水泥土挤密桩施工工艺试验

标段

水泥土挤密桩工艺性试桩方案

编制： 复核： 审批：

中国中铁航空港建设集团有限公司 银西铁路甘宁段YXZQ-6标段项目经理部编制

2016年10月6日

目 录

一、试验地点和地质情况描述 .............................................. 二、试验目的 ............................................................ 三、机械设备及施工材料 .................................................. 3.1机械设备 .......................................................... 3.2施工材料 .......................................................... 3.3拟投入的主要人员和仪器 ............................................ 四、施工过程 ............................................................ 4.1试验方案 .......................................................... 4.2施工工艺 .......................................................... 4.3施工方法 .......................................................... 五、成桩检测 ............................................................ 六、试桩工艺总结 ........................................................

水泥土挤密桩试桩方案

一、试验地点和地质情况描述

试验场位于银西高铁线工程试验段内，对应线路里程DK368＋486.61～DK368+911.99和DK369＋054.01～DK369+785.69，横向位于线路左右侧9m处。线路主要以填挖相间形式通过，最大中心挖方高度约3-5m, 最大填方高度约10m，从西安至银川方向分为两个试验段，采用水泥土挤密桩地基处理措施。试验场所处地貌为环县境内，工点范围内地势左低右高，大部分已开辟为耕地，局部有民房、窑洞。

该路段地层依次为：

工点上部地层主要为第四系上更新统风积砂质黄土，第四系上更新统冲积砂质黄土，黏质黄土、粉土，下伏白垩下统砂岩。地层岩性详述如下：

1、第四系上更新统

砂质黄土（Q3eol）：主要分布于线路右侧台地，浅黄色，厚度约30-50m不等。成分以粉粒为主，土质不均，黏塑性较差，局部可见针状裂隙，含白色菌丝，中密为主，稍湿-潮湿，Ⅱ级普通土，σ0=150kpa。表层3-5m稍密，σ0=100kpa-120kpa。

砂质黄土（Q3al）：广泛分布于上部上层，厚20.7～50.4m不等。成份以粉粒为主，土质不均，黏塑性较差，局部可见针状孔隙，含白色菌丝，中密为主，稍湿-潮湿，Ⅱ级普通土，σ0=150kpa。表层3-7m稍密，σ0=120kpa。压缩模量ES100～200=2～13.9Mpa，ES200～300=2.3～23.9Mpa，ES300～400=3.8～26.5Mpa，ES400～600=2.3～33.2Mpa，ES600～800=16.7～24.9Mpa。

细砂（Q3al）：局部层状分布于冲积黏质黄土层下部，厚度0.7～4.4m，棕红色，棕褐色，成份以长石、石英为主，砂质不纯，含少量黏粒，中密，饱和。Ⅰ级松土，σ0=150kpa。 2、白垩系

砂岩（K1）：青灰色，局部夹紫红色团块，成分以石英，长石为主，粉砂质结构，层状构造，泥质胶结，局部夹泥岩薄层，节理裂隙较发育，风化层厚度0-3m。风化层，Ⅳ级软石，σ0=400kpa；完整基岩，Ⅳ级软石，σ0=600kpa。

试验水泥土挤密桩位于DK368＋486.61～DK368+911.99和DK369＋054.01～DK369+785.69段。设计参数：桩径0.4m，桩间距0.9-1.0m，桩长8m，正方形布置。 二、试验目的

检验完善设计，为大面积施工提供依据，确定如下几方面内容: 检验设计参数和地基处理效果； 确定机械设备选型及配套组合；

确定施工工艺及参数：成孔参数、填料分层厚度、夯击次数、水泥土配合比等。 三、机械设备及施工材料

3.1机械设备

⑴DK368＋486.61～DK368+911.99段采用洛阳铲（沉管直径40cm）1台和汽车吊夯锤（750kg）1台。

⑵DK369＋054.01～DK369+785.69段采用履带吊柴油锤（3.2T）管桩机（沉管直径40cm）1台。

3.2施工材料

⑴黄土采用就近处正线挖方黄土。

根据土工试验结果，测出该处黄土含水率，合格后。方可用于水泥土材料。

⑵

⑶水泥土水泥含量8％（质量比）,土料中有机质含量不应大于5%，土块粒径不得大于15mm，不得含有杂土、冻土、膨胀土及砖、瓦、石块。

3.3拟投入的主要人员和仪器

为确保现场试验顺利进行，计划成立水泥土挤密桩试验小组，由技术负责人任现场总指挥，小组成员由安全质量部、工程技术部等相关人员组成。

拟投入的主要人员表

序号 工种 数量 备注 1 管理人员 2 2 技术人员 3 3 机械工 4 4 技术工人 6 5 普工 8 6 安全员 1 拟投入的主要测量仪器、机械设备表

序号 设备名称 规 格 单 位 数 量 备注 序号 设备名称 规 格 单 位 数 量 备注 1 全站仪 徕卡1201+ 套 1 2 水准仪 DSZ2 套 1 3 柴油锤打桩机 台 2 4 汽车吊 台 1 5 夹杆锤夯实机 台 1 6 洛阳铲 台 1 7 滚筒式搅拌机 台 1 8 自卸车 台 3 运料 四、施工过程

4.1试验方案

针对设计桩径较大、桩身较长的情况，拟定了两种试验方案，并在正式施工前

在分区间的过渡段或路堤坡脚处进行了小面积群桩试验。

试验桩平面示意图

⑴方案1

在DK368＋486.61～DK368+911.99段，试验桩7根（1-1#桩、3-1#桩、5-1#桩、2-2#桩、4-2#桩、1-3#桩、3-3#桩）按顺序施作（见图）。

采用直径40cm洛阳铲成孔，成孔8m深；

夯填时每层填料虚铺50cm，采用汽车吊夯锤（0.75t），每层分别夯击6次，夯锤落距4m。成桩过程中在桩长范围内，每2m在桩芯位置取样测试干密度，如达不到设计要求，调整每层填料厚度或夯击次数，直至取得能够达到设计压实系数的工艺参数。

⑵方案2

在DK369＋054.01～DK369+785.69段，试验桩7根（2-1#桩、4-1#桩、1-2#桩、3-2#桩、5-2#桩、2-3#桩、4-3#桩）按顺序施作（见图）。

采用直径40cm履带吊柴油锤（3.2T）管桩机成孔，孔深8m；

夯填采用夹杆锤夯实机，根据夯实机输送水泥土流量控制夹杆锤夯击6～8次/分；成桩过程中在桩长范围内，每2m在桩芯位置取样测试干密度，如达不到设计要求，调整填料的流量或夯击次数，直至取得能够达到设计压实系数的工艺参数。

4.2施工工艺

场地清表、整平 工艺流程图 桩孔编号、放样定位4.3施工方法

沉管机就位⑴场地清表、整平

沉管至设计标高用推土机、装载机清除表层50cm厚腐植土，并整平。清表土运送到指定地点集中堆放。

⑵桩孔编号、定位

拔管处理缩孔夯实孔验孔检查分层填料、夯实填料拌合根据设计桩位布置对桩孔进行编号，利用全站仪测放排、列控制桩，拉线、钢尺丈量定出桩孔位置，洒白灰线、插竹签标记。

⑶沉管

应使沉管垂直对准桩位中心，并确保挤密桩垂直度容许偏差不大于1.5%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后，方可启动打桩锤。据沉管上的标记的进尺刻度，确定达到设计时，停止钻进，拔管，移机到下一桩位施工。

⑷桩孔处理

成孔后将孔底虚土夯实、夯平。在试验方案一中，用汽车吊夯锤（0.75t）夯击孔底8次；在试验方案二中，用柴油锤（3.2t）夯击孔底2次。

⑸水泥土拌合

水泥土水泥掺量为8％（质量比），采用砂浆拌合机拌合。拌合前检测土的含水量，如含水量偏低，根据实测含水量、最优含水量以及土的数量计算需加水数量，加水闷料12小时后方可使用。如含水量偏高，经晾晒接近最优含水量后使用。水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用按作废处理。下雨期间不进行水泥土拌制。混合料搅拌时间及含水量，现场可根据“手捏成团、落地散花”判断是否合适。

⑹填料夯实

检查桩孔位置、孔径和孔深后，分层夯填水泥土拌合料。投料时严格控制填料每层虚铺厚度，采用计量器具（用容积26L水桶根据方案每层投料量划出刻度）精确计量每次投料方量，严格按照试验方案确定的夯击次数进行。

⑺成桩检验

按设计和规范要求进行桩径、桩长、桩身密实度、桩间土挤密系数、湿陷性系数、压缩模量等试验检测。

⑻水泥土挤密桩施工允许偏差

水泥土挤密桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定：

水泥土挤密桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

序号 检验项目 允许偏差 施工单位检验数量 检验方法 1 桩位(纵横向) 50mm 按成桩总数的经纬仪或钢尺丈量 2 桩体垂直度 1.5% 10%抽样检验，且成孔夯实孔底后吊垂球测量每检验批不少于5根 垂直度 3 桩体有效直不小于设计径 值 开挖50-100cm深后，钢尺丈量 五、成桩检测

1、水泥土挤密桩在成桩过程中，在全桩长范围内，自桩底每夯填2m对桩芯附近桩身取样，测定土样干密度。判断检测数据能否达到设计要求的压实系数。

2、在试验方案二试桩区域水泥土挤密桩施工结束7～14天后，对桩间土侧处理效果进行检验。取样点选在试桩桩间正三角形形心点、成孔挤密深度范围内采用钻机取样，每2m取样测定干密度并进行压缩试验，满足挤密系数不小于0.90，对湿陷性黄土还应进行湿陷性试验，满足湿陷系数σs小于0.015。

3、成桩28后进行单桩或复合地基载荷试验。其中对方案一试验区域选取一根桩进行单桩承载力荷载试验；对方案二试验区域进行群桩荷载试验检测复合地基承载力。以检测试桩承载力数据能否达到设计要求。 六、试桩工艺总结

根据试验过程中累积的经验，采集的数据、参数，以及成桩检查结果，进一步验证施工工艺、施工顺序按正方形应“隔孔隔排跳打”的原则。混合料配合比、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，以及成桩质量，形成水泥土挤密桩施工工艺试验报告并报监理审批，为水泥土挤密桩全面展开施工提供依据。