高压旋喷桩试验总结报告

1、青岛地铁一期 3 号线土建 16 标工程围护结构高压旋喷桩施工试验总结青岛市地铁一期工程 3 号线土建 16 标段工程部2021年 3月15日目录1、工程概况 32、试桩目的与实施方案 32.1 试桩目的 32.2 试桩位置与布置形式 42.3 机械设备确定 43、试桩工艺与技术参数 53.1 施工工艺流程 53.2 试桩施工 64 钻芯检查情况 84.1、 1#号孔2#桩与3#桩交接处旋喷桩水泥消耗量为378KG/M钻芯情况： 84.2、2#号孔 1#桩与 2#桩交接处 钻心情况 114.3、 3#号孔4#桩与5#桩交接处旋喷桩水泥消耗用量为320KGM 钻芯情况： 114.4 钻芯取样总结

2、意见 155 旋喷桩咬合情况开挖检测 166、建议 171、工程概况青岛地铁一期工程 3号线安顺车辆段 M1 出入段位于青岛北 站南侧，安顺车辆段北侧， 斜穿太原路立交桥，依次穿过青岛市固体 废物中转站、 太原路立交桥和青岛市政粉煤灰沉淀生产池， 接安顺路 车辆段及综合基地。该区域场区地貌类型为滨海浅滩，地面标高2.58-20.71m,地形总体平缓，线路东南局部现为垃圾堆积区，地形起伏变化大。通过地勘 报告及现场实际钻孔情况，地质情况主要由第四系全新统人工填土Q4m1 、海相沼泽化沉积层Q4mh 、海相沉积层Q4m 及上更新 统沼泽化沉积层QJ、洪冲击层Q3a1+p1组成。水位埋深0.40 8

3、.5m，地下水富水性中等，水量较丰富。围护结构采用钻孔灌注桩桩后高压旋喷桩止水帷幕钢管内 支撑预应力锚索方案，基坑降水采用坑内降水，止水采用高压旋 喷止水帷幕，设计参数为800500mm,搭接不小于300mm。本试验段区 域 位 于 跨 太原 路段， 里 程为 M1 线出入段线R1KO+915-R1K1 + 10段、M3线出入段线 C3K0+648-C3K0+755 本区段 主要特点为：原太原路路基回填段，现场地面至地下 7m存在大量建 筑垃圾、花岗岩抛石等，钻进困难。2、试桩目的与实施方案2.1 试桩目的 据设计相关资料，本工程高压旋喷桩分别穿过建筑垃圾及抛石 层、生活垃圾等人工堆积层、 含

4、淤泥中粗砂、 淤泥质黏土、 粉质粘土、中粗砂、黏土等。在如此复杂的不均匀地层中进行高压旋喷桩止水帷幕施工在国内 还没有成熟经验借鉴，为到达深基坑止水帷幕平安、可靠的目标，我 工程部于2021年01月20日-22日在现场进行高压旋喷桩试验，以检 验在此地质条件下高压旋喷桩的成桩效果、咬合效果及钻进与旋喷过 程中的工艺技术参数。试桩方案目标为：确定施工区实际地层情况和钻机在相应地层中钻进进度指标。确定高压旋喷桩施工中喷浆管提升速度、 回转速度、喷入压力、 水灰比等施工参数。确定不同间距高压旋喷桩在建筑垃圾、 抛石层等特殊地质中的 成桩质量、咬合效果和止水效果。确定各地层分界处特别是建筑垃圾与生活垃

5、圾结合面、生活 垃圾与淤泥质土结合面、土石分界处及全风化、强风化岩层中成桩 质量。2.2试桩位置与布置形式试桩位置选定在 R1K1 + 100处。2.3机械设备确定设计桩径为800mm，采用新二重管法施工，试桩使用的主要机具设备见下表。本套设备浆液比重1.5 01.80，压缩空气压力0.50.8MPa,高压泵压力2838MPa。3、试桩工艺与技术参数设备名称型号规格数量高压旋喷桩机XP-30成桩最大长度50m, 28KW1台高压注浆泵GPB-90额定压力38Mpa,90KW1台6m3空气压缩机0.8 MPa 3mP/min1台泥浆搅拌罐2台高压胶管 19-22mm1套3.1施工工艺流程见以下图

6、:准备工作3.2试桩施工321施工准备去除试桩区域的建筑与生活垃圾，地面进行平整与碾压开挖泥浆池、排浆沟及排水沟。施工用电采用外围电网供应，施工用水采用自来水接入搭设水泥棚，准备好水泥及外加剂。据地勘资料绘制地质柱状图并测放桩位。3.2.2 钻进与旋喷施工钻孔：采用旋喷桩机钻孔，孔径为11cm，钻杆的垂直度偏差不大于1% 1.5%。制备水泥浆： 首先将水参加桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机 搅拌 1020 分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网孔 径为0.8mm,过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤 网孔径为0.8mm,第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。插管：至V位后，拔出

7、钻杆，再插入旋喷管。提升喷浆管、 搅拌：喷浆管下沉到达设计深度后， 接通空压管， 开动泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风 量。高压泥浆泵压力增到施工设计值30MPa后，先坐底喷浆30s, 按照试桩设计定的提升速度旋喷、 提升钻杆, 直至达至预期的加固高 度。桩头局部处理：当旋喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0米开始,慢速提升旋喷,旋喷数秒,再向上慢速提升 0.5 米,直至桩顶 停浆面。关闭高压泥浆泵空压机 ,停止水泥浆风的输送,将 旋喷浆管旋转提升出地面,关闭钻机。重复喷浆、 搅拌：在生活垃圾与淤泥质土结合面及遇至漏浆情 况时,为保证桩径,须重复喷浆、搅拌。清洗：向浆液

8、罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路 中残存的水泥浆, 直至根本干净。 并将粘附在喷浆管头上的土清洗干 净。移位：移动桩机进行下一根桩的施工。323旋喷桩施工主要施工技术参数本次旋喷桩试桩施工使用的水泥标号为 水灰比为1： 1.5，在喷浆过程中采用的技术参数为：气压力0.7MPa、浆液压力28MPa;旋转速度18r/min、提升速度20cm/min、流量80L/min、浆液比 重为1.5。由于地质情况复杂，在引孔过程中，1#孔在地下4米一5米之间 遇大石块难以钻进。4钻芯检查情况2021年3月3日和2021年3月14日，对高压旋喷试验桩进行 钻孔取芯工作，位置见以下图其中1#取芯孔旋喷桩

9、水泥消耗量为378kg/m，2 #取芯孔旋喷桩水泥消耗用量为 385kg/m，3#取芯 孔旋喷桩水泥消耗用量为320kg/m 。4.1、1#号孔2#桩与3#桩交接处旋喷桩水泥消耗量为378kg/m钻芯情况：钻孔深度为9m在各地层中的成桩效果统计为:孔号孔深m地质情况成桩效果备注1#号孔0-6m杂填土建筑垃圾层较好-6 -10m含淤泥中粗砂良好-10 -12.8m粉质黏土较差未咬合-12.8 -16.5m中粗砂11-1较差未咬合旋喷桩钻芯芯样描述：高压旋喷桩在含有土体的建筑垃圾层、 建筑垃圾和生活垃圾混合 层和粘土层成桩效果较好，为整齐规那么结构；局部建筑垃圾和生活垃圾混合层中存在集中较大颗粒，

10、其粘结效果尚可。在含淤泥中粗砂层，成桩效果良好；至10米处，未见成型桩体，取样为黏土，无水泥浆痕迹。照片如下：杂填土建筑垃圾层含淤泥中粗砂4.2、2#号孔1#桩与2#桩交接处钻心情况钻孔深度为4m在各地层中的成桩效果统计为:孔号孔深m地质情况成桩效果备注2#号孔0-6m杂填土建筑垃圾层较好4米处遇石块无 法钻进旋喷桩钻芯芯样描述：高压旋喷桩在含有土体的建筑垃圾层、建筑垃圾和生活垃圾混合层和粘土层成桩效果较好，为整齐规那么结构; 至4米处，取芯钻机遇石块无法钻进。4.3、3#号孔4#桩与5#桩交接处旋喷桩水泥消耗用量为320kg/m钻芯情况:钻孔深度为13m在各地层中的成桩效果统计为:孔号孔深m

11、地质情况成桩效果备注1#号孔0-6m杂填土建筑垃圾层较好-6 -10m含淤泥中粗砂较差局部较差-10 -12.8m粉质黏土较差-12.8 -16.5m中粗砂11-1较差未咬合旋喷桩钻芯芯样描述:高压旋喷桩在含有土体的建筑垃圾层、 建筑垃圾和生活垃圾混合 层成桩效果较好，为整齐规那么结构；在含淤泥中粗砂层，成桩效果尚可，但局部尤其 67米处效 果较差，成松散大颗粒，粘结不良；在粉质黏土层，成桩效果较差，取样为大颗粒，粘结效果较差。 在中粗砂层，未见成型桩体，取样为中粗砂，无水泥浆痕迹。照片如下:杂填土建筑垃圾层含淤泥中粗砂粉质黏土中粗砂4.4钻芯取样总结意见1、在建筑垃圾层、建筑垃圾和生活垃圾混

12、合杂填土层，含有杂填大石块等而成孔困难 ；2、当水泥用量 380Kg/M 时：在杂填土层成桩效果较好；在含淤泥中粗砂层-6-10m,成桩效果良好；在粉质黏土层和中粗砂层-10-12.8m,成桩效果较差；3、当水泥用量 320Kg/M 时，成桩效果相对更差，在含淤泥中粗 砂层中也成桩效果较差，不能到达止水目的。4、原因初步分析：A、试桩的水泥用量在本地段尚达不到要求，造成成桩后在粉质 黏土层和中粗砂层，桩径达不到设计要求，桩间咬合缺乏；B、场区地下水丰富，且受潮水影响下地下潜水流动大，造成喷 射的水泥浆流失，在 11-1 层中粗砂中影响尤其大。5 旋喷桩咬合情况开挖检测2021 年 3 月 7 日,开挖旋喷桩周围土体以检查旋喷桩成桩完整 性和各桩咬合效果。地面下两米标高约 3.0m出现地下水。基坑开挖深度约4-5米深。开挖地层为建筑垃圾及生活垃圾杂填层。 从暴露出来的桩体显 示：桩体中夹杂有建筑砖头、石块等垃圾,上部桩体稳定,未发现渗 水情况。桩间咬合情况良好。照片如下6、结论和建议6.1 结论在本次试桩工艺条件下，当水泥含量 380Kg/M 时，杂填层和含 淤泥中粗砂0-10米成桩效果良好，但粉质粘土和中粗砂10 米以下成桩效果较差。6.2 建议当引孔遇石块难以引进时，采用套管跟进引孔。 根据本次高压旋喷试验桩的结果， 为保证止水帷幕的效果和深基 坑的