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武汉～襄樊铁路复线工程第二合同段第一分部DK143+500～DK166+200水泥粉喷桩试桩报告中铁二局武襄铁路复线项目部第一分部软基队2005年6月20日目录一、概述二、试桩说明三、试桩施工工艺参数（一）、粉喷桩施工工艺（二）、其它工艺参数四、结论与建议武汉～襄樊铁路复线工程第二合同段第一分部（DK143+500～DK166+200）水泥粉喷桩试桩报告一、概述武汉～襄樊铁路复线工程第二合同段第一分部DK143+500～DK166+200，采用水泥粉喷桩处理软土路基及部分结构物基础。尽管施工单位中铁二局及设计单位铁四院针对软基问题作了大量的科研工作，在施工及质量控制及检测方面也积累了不少经验，但由于软土自身的复杂性，水泥粉喷桩处理软土路基仍面临很多新问题。根据设计及监理工程师要求，依据《武汉～襄樊铁路复线工程DK143+500～DK166+200水泥粉喷桩设计图》及《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB10113-96），在工程正式施工之前，进行水泥粉喷桩工程试桩试验，以了解水泥粉喷桩的加固效果，总结出适合本合同段淤泥质土特性的施工工艺及参数，指导全标段水泥搅拌桩施工。通过试桩，初步得出以下结论：1、试桩所确定的施工工艺参数能满足设计要求按设计水泥掺入量45～55kg/m，1/3桩长复搅等要求，试桩所确定的钻进、提升速度等工艺参数，以及PH-5B型桩机的技术参数能满足设计及规范要求。2、根据设计桩长及钻机电流表数值达到70A双控判断桩尖进入持力层为保证设计粉喷桩桩尖嵌入持力层0.5m的要求，针对施工工点位于丘陵及坡地，桩尖持力层起伏变化较大的特点，应根据设计桩长及钻机电流表数值达到70A双控判断桩尖进入持力层。采用上述双控方法控制桩端标高，实际施工桩长有时会大于设计桩长。参照试桩结果，总施工桩长较总设计桩长增加2%，据此预计总工程量增加5000延米。请设计单位铁四院适当调整增加该地段设计工程量，避免造成桩尖悬浮于软土层，保证工后沉降满足设计要求。二、试桩说明水泥搅拌桩试桩设计参数如表1所示：水泥搅拌桩试桩设计参数表1序号里程数量（根）水泥用量（kg/m）桩径(cm)桩长(m)复搅(m)1DK158+490～7504045～55504.8m3试桩采用铁道部中铁工程机械研究设计院生产的PH-5B型桩机，经试桩工点现场实测，其技术参数如表2所示：PH-5型桩机技术参数表2序号技术参数单位数量1加固深度m182最大扭矩KN.m214钻进速度m/min0.30（Ⅰ档）、0.50（Ⅱ档）、0.80（Ⅲ档）、1.50（Ⅳ档）、1.8（Ⅴ档）4提升速度m/min0.25（Ⅰ档）、0.45（Ⅱ档）、0.75（Ⅲ档）、0.95（Ⅳ档）、1.65（Ⅴ档）5电机功率kW37三、试桩施工工艺参数按照施工规范要求，结合水泥搅拌桩施工的成功经验，按照《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB10113-96）规定的施工步骤，重点处理软弱土层。（一）、粉喷桩施工工艺粉喷桩施工工艺如图1所示。图1粉喷桩施工工艺粉喷桩施工工艺中确定的主要施工参数如下：1、桩径50cm、桩长4.8m；2、水泥参入量：45～55kg/m；3、管道压力：0.2～0.6MPa；4、提升速度：＜1.0m/mim；5、复搅长度：复搅1/3桩长，且不少于3米；6、使用电脑记录仪记录每米水泥掺入量；7、钻头直径应大于50cm；8、成桩过程中应故停机，搭接长度应大于1.0m。（二）、其它工艺参数1、桩位布置开工钻孔对位钻进设计加固深度喷粉、搅拌、提升升复搅1/3桩长停灰面成桩送风调平移位停止喷灰采用坐标和钢尺相结合的办法确定桩位。a根据设计桩位，用全站仪在路基断面内每20m～30m施放定位控制桩；b根据施工平面布置图及定位控制桩用钢尺逐桩放样，并打入竹片定位；c用红绳或红漆在竹片上醒目标识。用上述方法布置桩位，成桩后桩偏差小于±10mm，满足规范要求。2、钻机垂直度控制现场采用锤球法简单实用，垂直度偏差＜1%，满足规范要求。3、钻进速度粉喷桩钻进时不喷粉，因此可适当提高钻进速度，钻进档位宜采用Ⅲ～Ⅳ档，0.80～1.50m/min。4、提升速度粉喷桩提升档位均宜采用Ⅲ～Ⅳ档，0.75～0.95m/min。在本试桩试验过程中，曾尝试增加一个提升档位，由于提升速度加快，喷粉有可能达不到设计用量。也曾尝试降低一个提升档位，由于粉体在输送管保持匀速流动，提升速度降低会造成喷粉困难。因此，粉喷桩提升速度均宜采用Ⅲ～Ⅳ档，0.75～0.95m/min。5、桩尖进入持力层判断为保证达到设计要求粉喷桩桩尖嵌入持力层0.5m，针对施工工点位于丘陵及坡地，桩尖持力层起伏变化较大的特点，应根据设计桩长及钻机电流表数值达到70A双控判断桩尖进入持力层。6、加固料到达桩尖时间粉喷桩粉料当钻头到达设计深度开始送灰时，粉料从灰罐经输送管道到达桩尖时间为4秒；7、提升搅拌与送粉时间匹配控制钻机提升喷搅时，送粉操作员和钻机司机应根据各自操作台前的电脑记录仪的显示数据，以量为标准进行配合。根据电脑记录仪的显示数据，控制钻机提升速度和送粉量，达到每延米水泥的设计用量。送粉操作员和钻机司机应在开机前相互沟通，约定相应的手势和信号。四、结论与建议综上所述，试桩结果表明：1、试桩所确定的施工工艺参数能满足设计要求按设计水泥掺入量45～55kg/m，1/3桩长复搅等要求，试桩所确定的钻进、提升速度等工艺参数，以及PH-5B型桩机的技术参数能满足设计及规范要求。2、根据设计桩长及钻机电流表数值达到70A双控判断桩尖进入持力层为保证设计粉喷桩桩尖嵌入持力层0.5m的要求，针对施工工点位于丘陵及坡地，桩尖持力层起伏变化较大的特点，应根据设计桩长及钻机电流表数值达到70A双控判断桩尖进入持力层。采用上述双控判断方法控制桩端标高，实际施工桩长有时会大于设计桩长。根据试桩结果，总施工桩长较总设计桩长增加2%，，据此预计总工程量增加5000延米。请设计单位铁四院适当调整增加该地段设计工程量，避免造成桩尖悬浮于软土层，保证工后沉降满足设计要求。粉喷桩试桩的加固效果，需待适当龄期后检测分析。