高压旋喷桩试验总结报告

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市地铁一期工程（3号线）土建16标段项目部2011年3月15日目录1、工程概况 (3)2、试桩目的与实施方案 (3)2.1试桩目的 (3)2.2试桩位置与布置形式 (4)2.3机械设备确定 (4)3、试桩工艺与技术参数 (5)3.1施工工艺流程 (5)3.2试桩施工 (6)4 钻芯检查情况 (8)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： (8)4.2、2#号孔(1#桩与2#桩交接处)钻心情况 (11)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： (11)4.4钻芯取样总结意见 (15)5 旋喷桩咬合情况开挖检测 (16)6、建议 (17)1、工程概况地铁一期工程（3号线）车辆段M1出入段位于北站南侧，车辆段北侧，斜穿路立交桥，依次穿过市固体废物中转站、路立交桥和市政粉煤灰沉淀生产池，接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，线路东南部分现为垃圾堆积区，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（Q3h）、洪冲击层（Q3a1+p1）组成。

水位埋深0.40～8.5m，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＋钢管支撑（预应力锚索）方案，基坑降水采用坑降水，止水采用高压旋喷止水帷幕，设计参数为Φ800500mm，搭接不小于300mm。

本试验段区域位于跨路段，里程为M1线出入段线R1KO+915-R1K1+100段、M3线出入段线C3K0+648-C3K0+755。

本区段主要特点为：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还没有成熟经验借鉴，为达到深基坑止水帷幕安全、可靠的目标，我项目部于2011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。

试桩计划目标为：⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷确定各地层分界处（特别是建筑垃圾与生活垃圾结合面、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 1.50～1.80，压缩空气压力0.5～0.8MPa，高压泵压力28～38MPa。

3、试桩工艺与技术参数3.1施工工艺流程见下图：3.2试桩施工3.2.1施工准备⑴清除试桩区域的建筑与生活垃圾，地面进行平整与碾压。

⑵开挖泥浆池、排浆沟及排水沟。

⑶施工用电采用外围电网供应，施工用水采用自来水接入。

⑷搭设水泥棚，准备好水泥及外加剂。

⑸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⑴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%。

⑵制备水泥浆：首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20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。

⑶插管：到位后，拔出钻杆，再插入旋喷管。

⑷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，直至达到预期的加固高度。

⑸桩头部分处理：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。

⑹重复喷浆、搅拌：在生活垃圾与淤泥质土结合面及遇到漏浆情况时，为保证桩径，须重复喷浆、搅拌。

⑺清洗：向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。

并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。

⑻移位：移动桩机进行下一根桩的施工。

3.2.3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P.O.42.5R,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—5米之间遇大石块难以钻进。

4 钻芯检查情况2011年3月3日和2011年3月14日，对高压旋喷试验桩进行钻孔取芯工作，位置见下图（其中1#取芯孔（旋喷桩水泥消耗量为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））。

500 500 500 5004.1、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：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，为整齐规则结构；局部建筑垃圾和生活垃圾混合层中存在集中较大颗粒，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①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，为整齐规则结构；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：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，为整齐规则结构；在含淤泥中粗砂层，成桩效果尚可，但局部（尤其6~7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，不能达到止水目的。

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，桩间咬合不足；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2011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安全，建议在不同地层采用不同的施工工艺：在杂填层和含淤泥中粗砂层采用提升速度20cm/min，泥浆泵压力28Mpa，水泥用量380Kg/M；在粉质粘土和中粗砂层，建议采用提升速度10cm/min，泥浆泵压力38Mpa，水泥用量450Kg/M，并延长坐底喷浆时间。

7、附件《高压旋喷桩施工记录表》《试桩区段地质剖面图》市地铁一期工程（3号线）土建16标项目部2011年3月17日。