螺杆桩试桩总结.docx

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螺杆桩试桩总结

1.工程概况

昌赣客专5标里程为DK137+562.71～DK178+754.52，标段共有20段路基，其中路基22采用螺杆桩加固，螺杆桩径0.5m，桩长为4～24.5m，桩距1.7～1.8m，总延长米约为22.6万延米。

为复核本标段工程地质，研究各地层中螺杆钻机施工工效，验证螺杆钻机泵送混合料的成桩方式及提取符合标段螺杆桩的施工质量控制要点、施工参数，项目部开展螺杆桩施工工艺试验。

根据昌赣客专5标路基地质条件、试桩长度等综合考虑，选择具有代表性的DK174+925～DK174+950段路基进行螺杆桩加固，桩径0.5m，桩间距1.8m，正方形布置，布置试桩4根。

具体编号为：

14-14-10、14-14-11、14-13-10、14-13-11（X-Y-Z，试桩编号，X指22号路基划分的螺杆桩区段号；Y指此区段的排数；Z指从左向右的个数），桩长为13.5m。

试桩开始时间2015年10月23日13:

06，结束时间2015年10月23日15:

51；桩身检验时间：

2015年11月20日进行28天龄期标准立方体试件抗压强度试验；2015年11月25日进行低应变检测；2015年11月26日-2015年11月30日进行单桩静载检测。

2.试桩方案

DK174+288.28~DK176+788.27，工点长2499.99m。

前接桐木特大桥，后接园背中桥。

丘陵地貌，DK174+460~DK175+550为丘间谷地，其中DK174+500~DK174+550为池塘，其余段为剥蚀丘陵，附近有村落分布，有水泥路可达。

低洼平原地带广泛辟为农田，农作物以水稻为主，测区内散步自然村落，交通较为便利。

地层岩性：

自上而下出露地层分别为：

（2）4-1粉质黏土：

褐黄色，软塑，Ⅱ级；γ=19.8kN/m3、Es1-2=5.62MPa、σ=120kpa；

（2）4-2粉质黏土：

棕红色，褐黄色，硬塑，Ⅱ级；γ=19.4kN/m3、Cu=22kPa、@u=10.8。

，Es1-2=5.92MPa、σ=150kpa；

（26）2-1砂岩：

褐黄色，全风化，岩芯呈土状，手捏易碎，Ⅲ级；γ=20.4kN/m3、Es1-2=8.5MPa、σ=200kpa；

通过工艺性试桩，以复核地质资料以及设备、工艺、施工顺序是否适宜，确定拌和料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、确定螺杆桩机的终孔电流、确定螺杆桩机的有效钻杆长度、确定最佳的机械设备组合等各项工艺参数，报送监理单位确认后，指导后续螺杆桩施工。

本次4根螺杆桩试桩位置为DK174+950处检测断面，桩号为14-14-10、14-14-11、14-13-10、14-13-11。

螺杆桩参数设计为:

单根桩长13.5m，桩径0.5m，桩间距1.8m，混凝土采用C20混凝土，单桩混凝土方量约为2.12m3。

检算断面单桩承载力：

622KN。

1）材料要求：

（1）桩体主体材料为碎石，应符合设计级配要求；选用的水泥、粉煤灰及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。

（2）桩身设计采用C20混凝土，螺杆桩试桩混凝土采用经监理单位审批完成的配合比，每方C20混凝土配合比为（水泥+粉煤灰）：

砂：

碎石：

减水剂：

水=（259+111）：

812：

1033：

3.7：

185，试桩混凝土由2#拌合站集中拌合。

（3）为保证混凝土试块的及时性和真实性，施工现场安排试验员做好混凝土塌落度及试块的准备工作，保证现场混凝土坍落度满足要求及制作混凝土试块2组。

2）人员配置

施工人员配置

序号

工种

人数（每班）

职责

备注

1

工班长

1

做好施工管理工作，负责劳动力安排

2

钻机操作员

2

负责机械的操作及施工记录

3

钻机指挥员

2

负责指挥操作员作业

4

地泵操作员

2

负责混凝土的灌注

5

杂工

4

负责现场技术指导和管理

6

值班施工员

1

负责工程技术

7

电工

1

负责用电管理及用电安全

合计

13

3）主要机具

本次试桩采用螺杆桩机成孔，泵压混凝土成桩，所用机械设备配置如下：

设备配备一览表

序号

机械设备名称

规格型号

数量

1

螺杆桩钻桩机

JZU180

2台

2

混凝土输送泵

6～12Mpa

2台

3

混凝土切桩机

QZ-600型

1台

4

康明斯柴油发电机组

500KW

1台

5

备用柴油发电机组

500KW

1台

4）施工工艺

采用螺旋成孔芯管内泵压混合料成桩，芯管内泵送混合料施工时，单桩混合料控制以记录输送泵的泵送次数来推算单根桩灌注量。

3.施工工艺流程

螺杆桩施工工艺流程图

4.试桩过程

1）原地面处理

对原地面进行清理和整平，将路基范围内原地面上的淤泥、树根、草皮、腐殖土等全部挖除，为螺杆桩施工做好场地平整；对稻田地还需要填筑0.5～1m厚填料，压实后做桩基施工平台，要求平台设置2%横坡，同时做好场地排水，确保场地无积水。

场地平整后场区图

2）测量放线

测量出断面桩位边线、左右线中心线，根据桩位边线、左右线中心线和桩距，定出桩位。

3）桩机就位

按测量放线位置将螺杆桩机就位，桩位偏差不大于0.4倍桩径。

4）对中调平

桩机就位后调平并稳固，确保垂直度偏差不大于1％。

5）钻孔

钻头及钻杆为螺纹状，钻进时钻杆旋转一周，下降一个螺距，下钻过程中为保持钻杆稳定，钻机依据动力头的转速，实时自动调整大卷扬机放钢丝绳速度，使钻杆下降速度和放钢丝绳速度一致。

即钻杆旋转一周，下降一个螺距（0.35m），在土体中形成螺纹状桩。

钻进时，钻杆转速控制在5～7转/分钟，随着地质变化，电流会逐渐变化，当进入设计硬层深度范围时，观察电流变化，如果电流变化突然加速，说明已经进入硬层，放慢钻进速度，当达到设计要求深度后。

并记录相应深度、地质及电流数据。

螺杆桩施工工艺参数表

序号

项目名称

施工参数

施工控制参数

1

钻进速度

1～2m/min

2

混合料坍落度

160~200

180~190

3

拔管速率

2.0～3.0m/min

2.2m/min、2.5m/min、3.0m/min

4

垂直度

1%

1%

5

桩位

50mm

50mm

6

保护桩头

≥50cm

≥50cm

钻孔土质情况表

深度

土质编号

土质类型

0~9米

（2）4-2

粉质黏土

9~13米

（26）2-1

砂岩

13~13.5米

（26）2-2

砂岩

（2）4-2粉质黏土

（26）2-1砂岩

（26）2-2砂岩

6）提升钻头

钻头钻至设计深度后，螺杆桩桩机反向旋转提升钻杆，提升过程中自控系统应严格控制钻杆提升速度和旋转速度，顺着已形成的土体螺纹轨迹钻杆反向旋转，螺杆钻杆其旋转的转数和提升速度应保持同步和匹配，匀速控制提管速度，要求螺杆钻杆旋转一圈，钻杆上升一个螺距，与此同时泵送高压的细石混凝土迅速填充由于钻杆同步旋转提升所产生的螺纹段空间。

当钻杆提升到螺纹部分顶面的设计高度时（桩顶下1/3桩长的位置），螺纹钻杆再次正向旋转，同时钻头泵出高压混凝土浇筑钻杆直接提升所产生的带圆柱空间直至桩顶设计标高。

7）泵送混凝土

提钻杆前，将制备好的混凝土采用泵送方式泵入钻杆杆芯，钻杆长度24m，杆芯内孔直径0.16m，在顶部21m位置预留排气孔，混凝土从钻杆顶端灌入，排气孔排出混凝土时，停止泵送混凝土，开始提钻杆，这时杆芯内混凝土量约为0.4m3，经过计算，螺杆桩直杆段混凝土每米约0.2m3，钻杆杆芯内混凝土可以保证灌入桩体2m；钻杆每提升1m，向混凝土输送泵发出一次警报，混凝土输送泵再次向钻杆泵送混凝土，直到混凝土溢出排气孔，如此循环直到钻杆提升至最后2m。

钻杆提升最后2m时，最后一次将钻杆杆芯泵送满混凝土，这时钻杆杆芯内混凝土量可以灌注2m的桩体，混凝土自身压力会将混凝土压入到钻杆周围，并且从钻杆与土层之间的缝隙中压出地面，提钻过程中，发现地面压出的混凝土变少，则说明钻杆内混凝土量不足，继续泵入混凝土，反之可以继续提钻。

螺杆桩混凝土浇筑

8）停泵

提钻时钻探到达桩顶设计标高处停止泵压混凝土，为保证桩身顶部混凝土强度及截桩头，灌注混凝土时超灌量控制在20cm～40cm左右。

9）提出钻头

待钻孔中心混凝土形成柱状体后，缓慢地提出钻头，本次试桩桩顶标高与地面标高相差很小，混凝土灌注至桩顶时，钻头直接提出地面。

10）成桩后，开始下一个桩身施工。

螺杆桩施工记录表

工程名称

昌赣客专CGZQ-5标

施工日期

2015-10-23

里程及部位

DK174+925~DK174+950段14区

钻孔设备

JZU180螺杆桩机

桩号

钻孔深度（m）

钻孔电流（A）

成孔起止时间

成桩起止时间

施工桩顶高程（m）

14-14-11

13.8

121

13:

06～13:

36

13:

37～13:

46

82.4

14-13-10

13.85

123

13:

50～14:

20

14:

21～14:

30

82.4

14-14-10

13.9

123

14:

35～15:

06

15:

07～15:

17

82.4

14-13-11

13.85

124

15:

21～15:

51

15:

52～16:

02

82.4

螺杆桩单桩设计混凝土量与设计混凝土量对比表

序号

桩号

设计混凝土

实际浇筑混凝土

充盈系数

1

14-14-11

2.12

2.65

1.25

2

14-13-10

2.12

2.67

1.26

3

14-14-10

2.12

2.66

1.25

4

14-13-11

2.12

2.67

1.26

5.试桩检测

2015年11月18日开始挖出4根螺杆桩试桩，挖出后技术人员量测桩径，桩径为0.51m，符合设计要求。

6.试桩结论

1）每方混合料配合比（理论）：

（水泥+粉煤灰）：

砂：

碎石：

减水剂：

水=（259+111）：

812：

1033：

3.7：

185。

2）混合料坍落度控制在180~200mm之间，坍落度小于180mm禁止泵送混合料。

3）JZU180型螺杆桩机成孔速度为1~2.0m/min（随地质情况而变化）。

4）经现场观察仪表读数，当钻孔电流超过120A证明已进入持力层。

5）严格控制拔管速率。

拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多,桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。

因此，拔管速度控制在2~3m/min。

6）钻机钻孔要控制好钻孔速度和转速的关系，即钻杆旋转一周，下降一个螺距（0.35m），提钻过程也如此。

提钻过程钻杆逆向旋转，当钻杆提升到螺纹部分顶面的设计高度时（桩顶下1/3桩长的位置），螺纹钻杆再次正向旋转。

保证下2/3呈螺纹状，上1/3呈柱状。

7）螺杆桩每延米的灌注量为0.15m³左右，其大小与钻头的直径和环境条件有关。

超灌的高度比设计桩顶标高高出0.5m。

因此，采用螺杆桩机成孔及芯管内泵送混合料灌注的方法，适合我标段地层条件，螺杆桩成孔及成桩质量均满足设计要求。