×10-3cm/s，第五层粉质粘土（Q3a1）及其下各主要持力层的土质、厚度和强度基本均匀，属均匀地基。
2、试桩目的
为了使本标段高压旋喷桩规范、有序、高质量的全面展开施工，在大面积施工前我项目部已完成了试桩施工，并通过了试桩检验。通过试桩进一步探明了地质情况，确定了搅拌下沉、提升速度，确定了水泥掺量、灰浆稠度（水灰比）、工作压力，检验施工设备及选定的施工工艺。通过试桩熟练掌握了高压旋喷桩施工方法、工艺流程、技术参数、质量检测等作业要求并为全标段高压旋喷桩施工提供指导，积累管理经验，以确保大面积施工时高压旋喷桩的施工质量。
3、试桩要求
（1）桩位布置：高压旋喷试桩桩径0.8m，桩间距2.0m，设计试验桩长16.0m。 （2）本次试验的高压旋喷桩采用双管法，桩身28d立方体平均抗压强度不小于4.5MPa，单桩竖向承载力特征值不应小于746KN。
4、试桩位置
结合现场实际情况，高压旋喷桩工艺性试验选在泄水闸闸室段右岸，共有9根试验桩，桩位编号为520#、533#、546#、559#、572#、585#、598#、611#、624#。
5、试桩时间
高压旋喷桩的试桩工作于2014年7月6日开始，在2014年7月7日全部完成。
6、工艺原理
高压喷射注浆法是先利用工程钻机钻孔作为导孔，将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度，然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动压等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样从下向上不断地
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喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的固结体，到达增强地基承载力的目的。
7、人员及机械
试验方案报业主和监理单位审核后，按批准后的方案组织实施试桩，并请监理、设计、业主等单位全程监督和指导。具体施工组织如下： （1）、主要人员配置： 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 丁同岭 周向阳 李洪杰 王培森 潘洪江 孙保庆 姜艳芝 许正周 姓 名 项目经理 技术负责人 工程部 工程现场负责人 质检工程师 测量工程师 试验室主任 专职安全员 职 务 （2）劳动力配置：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 合计 （3）主要施工机械
职务 班长 钻探工 泵工 电工 钳工 普工 普工 技术人员 职责范围 全面掌握施工质量和安全 操作钻机，卸接钻杆，维修保养和排除故障 操作高压泵及维修保养 负责钻机、电源、电路工地照明及电气故障排除 全面维修保养机具设备 倒水泥、操作搅拌桶及倒灰和过滤 协助钻机工作（卸接钻杆、冲洗等） 掌握施工技术、质量、写施工日志和记录 人数 1 2 2 1 1 2 2 1 12
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序号 1 2 3 4 5 6 设 备 名 称 高压注浆泵 旋喷钻机 浆液搅拌机 电焊机 高压输浆管 潜水泵 单 位 台 台 台 台 米 台 数量 1 1 1 1 120 1 8、试桩施工方法及施工工艺
8.1施工方法
采用双管旋喷法施工，施工工艺流程为：
施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆、喷气→旋喷结束成桩。
制备水泥浆液钻孔至设计标高钻机就位贯入注浆管试喷提升旋喷注浆喷射拔管结束机械清洗机械移位泥浆的排泄处理作业
旋喷桩施工工艺流程图
8.2施工工艺 8.2.1场地平整
先进行场地平整，为了减少钻孔深度及保证旋喷桩质量，场地从原始地面（48.0m）挖至43.5m，同时采取井点降水，确保施工期间地面无积水，然后对开挖后的场地进行整
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平，并做好排浆沟。
8.2.2测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
8.2.3桩机就位
人力缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，钻孔前对桩位重新进行校核，然后检查调中后的钻杆与桩位的偏差，桩位对中误差不大于5cm。
8.2.4贯入注浆管
采用双管旋喷法施工，在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，在钻孔前或钻孔中，高压水喷嘴边射水、边插管，气压0.5～1.0MPa，至设计标高后停止钻进。
8.2.5浆液配置
高压旋喷桩的浆液，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥配制，水泥浆液配制严格按试验室提供的水灰比1:1，水泥浆比重1.52。搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
每根桩水泥浆用量估算：Q=πR2*H（1+B） 其中：Q—旋喷浆液用量（m3） R—桩体半径（m） H—桩长（m）
B—损失系数，选0.1～0.2 8.2.6喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，检查合格后方可喷射浆液。
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旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷射时，先应达到预定的喷射压力28～32Mpa，喷浆旋转60秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为20～25cm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于0.5m，防止固结体脱节。为防止浆管扭断，钻杆的旋转和提升必须连续不断；当注浆管不能一次提升完成而需分次拆卸时，拆卸动作要快，卸管后继续喷射的搭接长度不得小于10cm，并且搅拌时间超过2小时的水泥浆液不得使用。
施工过程中控制冒浆量小于注浆量的20%，超过20%或完全不冒浆时查明原因，采取相应措施。
为保证桩顶质量，旋喷时，实际停浆面高于设计桩顶标高0.5～1m。 8.2.7冲洗：
旋喷施工完毕，迅速拔出注浆管，并用清水把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。
8.2.8.桩机移位
待旋喷桩机注浆管全部提出地面后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。重复以上操作，进行下一根桩的施工。
9、质量控制措施
（1）确保定位轴线质量
a、严格按照施工图及施工现场实际位置定出桩的起始点及轴线位置； b、旋喷桩起始点及轴线位置经验收合格后，方可进行旋喷桩施工； （2）确保桩位质量
桩位移机前要量好间距尺寸并做好标记，移位时在内外边线间移动，就位前对桩间距进行复核，以确保桩间距符合设计要求。
（3）确保桩顶、桩底标高
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施工时应不断测量施工场地及机架标高，并及时修正相应桩深和其它标高控制位置。 （4）保证桩体垂直度
在铺设道轨枕木处要垫平整实，使道轨枕木在同一水平线上，在开孔前用水平尺对机架进行校对以确保桩体垂直度（不得超过1.5%）达到设计要求。
（5）保证加固体强度均匀性
a、压浆阶段杜绝断浆和输浆管道堵塞现象； b、控制喷浆量和提升速度；
c、桩机下沉至停浆面下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌；
d、水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，必须有出厂合格证，并经检验合格后方可使用；
e、水泥浆液严格按设计水灰比进行配料；水泥浆液搅拌好后，进入储浆筒前，用筛网清除水泥中的结块和杂物；只能在压浆前进入储浆筒中，以保证水泥浆不发生离析；
（6） 水泥用量控制
A、水泥浆拌制：严格按照1：1的水灰比进行水泥浆液配置，按照搅拌桶的容积确定每桶水泥浆液的的掺灰量，配好的浆液，通过检测浆液比重和水泥消耗量对配灰量进行核查，确保浆液的配灰量满足设计要求。浆液配合比见下表：
浆材 水泥 水 100L浆液掺加量（kg） 500L浆液掺加量（kg） 浆液比重 75.5 75.5 378 378 1.51 1.51 B、高压旋喷桩每米掺灰量控制：设计要求每米桩掺入水泥330kg，试桩前，在搅拌桶容积500L处（从桶顶算起）设置标计(钢筋)，试桩时，反复试验钻机提升速度，直到提升1米时水泥浆液下降到桶内440L标记处，说明满足每米掺灰量330kg的要求，该提升速度即作为控制高压旋喷桩每米掺灰量的最高速度。
10、安全保证措施
10.1机械操作员等特殊工种人员必须经专门培训，经考试合格取得操作证，方可上岗作业。
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10.2高压旋喷桩等在进行作业时，严格按照机械技术操作规程进行作业；做到管理人员不违章指挥，作业人员不违章操作。
10.3施工用电实行“三相五线制”和一机一闸一漏一保护的制度，并符合有关施工用电的规章制度。
10.4钻机作业中，电缆应有专人负责收放；如遇停电，应将各控制器放置零位，切断电源；如遇卡钻，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因前，不得强行启动；严禁用手清除钻杆上的泥土，发现紧固螺栓松动时，应立即停机重新紧固后方可继续作业。
11、质量要求及检验
11.1质量要求
(1)桩位偏差不大于50mm,桩径偏差-50mm,桩长不小于设计,桩体垂直度不大于1.5%。 （2）桩体强度符合设计要求，桩身连续均匀。 11.2质量检验
（1）桩体无侧限抗压强度检验在旋喷注浆结束28天后进行，检查桩数的2%，且不小于5根，单桩取三个试样，（在桩径1/4处，在桩头部位垂直取芯）。
（2）桩位中心、桩长及桩体垂直度采用现场全站仪测量。 （3）桩径采用开挖桩顶下1米处量取。
（4）浆体喷射旋喷桩施工允许偏差应符合表7.1要求控制。 序号 1 2 3 4 表7.1旋喷桩施工允许偏差和检验方法 项目 允许偏差（mm） 检验方法 桩位中心 ≤50 垂直度（%） ≤1.5 尺量或测量 桩径 ≤50 孔深 ±200 12、试验结果
本次试验采用42.5级普通硅酸盐水泥，按照技术规范要求及设计参数进行高压旋喷桩的工艺性试验，试验桩具体参数结果见下表：
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试验桩施工参数表
序号 桩号 水灰比 624# 1 611# 598# 585# 2 572# 559# 546 533# 520# #提升速度 (cm/min) 22 旋转速度(r/min) 6 8 10 5 7 9 6 8 10 注浆压力 (Mpa) 水泥用料 (kg/m) 332 备注 1：1 20 25 20 22 30 340 315 345 340 1：1 24 25 20 25 33 328 316 348 310 13、试桩总结
高压旋喷试验桩共有9根，试验配合比参数2组，一组3根桩（喷浆压力30MPa），二组6根桩（喷浆压力33MPa）。
（1）桩径及均匀性：在7月14日挖开桩头进行桩径及外观检测， 1#～9#桩径最小为0.76m，最大为0.90m，平均桩径为0.83m，表明在30MPa、33MPa两个注浆压力下，都可以满足本工程高压旋喷桩孔径要求。
高压旋喷试验桩中，根据挖出的桩头部分表明，旋喷桩体中土体颗粒与水泥浆液混合较均匀，旋喷桩头的混合浆液，在土层中形成具有一定强度的固结体，对改善地基承载力起到一定作用。
（2）水泥掺入量：根据表中的试验桩施工参数分析，高压旋喷桩在施工压力一定情况下，提升速度与桩体每米水泥用量成反比，提升速度快，水泥掺入量降低；提升速度慢，水泥掺入量增加。在压力32MP a，提升速度25 cm/min时水泥掺入量基本能够满足设计要求（不小于330Kg）。
（3）通过试桩施工，施工机械能够满足施工工艺要求。
在高压旋喷试验桩施工前应做好充分准备工作，施工机械按要求进行各项检修，避免
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桩基施工中断。
14、确定实验参数
本次试验采用P.042.5级硅酸盐水泥，按照技术规范要求及设计参数进行高压旋喷桩的工艺性试验，确定具体参数结果如下
水灰比1：1；
旋转速度：5-10r/min； 提升速度：20-25cm/min； 喷浆压力：28-32MPa；
配合比：无侵蚀环境采用每延米桩身用水泥:天然土体:水=330 kg:116 kg:330kg。 附件：1、试验取芯影像资料；
2、现场施工记录；
3、旋喷桩钻芯及无侧限抗压强度试验结果； 4、复合地基静载荷试验结果； 5、单桩静载试验结果；
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