河南某地鐵工程三軸攪拌樁成樁工藝試驗

1、目錄一、工程概況2二、試驗依據(jù)22.1主要參考依據(jù)22.2主要計算參數(shù)2三、主要試驗項目及目的43.1試驗?zāi)康?3.2主要試驗項目4四、成樁試驗施工工藝54.1試樁前主要檢查參數(shù)54.2施工工藝流程圖54.3水泥攪拌樁施工順序64.4攪拌樁施工方法6五、試驗部位、樁長和詳細(xì)參數(shù)75.1試樁部位75.2試樁樁長和詳細(xì)參數(shù)8六、勞動力、機(jī)械設(shè)備配置96.1主要機(jī)械配備96.2人員配備9七、質(zhì)量檢驗要求10八、試驗成果提供11九、 安全文明施工和環(huán)保措施11一、 工程概況廣播臺站是鄭州市軌道交通2號線一期工程的起點站，為初期折返站，站后設(shè)交叉渡線和故障車停車線。本站為地下兩層島式車站，車站總長470

2、m，臺寬度為10.4m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度為16.22m，車站覆土3.0m。車站小里程區(qū)間端接2號線一期工程，大里程端為2號線一期工程盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)端。廣播臺站站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁的圍護(hù)形式，本站范圍內(nèi)地下水位在底板以上，因此需要采取降水措施，為了減少降水對周邊環(huán)境的影響，本站采取坑內(nèi)降水、坑外止水的措施，鉆孔灌注樁樁間采用三軸攪拌樁止水帷幕。主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用10001200mm鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁外側(cè)采用850600三軸深層攪拌樁做止水帷幕，止水帷幕攪拌樁長：右線：1-37軸線26米，37-60軸線28米；左線：1-60軸線28米，相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)按50mm外放。設(shè)計要求三軸攪拌樁建筑材料為

3、p.c32.5水泥，水泥參入量為18%20%。二、 試驗依據(jù)2.1主要參考依據(jù)1、 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程jgj-120-19992、 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范yb 9258- 973、 客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南z212-20054、 基坑工程手冊5、 廣播臺站施工設(shè)計圖6、 廣播臺站相關(guān)地質(zhì)勘測資料2.2主要計算參數(shù)2.2.1水泥用量計算根據(jù)建筑基坑技術(shù)規(guī)程規(guī)定（jgj120-99）5.5.2條款規(guī)定，噴漿攪拌的水泥量宜為被加固土體土重度的15%18%，設(shè)計圖中要求水泥摻量不小于18%20%，根據(jù)地質(zhì)資料，地層中被加固土體中的重度為1.982.15g/cm3, 可知，每立方加固土體的水泥摻

4、入量18%時為297387kg，水泥摻入量20%時為356430kg。高于書籍及資料中所述，實際試樁時采用180360kg/m3，同時在漿液中摻入3%的膨潤土。2.2.2水泥漿配合比選擇 根據(jù)設(shè)計圖及相關(guān)書籍資料，水泥采用32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，水灰比選擇在1.5之間.根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的大小進(jìn)行施工配合比的確定。鉆孔兩幅，取值為1.5、2.0、2.5分別進(jìn)行試驗，最終確定配合比的區(qū)間。2.2.3水泥漿的噴出量計算水泥漿的噴出量主要考慮要與成樁時間匹配。2.2.4下沉和提升攪拌時間計算(1)下沉攪拌時間計算 根據(jù)不同土質(zhì)的n值確定一幅樁下沉攪拌時間t1,按公式t1=*l1(min/幅)計算。 式中-

5、不同土質(zhì)下沉1m噴漿攪拌時間（min/m） l1-一幅噴漿下沉攪拌長度。不同土質(zhì)下沉1m噴漿攪拌時間，根據(jù)下述公式計算在砂質(zhì)土中=（0.03n+1.5）1.2，粘性土=（0.05n+1.5）1.2 粉土、2-4粉質(zhì)粘土層中n為210，細(xì)砂土中n為1152，中砂中 n為3260；4-6粉質(zhì)粘土層n為2432。粉土、2-4粉質(zhì)粘土細(xì)砂中砂4-6粉質(zhì)粘土n值210115232602432（min）1.922.42.23.672.953.963.243.72（平均2.16）（平均2.94）（平均3.46）（平均3.48）地層厚度（平均m）8982一幅樁下沉攪拌時間（min）4.6626.4627.68

6、6.9665.76下沉平均速度為0.5m/min。 (2)提升攪拌時間計算 一幅樁提升攪拌時間t2，按公式t2=0.8l2+5 (min/幅) 計算,其中l(wèi)2-一幅樁提升攪拌長度（m） 計算得一幅樁提升攪拌時間t2=26.6min，可知提升速度為1m/min(3)根據(jù)相關(guān)書籍結(jié)合本車站地質(zhì)情況，并結(jié)合以上計算下沉速度區(qū)間取值為0.51.0m/min，提升速度區(qū)間取值為12m/min，通過成樁試驗最終確定下沉和提升速度。三、 主要試驗項目及目的3.1試驗?zāi)康奈夜驹诤裆巴翆?、高水位地鐵施工中缺乏施工經(jīng)驗，通過此次試驗可提高我公司施工生產(chǎn)水平，樹立公司的鄭州市場形象，創(chuàng)精品工程；保證成樁效果，確保

7、施工基坑外圍止水效果，滿足基坑開挖要求，保質(zhì)、保量圓滿完成施工生產(chǎn)任務(wù)；通過三軸攪拌樁的工藝試驗，深入地了解三軸攪拌樁的施工工藝，提高技術(shù)人員及現(xiàn)場施工人員對三軸攪拌樁施工工藝的認(rèn)知，并熟練掌握該施工工藝。具體詳細(xì)項目劃分如下：（1）確定合理的水泥參入量，使其既能滿足質(zhì)量驗收要求，又能不浪費材料，節(jié)約經(jīng)費。（2）確定合適水泥的水灰比和外參劑種類用量，使其既方便施工，又能保證樁體質(zhì)量。（3）當(dāng)兩噴兩攪能滿足質(zhì)量驗收要求時，采用兩噴兩攪而無需采用四攪兩噴，節(jié)約經(jīng)費，提高施工效率。（4）確定好攪拌機(jī)得下降和提升速度，是為了做到施工既快速施工又滿足質(zhì)量驗收要求。（5）灰漿泵的壓力、料管和送灰管送灰流量

8、測定，是為了測出相關(guān)參數(shù)，保證機(jī)器運轉(zhuǎn)正常，漿液供應(yīng)滿足成樁速度的要求。3.2主要試驗項目（1）水泥參入量；（2）灰漿的水灰比、外摻劑的摻量和種類（減水劑、膨潤土）；（3）攪拌樁成樁工藝為四攪兩噴或兩攪兩噴；（4）攪拌機(jī)下沉和提升速度；（5）灰漿泵流量和下沉提升速度的匹配參數(shù)。四、 成樁試驗施工工藝4.1試樁前主要檢查參數(shù)4.1.1三軸攪拌鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)檢查(1) 樁架的主要技術(shù)參數(shù)檢查 樁架的主要技術(shù)參數(shù)表 參數(shù)/型號參考規(guī)范書籍現(xiàn)場實際jb160立柱筒體直徑（mm）920最大立柱長度（m）39卷揚機(jī)單繩拉力（kn）91.5（第一層）卷放繩速度（m/min）026（無級變速）行走方式全液

9、壓步履式全液壓步履式額定輸出功率（kw）電動機(jī)45接地比壓（mpa）0.1外形尺寸（長寬高）149.541鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)檢查型號/參數(shù)參考規(guī)范書籍現(xiàn)場實際zkd85-3鉆頭直徑（mm）850鉆桿根數(shù)（根）3鉆桿中心距（mm）600/600鉆進(jìn)深度（m）30主功率（kw）752（902）鉆桿轉(zhuǎn)速（正、反）（r/min）1635單根鉆桿額定扭矩（knm）30.6鉆桿直徑（mm）273傳動方式動力頭頂驅(qū)總質(zhì)量（t）384.1.2水泥漿流量計及其他計量裝置檢查 水泥漿流量計等計量裝置是否經(jīng)過檢校。4.2施工工藝流程圖攪拌樁采用兩攪兩噴施工時，工藝流程圖如下，采用四攪兩噴時，應(yīng)增加相應(yīng)步驟。場地平整

10、測量放樣噴漿攪拌至設(shè)計深度鉆機(jī)就位噴漿、攪拌、提升提升至停漿面鉆機(jī)移位泥漿排泄處理圖1 三軸攪拌樁施工工藝流程圖4.3水泥攪拌樁施工順序本工程采用業(yè)界領(lǐng)先的jb160步履式三軸樁機(jī)施工，在樁體施作順序中采用套鉆成孔施工，施工步驟為：先施作編號為1的孔（攪拌成樁，然后進(jìn)行編號為2的樁鉆孔、攪拌、成樁。編號為2的樁施作時間應(yīng)在兩邊樁施作完12小時內(nèi)進(jìn)行，以保證咬合部分的漿體易于切削。攪拌機(jī)在下沉過程和提升過程中注入 圖2 攪拌樁施工部序圖水泥漿液，同時嚴(yán)格控制下沉和提升速度。水泥摻入量和水灰比、攪拌機(jī)下沉和提升速度是攪拌樁施工確保質(zhì)量和順利施工的重要指標(biāo)，這些重要參數(shù)通過本次試驗確定。4.4攪拌樁

11、施工方法（1）、測量放線根據(jù)坐標(biāo)基準(zhǔn)點，按設(shè)計圖以及合理外放量放出樁位，設(shè)臨時控制樁，填好技術(shù)復(fù)核單。（2）、攪拌機(jī)就位鉆機(jī)定位前先開挖導(dǎo)溝，采用挖機(jī)開挖1200mm（寬）600mm（深）溝槽，并人工清理溝槽內(nèi)土體，為確保樁位提供導(dǎo)向裝置。在溝槽外側(cè)測量定位控制樁根據(jù)樁位標(biāo)志進(jìn)行樁機(jī)定位，定位后樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，第一次施工時用全站儀器校準(zhǔn)其垂直度，后續(xù)正常施工時用鉛垂檢查其垂直度。圖3 攪拌樁攪拌施工示意圖（3）、攪拌及注漿速度三軸攪拌機(jī)鉆至土層設(shè)計樁底，開始提升。在提升過程中注入水泥漿液，根據(jù)試樁制定的注漿參數(shù)，嚴(yán)格控制下沉和提升速度，在樁底部分重復(fù)攪拌注漿，并作好原始記錄。施工中可在水泥漿

12、液中適當(dāng)增加高效減水劑的摻量，以減少水泥漿液在注漿過程中的堵塞現(xiàn)象。可摻入一定量的膨潤土(25)，利用其保水性提高水泥土的變形能力，不致引起墻體開裂，對提高幕墻的抗?jié)B性能很有效果。攪拌方法見圖3攪拌樁攪拌施工示意圖。（4）、成樁待水泥攪拌樁達(dá)到一定硬化時間后，將溝槽回填壓實。為確保樁身強度和均勻性，施工過程中要求做到：嚴(yán)格控制按試樁相關(guān)參數(shù)配置漿液；土體應(yīng)充分?jǐn)嚢?，?yán)格控制下沉速度，使原狀土充分破碎有利于同水泥漿均勻拌和；漿液不能發(fā)生離析，水泥漿液嚴(yán)格按預(yù)定配合比制作，漿液停置時間不得超過2小時，防止灰漿離析，注漿前必須攪拌30秒再倒入存漿桶；壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管道不能堵塞，全樁

13、須注漿均勻，不得發(fā)生夾心層；發(fā)生管道堵塞，立即停泵處理，待處理結(jié)束后立即把攪拌鉆具上提或下沉1.0m后方能注漿，等1020秒恢復(fù)向上提升攪拌，以防斷樁。（5）、檢測攪拌樁施工完成后，按設(shè)計要求的項目進(jìn)行檢測，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計和規(guī)范要求，水泥土無側(cè)限抗壓強度不小于1.2mpa。五、 試驗部位、樁長和詳細(xì)參數(shù)5.1試樁部位在廣播臺站施工場地內(nèi)選取有代表性地段進(jìn)行三軸攪拌樁成樁工藝試驗，根據(jù)本場地特點，在本場地內(nèi)試樁里程無限制，建議取為yck9+660右附近段，試樁樁位不應(yīng)選擇在設(shè)計樁位上。5.2試樁樁長和詳細(xì)參數(shù)試樁樁長內(nèi)應(yīng)包含止水帷幕深度范圍內(nèi)典型地質(zhì)層，根據(jù)本場地特點，試樁樁長取為18m，

14、已包含典型地質(zhì)層雜填土、粉土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、中砂。本次試樁根數(shù)取為3組（每組三根），各組主要相關(guān)試驗參數(shù)設(shè)置如下第一組：（1）水泥參量180kg/m3(180kg/m3是指成樁1m3用水泥180kg)；（2）灰漿水灰比1.5，加設(shè)外參劑量：減水劑0，膨潤土30kg/m3；（3）四攪兩噴；（4）攪拌機(jī)噴漿攪拌下沉噴漿速度1.0m/min,提升噴漿速度，1.5m/min；灰漿泵壓力等根據(jù)機(jī)器自身情況由機(jī)械工程師確定，要確保漿液流量和成樁速度匹配。第二組：（1）水泥參量240kg/m3(240kg/m3是指成樁1m3用水泥240kg)；（2）灰漿水灰比2.0，加設(shè)外參劑量：減水劑0，膨潤土30kg

15、/m3；（3）兩攪兩噴；（4）攪拌機(jī)噴漿攪拌下沉噴漿速度0.8m/min,提升噴漿速度，1.2m/min；灰漿泵壓力等根據(jù)機(jī)器自身情況由機(jī)械工程師確定，要確保漿液流量和成樁速度匹配。第三組：（1）水泥參量360kg/m3(240kg/m3是指成樁1m3用水泥240kg)；（2）灰漿水灰比2.5，加設(shè)外參劑量：減水劑0，膨潤土30kg/m3；（3）兩攪兩噴；（4）攪拌機(jī)噴漿攪拌下沉和提升速度，0.8m/min；灰漿泵壓力等根據(jù)機(jī)器自身情況由機(jī)械工程師確定，要確保漿液流量和成樁速度匹配。各組實驗樁在達(dá)到設(shè)計強度后，應(yīng)嚴(yán)格按照第七章相關(guān)質(zhì)量要求進(jìn)行檢查，選取最合理的參數(shù)作為后續(xù)大批量施工的技術(shù)參數(shù)。

16、六、 勞動力、機(jī)械設(shè)備配置6.1主要機(jī)械配備序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量功率合計（kw）1三軸攪拌鉆機(jī) jb-160臺116013挖機(jī) 1方臺34壓漿泵 bw-200臺21525散裝水泥自動拌漿系統(tǒng)套14516備用壓漿泵 bw-200臺21527電焊機(jī) bz-500型臺12018空壓機(jī) 9m3臺14516.2人員配備6.2.1管理人員管理人員及其分工如下表所示序號 職務(wù)人員主要職責(zé)1經(jīng)理熊建輝試驗總指揮3總工程師趙瑞明試驗總技術(shù)負(fù)責(zé)4副經(jīng)理 吳大奎負(fù)責(zé)組織試驗實施穆明亮負(fù)責(zé)組織試驗實施5工程部沈永林、李建華、付航、陸海云、韋茂秋、孫儷、張紹春。試驗技術(shù)負(fù)責(zé)6機(jī)物部黃安義負(fù)責(zé)試驗物質(zhì)供應(yīng)和機(jī)電設(shè)

17、備運轉(zhuǎn)維護(hù)7 安環(huán)部萬超明負(fù)責(zé)本次試驗的安全、質(zhì)量、環(huán)?？刂?合同部顧森林、何德、張晶、黃奎負(fù)責(zé)試驗相關(guān)經(jīng)濟(jì)控制，工藝明確后，根據(jù)工藝制定三軸攪拌樁施工經(jīng)濟(jì)控制措施。9廣播臺站作業(yè)隊梅小龍負(fù)責(zé)組織試驗實施牛東林試驗技術(shù)負(fù)責(zé)10其它人員協(xié)助試驗實施6.2.2施工人員施工人員配備如下表所示序號崗位名稱 人數(shù)1前臺指揮員23雜工 44后臺指揮員25 挖機(jī)駕駛員26拌漿員47機(jī)修工18 電工1前臺指揮員負(fù)責(zé)向樁機(jī)駕駛員發(fā)出完成樁機(jī)移位、鉆機(jī) 定位、鉆機(jī)下沉及提升、停止等一系列指令；雜工負(fù)責(zé)及時將攪拌樁溝槽內(nèi)翻出的置換泥漿挖至溝槽邊緣等；后臺指揮員負(fù)責(zé)向拌漿、供漿人員發(fā)出開始拌漿、供漿及停止等一系列指令

18、；挖機(jī)駕駛員負(fù)責(zé)開挖水泥土攪拌樁施工溝槽、清除溝槽內(nèi)障礙物；拌漿員負(fù)責(zé)按設(shè)計要求配比拌漿、供漿；機(jī)修工負(fù)責(zé)設(shè)備運行前的檢修、保養(yǎng)及運行過程中故障的及時排除；電工負(fù)責(zé)用電設(shè)備運行前檢修、保養(yǎng)、接線、運行過程中故障排除及安全用電監(jiān)督。七、 質(zhì)量檢驗要求攪拌樁施工主要檢查項目應(yīng)參照tz212-2005_客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南、jgj_120-1999_建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程以及基坑工程手冊中相關(guān)條款執(zhí)行。詳見表8所示。表8 漿體噴射攪拌施工質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn) 漿體噴射攪拌施工允許偏差序號項 目允 許 偏 差1樁位（縱橫向）50mm2樁體垂直度1%3樁長不小于設(shè)計值4樁體有效直徑不小于設(shè)計值5單樁噴漿量，水泥用量，水灰比參數(shù)指標(biāo)6樁體無側(cè)限抗壓強度不小于設(shè)計值7樁身完整性滿足設(shè)計要求8止水水帷幕滲透系數(shù)小于110-7cm/s9搭接樁施工間歇時間12小時基坑開挖期間基坑側(cè)壁滲漏性情況檢查復(fù)核攪拌樁的成樁質(zhì)量。八、 試驗成果提供成樁試驗完成后，提供的試驗成果主要包含以下內(nèi)容序號主要內(nèi)容通過試驗確定的數(shù)據(jù)備注1水泥參入量2灰漿的水灰比、外摻劑的摻量和種類（減水劑、膨潤土）3攪拌機(jī)的下沉和提升速度4四攪兩噴或兩攪兩噴5漿泵流量要與成樁速度匹配九、 安全文明施工和環(huán)保措施(1)、機(jī)電設(shè)備必須專人操作，工作時必須遵守操作規(guī)程，特殊工種(電工