水泥搅拌桩试验检测方案

水泥搅拌桩试验检测方案

（1）水泥土试验

为确定该工程深层搅拌桩采用哪种水泥掺入比合适，要在工程现场钻孔取土样到有相应资质的实验室做搅拌桩掺入比室内强度试验（养护室的温度为20±2℃，湿度大于90％，试验所用的水泥与试桩所用水泥一致。所取土样主要为③层的淤泥质土，分别采用水泥掺入比12％、15％，18%，分别检验了龄期为7天、14天、28天、60天、90天的水泥试块抗压强度，每组试验6个试块，共90个试块。

按70.7×70.7×70.7的水泥砂浆试模进行水泥土的强度试验。

水泥土强度试验的试件编号表1：

L1-6③层的淤泥质土

M1-6③层的淤泥质土

试块强度实验数据记录表

日期实验温度仪器

实验员记录员校核员

（2）试桩工艺参数确定试验

为了确定深层水泥土搅拌桩的施工工艺，特要求做深层水泥土搅拌变径桩试桩，该桩具有提高地基承载力、控制地基沉降、降低地基处理费用等优点。试桩按湿法成桩进行试验。

桩排成10行，每行3根桩，桩与桩成正方形布置，间距分三组1.5×1.5m，2.0×2.0m, 2.5×2.5m，呈每三个一组；

1)水泥土搅拌桩的主桩直径Φ500，扩大的支盘桩径Φ1000；水泥掺入比为15％，水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥。如图1所示：

图1 试验桩的剖面图

2)水泥土搅拌桩支承于第四层（细砂），要求进入该层1.0米，预计桩长约12.0米。

3)施工过程中，应认真记录施工中的各种操作参数，下钻及提升的阻力情况等。以便根据试验结果，确定正式施工参数。

浆液配制。

按照水泥浆的水灰比和水泥质量要求称取用水量。先将水泥加入自动计量灰浆搅拌机中，再将水加入，搅拌时间≥3 min。制备好的水泥浆停置时间应≤45 min，使用前浆液在灰浆搅拌机中应

不断搅拌。

设备安装

搭置起吊塔架、安装起吊装置、导向架及搅拌轴、输浆管。电器系统必须安装漏电保护装置，供浆系统应布置在离深层搅拌桩机50 m的范围内。

桩机定位

用起重机将深层搅拌桩机吊至指定桩位。对正桩位，调平桩机机身，保证钻杆的垂直度；桩位对中误差≤50 mm，搅拌轴和导向架的垂直度偏差应≤1.5 %。启动主电机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气，继续钻进。

预搅下沉

待深层搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动深层搅拌桩机的电机，钻机正转给进状态，放松起重机钢兹绳，同时启动空压机喷射压缩空气，使深层搅拌桩机导向架搅拌下沉。一般情况下不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢(>30 min/m)时，可适当冲水下沉。钻进速度应严格控制，使土体能完全破碎，以利于灰土拌和均匀，一般采用1V~V 挡钻进。钻进实际工作中钻进深度D由深度尺盘按D= H+ a1+ a2确定，其中H为设计加固深度，a1为搅拌钻头喷射口与地面平行时深度尺盘的读数，可事先调整为a1 = 0, a2为停灰面深度。钻到设计孔深时，停止钻进，钻头反转，但不提升。

提升喷浆搅拌

当确认深层搅拌桩机钻头下沉到设计桩底标高以下0. 6 m后开动灰浆泵，关闭送

气阀门，估计浆液从喷嘴喷出后，搅拌头自桩底反转，边喷浆边旋转，同时匀速提升搅拌轴。每米喷灰量控制在50kg左右，并保证瞬时喷灰的均匀性，提升至桩顶设计标高时停止供料。

重复搅拌

当搅拌轴提升到试验加固深度的顶面标高时，喷浆量应达到设计要求，为使水泥浆与土拌和均匀，对桩体按设计要求进行重复搅拌一次，搅拌头下沉、再重复上下搅拌一次，形成桩体，复搅时停止喷水泥。复搅完毕后继续提升钻头直至离开地面，移动钻机到下一个桩位。

清洗注浆管

每个工班应清洗一次注浆管。清洗时，向贮浆桶中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，直至无残留水泥浆液。

施工要点

1）施工前应平整场地，清除桩位处障碍物。场地低洼时应回填黏土料，不得回填杂填土。基础底面以上宜预留厚500 mm的土层，搅拌桩施工时，桩顶应比设计标高高出50cm。

2）在施工前应画好施工桩位图，对每一个桩进行编号，然后根据桩位图进行施工现场定位并挂上明显的标志牌，防止施工时漏桩。

3）机身调平以钻杆是否垂直为依据，操作时以钻锤吊线进行控制。

4）水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆桶前，须将水泥块等杂物滤掉，水泥浆体最大粒径≤0. 5 cm时，以防喷粉时堵管。贮浆桶容量应适中，要保证有一定余量，当储灰量不足时，不得对下一根桩施工，否则会造成因浆液不足而断桩。还要防止浆液在贮浆桶内沉淀离析。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

5）施工前应进行工艺试验，确定灰浆泵压力、送浆速度灰浆经灰浆管到达喷浆口的时间和搅拌轴提升速度等参数。采用流量泵控制输浆量时，一般输浆速度为30

L/min，喷日压力保持在0. 4~ 0. 6 MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度相适应。

6）专人记录搅拌轴每米下沉或提升时间，深度记录误差应≤50 mm，时间记录误差≤5s。记录水泥的瞬时喷入量，以保证桩各段的均匀性，目提升至设计高度时，正好将设计的水泥用量喷完并记录水泥的累计喷入量。尽量一次喷足，提升时为便于控制成桩质量，一般不得使用1V挡提升。为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，原地喷浆30s，使浆液完全到达桩端。

7）为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆日后，原地喷浆30 s，使浆液完全到达桩端。

8）在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断时，为防止断桩，当桩机重新起动时。均应将水泥搅拌机钻杆下沉0.5m再继续往下制桩。当停机>3h时，为防止浆液硬结堵管，应拆卸输浆管彻底清洗管路。

9）搅拌轴提升变为搅拌时必须反转，否则正转提升易将土带起造成空洞。

10）根据现场实践表明，进行基坑开挖时，在基底标高以上1m宜采用人工开挖，以保护桩头质量。

11）钻头直径的磨损应≤1cm，磨损>lcm时必须换钻头。

施工中注意的问题

施工中常见质量问题有：①水泥浆稠度控制不准；②水泥浆发生沉淀；③喷浆系统密封性不好；④桩体倾斜；⑤断桩；⑥偏桩；⑦桩体强度不均。

为保证桩的施工质量，针对施工中的常见问题，采用了以下质量控制措施：

①采用自动计量装置，严格控制水灰比；

②水泥未受潮无结块，喷浆前水泥浆应不断搅拌，其滞用时间不得超过水泥初

凝时间；

③施工前检查，保证在高压作用下正常施工；

④施工前将钻机定位，安放平稳，施工中，随时检查钻机垂直度；

⑤保持连续供浆，法兰连结处要拧紧螺帽，地层分界处增加水泥浆量；

⑥准确放桩位，桩机准确就位，若偏差过大，应补桩施工；

⑦控制提钻速度，确保均匀提升，均匀喷灰，均匀搅拌。

施工安全措施

安全措施为解决好施工与安全之间的矛盾，严格贯彻“安全第一，预防为主”的方针，针对工程特点，制订具体措施。认真贯彻执行，以减少各类事故的发生。

①建立健全安全生产保障体系，实行安全岗位责任制，签订安全承包责任状，明确分工，责任到人，使安全工作真正落到实处。

②实行保证安全的奖惩制度，做到奖惩严明，把安全生产纳入竞争机制。

③加强安全生产教育，通过安全法制教育和安全技术教育提高全体施工人员的安全生产意识；严格执行安全操作规程，加强安全教育和检查，杜绝不合要求的施工操作。

④建立机械设备的定期检查、保养制度。

⑤机械操作人员必须严格培训，持证上岗，按照安全操作规程作业。作业前应对机械设备进行详细检查；机械设备运行时，特别是在制桩过程中，必须坚守岗位，夜间作业应充分照明，登高作业必须系安全带。

⑥及时排除空气储气罐内的积水，注意控制粉尘的弥漫和扩散。

⑦加强安全检查工作，设专职安全检查人员，负责施工过程中的安全管理和检查。

试桩施工工艺要求：

试桩施工中，严格控制机头的钻进速度(1.8m/min)及提升速度(0.9m/min)，通过正搅拌头的正、反转实现变径，注意保证反转时成扩大支盘的质量（采用停留喷浆30秒和取得的降低提升与钻井速度的方法），用电子秤或电子自动记录仪来记录每米水泥的渗入量（要求自动记录总喷浆量及平均喷浆量）。

通过揭示（主要检验桩的垂直度和整齐度、桩体裂缝、缺损和漏桩、桩体强度和均匀性。）成桩效果来确定最终的施工工艺参数。

对深层搅拌水泥土桩成型工艺的确定试验（主径500、扩径1000，桩长12000）

（3）水泥搅拌桩单桩静载试验

根据成桩工艺试验确定的工艺参数，施工单桩静力载荷试验用桩。施工28天后，做单桩静力载荷试验。本工程单桩承载力要求大于70kN。本次试验做3根桩。

单桩静力载荷试验的深度为现有地面下0.6米。

试验方法：慢速维持荷载法。

加裁、卸载方法

1）加荷等级可分为8~12级，总加载量不宜少于设计要求值的2倍。

2）每加1级荷载，在加荷前后应各读记压板沉降、1次，以后每0.5h读记1次。当1h内沉降增量小于0.1mm时即可加下一级荷载；对饱和粘性土地基中的振冲桩或砂石桩，1h内沉降增量小于0. 25 mm时即可加下一级荷载。

3）当出现下列现象之一时，可终止试验：①沉降急骤增大、土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；②累计的沉降量己大于压板宽度或直径的10%；③总加载量己为

设计要求值的2倍以上。

4）卸荷可分3级等量进行，每卸1级，读记回弹量，直至变形稳定。

5）压板面积为0.79×0.79 m2

检测数据记录表：

数据处理样版

（4）水泥搅拌桩复合地基静载试验：

I.根据成桩工艺试验确定的工艺参数，施工复合地基静力载荷试验用桩

II.复合地基载荷试验：施工28天后，做复合地基载荷试验。本工程复合地基承载力要求大于100kPa。本次试验按三个不同桩距，每种桩距做1组，每3根桩为一组。

III.复合地基载荷试验的深度为现有地面下0.5米。

IV.试验方法：慢速维持荷载法。

对复合地基,桩距1.5 m×1.5 m,正方形布桩,荷载板采用2.05 m×2.05 m的正方形型钢加压板；

对复合地基,桩距2.0 m×2.0 m,正方形布桩,荷载板采用2.50 m×2.50 m的正方形型钢加压板；

对复合地基,桩距2.5 m×2.5 m,正方形布桩,荷载板采用3.0 m×3.0 m的正方形型钢加压板。

检测数据记录表：

（5）试验检测要求

为分析深层搅拌桩相关设计参数，进行了静载单桩竖向抗压极限值试验。

作静载试验由堆砂压重平台作为反力装置，试验静荷载由安装在桩顶的油压千斤顶进行逐级加荷，桩顶沉降由对称方向安装的大量程百分表进行测读。试验加荷方式为慢速维持荷载法，按预估极限承载力，共分10级加荷。在每级荷载作用下，当桩顶沉降量<0.1 mm，并在1 h内连续出现两次，则认为已趋稳定，再加下一级荷载，直至某一荷载下沉降急骤增大，S-Q曲线出现明显陡降段时才终止加荷。

图1搅拌桩静载试验的Q~s曲线

二、水泥搅拌桩检测计划

搅拌桩施工前分区段进行工艺试桩，以掌握适用该区段的成桩经验及各种操作技术参数。成桩工艺试验桩不宜小于5根。

工艺试桩前，书面通知监理部门派员参加。工艺试桩结束后，提交工艺试桩成果报告，并经监理工程师审查批准后，作为该区段搅拌桩施工的依据，无监理工程师的指令，不得任意更改。工地技术主管在搅拌桩施工时向机组下达操作指令，并负责监督执行。

按设计要求每延米水泥掺入量为50kg，试桩采用三种水泥掺量，每种掺量各施工2根搅拌桩，水灰比按室内配比试验结果进行0.45～0.55，注浆压力0.4～0.6MPa，提速1.0m/min，采用“四喷四搅”工艺。

止水桩在28天后检测单桩承载力，基底桩在28天后检测单桩承载力及复合地基承载力，试验数据以单桩承载力试验为准，复合地基承载力试验作为校核。