硬塑成都粘土高壓旋噴樁施工方法研究

1、高壓旋噴樁在硬塑成都粘高壓旋噴樁在硬塑成都粘土的施工方法研究土的施工方法研究xxxxxxxxxx施工程項(xiàng)目施工程項(xiàng)目發(fā)布人：發(fā)布人：xxxxxxxxxxxxQCxxxxxxQC小組小組 一、工程概況新建成都動車段檢修設(shè)施工程位于成都動車運(yùn)用所存車場和既有成渝、成昆正線間，按年檢修能力300列8輛編組動車組規(guī)模設(shè)計。新建三級修庫線2條、檢修存車線3條、整編靜調(diào)庫線4條，走行線、試車線和車體吹掃線各1條，檢修設(shè)備830臺套?？傉嫉孛娣e959畝，新建房屋18棟,建筑面積92279。建成后主要承擔(dān)我國西南CRH1和CRH2型動車組三級修。二、小組簡介三、選擇課題（一）高壓旋噴樁地基處理簡介 根據(jù)設(shè)計圖

2、紙要求，三級修庫架車機(jī)基礎(chǔ)1-30軸地基需要采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固處理，樁徑500mm，布置間距1.0m，樁長8.0m，加固標(biāo)高范圍為497.85m489.85m，總長度約40000m。要求成樁后單樁承載力特征值大于等于130KPa，復(fù)合地基承載力特征值大于等于160KPa，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于等于3000KPa，水泥漿水灰比1:1，經(jīng)室內(nèi)配比試驗(yàn)得出高壓旋噴樁每米水泥含量為189Kg。（二）地質(zhì)情況簡介 首先我們先來看看架車機(jī)基礎(chǔ)1-30軸地質(zhì)斷面圖：:人工填土:軟塑成都粘土 :硬塑成都粘土 :泥巖從地質(zhì)斷面圖中可以看出，1-30軸土層分布從上至下依次為人工填土、軟塑成都粘土、硬塑成都粘土、泥

3、巖，其中軟塑成都粘土與硬塑成都粘土分布標(biāo)高起伏較大，土質(zhì)情況比較復(fù)雜。（三）問題的提出從地質(zhì)斷面圖中可以看出，在高壓旋噴樁加固的土層標(biāo)高范圍內(nèi)（ 497.85m489.85m）既有軟塑土又有硬塑土（ 樁進(jìn)入深度約14.5m），而建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中指出高壓旋噴樁僅適用于軟塑或可塑狀態(tài)下的粘土加固，對此小組于2013年7月12日在施工場地內(nèi)的硬塑粘土區(qū)域采用單管施工工藝（噴漿壓力30MPa）進(jìn)行了高壓旋噴樁試樁施工，用以驗(yàn)證高壓旋噴樁在硬塑土中的施工質(zhì)量。小組于2013年8月108月12日對試樁的成樁質(zhì)量進(jìn)行了檢查，統(tǒng)計結(jié)果如下表： 現(xiàn)場高壓旋噴樁試樁照片樁體均勻性差，樁徑達(dá)不到設(shè)計要求500

4、mm從檢查結(jié)果來看，12根試樁僅有3根質(zhì)量是合格的，小組查閱了相關(guān)資料并請教了成都地區(qū)有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)專家，主要原因是硬塑土土質(zhì)硬，高壓水泥漿不易切割，難以保證成樁直徑和均勻性。（四）解決方案討論 QC小組成員利用“頭腦風(fēng)暴法”對如何解決硬塑成都粘土地基加固的問題進(jìn)行了討論，主要提出以下幾個解決方案：1、采用雙管或三管高壓旋噴樁施工工藝，增大對土體沖切力；2、與設(shè)計院進(jìn)行溝通，改變設(shè)備基礎(chǔ)地基加固方式，采用級配碎石換填處理；3、研究高壓旋噴樁在硬塑成都粘土的施工方法。 小組對3個可供選擇的方案進(jìn)行了分析、評估，并選定了解決方案。方案分析、評估及選定表方案分析、評估及選定表（五）課題確定 根

5、據(jù)解決方案綜合分析、評估表，項(xiàng)目部QC小組確定研究課題高壓旋噴樁在硬塑成都粘土施工方法的研究。四、設(shè)定目標(biāo)課題目標(biāo)：利用常見的施工機(jī)械，研究出一種經(jīng)濟(jì)、有效的適合在硬塑成都粘土施工的高壓旋噴樁施工方法。目標(biāo)值：1、保證高壓旋噴樁施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求； 2、與原來的施工方法相比，施工周期不增加； 3、費(fèi)用增加不超過高壓旋噴樁人工、機(jī)械費(fèi)總 費(fèi) 用的0.5%（200萬0.5%=1萬）。五、方案提出及可行性分析 （一）提出方案根據(jù)前期對試樁的檢查發(fā)現(xiàn)，高壓旋噴樁存在的主要問題是樁徑不夠和樁體均勻性差，究其原因是土層中的硬塑粘土土質(zhì)較硬，高壓水泥漿無法將加固土體切割均勻，最終水泥漿無法與土形成均勻混合

6、體，我們?nèi)绻軌蛳朕k法先攪動加固范圍內(nèi)的土層，使土體松動，粒徑均勻，再采用單管注漿法進(jìn)行加固就能夠保證高壓旋噴樁的成樁直徑和樁體均勻性。小組成員圍繞這一核心問題，提出了三種方案：方案1：由于水泥土攪拌樁樁機(jī)鉆頭帶有葉片，能夠起到攪動土體的作用，可先采用水泥土攪拌樁機(jī)引孔，葉片攪動土層后用高壓旋噴樁樁機(jī)噴射注漿；方案2：對高壓旋噴樁樁機(jī)的鉆頭進(jìn)行改造，可通過焊接增大鉆頭直徑，增大土體攪動范圍，下沉?xí)r攪動土層，提升時高壓噴漿。方案3：對水泥土攪拌樁樁機(jī)進(jìn)行改造，使其帶葉片鉆頭在鉆進(jìn)下沉過程中攪動土層，在提升過程中高壓噴漿；（二）對各方案的可行性分析及評估 小組成員對三個對策方案進(jìn)行評估打分。結(jié)果見

7、下表：評估結(jié)果： 綜合得分滿分應(yīng)是20分。我們將得分率超過60%即12分以上作為可采用的方案，則方案2、方案3為可采用方案，方案1為不采用方案。六、對策與實(shí)施按照先易后難的先后順序，先實(shí)施方案2，再實(shí)施方案3。（一）方案2的實(shí)施 1、制定方案2的對策計劃 2、按照方案2的對策計劃實(shí)施 小組通過與操作工人的溝通與合作，更換了高壓旋噴樁鉆頭。更換前高壓旋噴樁樁機(jī)鉆頭，不帶葉片在原有鉆頭兩側(cè)加焊葉片，增大鉆頭攪拌直徑 3、試驗(yàn)驗(yàn)證更換鉆頭后，于2013年8月17日在施工現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，在高壓旋噴樁樁長達(dá)到2.7m時無法繼續(xù)鉆進(jìn)，用挖掘機(jī)開挖檢查，地下無石塊等硬物，更換其他4個部位進(jìn)行試驗(yàn)，樁長分別為2

8、.1m、2.5m、2.3m、2.1m，經(jīng)過小組與施工操作工人的討論分析，主要原因是鉆頭直徑增大后高壓旋噴樁樁機(jī)鉆孔阻力明顯增大，高壓旋噴樁樁機(jī)動力較小（約11KW），成樁長度無法達(dá)到8.0m。驗(yàn)證結(jié)論：由于高壓旋噴樁樁機(jī)動力較小，更換鉆頭后樁長達(dá)不到設(shè)計要求的8.0m，未能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。（二）方案3的實(shí)施 1、制定方案3的對策計劃2、按照方案3的對策計劃實(shí)施小組利用3天時間，對現(xiàn)有水泥土攪拌樁樁機(jī)進(jìn)行了改造； （1）利用水泥攪拌樁樁機(jī)現(xiàn)有帶葉片鉆頭帶葉片的水泥土攪拌樁鉆頭 （2）由于水泥攪拌樁噴漿壓力約為5.0MPa，而高壓旋噴樁噴漿壓力約為2030MPa，為了實(shí)現(xiàn)高壓噴漿必須更換高壓注漿泵和

9、高壓注漿管。更換高壓注漿泵，增加注漿壓力原有普通塑料注漿管更換高壓注漿鋼絲管，承壓能力更強(qiáng) （3）由于高壓旋噴樁鉆桿提速較慢，上升速度為0.1m/min，而水泥攪拌樁提升速度為0.50.8m/min，因此小組更換了水泥攪拌樁樁機(jī)調(diào)速器，以達(dá)到降低鉆桿提速的目的。 3、試驗(yàn)驗(yàn)證 該機(jī)械改造完成后，于2013年8月21日在施工現(xiàn)場進(jìn)行了試驗(yàn)。共選擇了10個試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：1）10根試樁鉆進(jìn)深度均能夠達(dá)到設(shè)計要求8.0m； 2）試樁成樁7天后，進(jìn)行淺開挖檢查，最小樁徑為500mm，最大樁徑527mm， 樁徑均能滿足設(shè)計要求。現(xiàn)場測量高壓旋噴樁樁徑3）剔除表層浮槳后，樁身水泥土混合均勻，無明

10、顯夾雜 土現(xiàn)象?，F(xiàn)場開挖檢查樁身質(zhì)量4）2013年9月18日抽取5根試樁進(jìn)行鉆心取樣，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均能達(dá) 到設(shè)計要求，樁身質(zhì)量完整。 5）2013年9月19日2013年9月25日共抽取5根試樁進(jìn)行承 載力檢測，均能滿足設(shè)計要求現(xiàn)場進(jìn)行高壓旋噴樁承載力檢測七、效果檢查（一）目標(biāo)值完成情況1、對保證高壓旋噴樁施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求目標(biāo)的確認(rèn)；對試樁的樁徑、樁身質(zhì)量及承載力進(jìn)行了檢查，均能滿足設(shè)計和規(guī)范要求，從而目標(biāo)1得到了確認(rèn)。 2、對施工時間的確認(rèn)； 前期采用傳統(tǒng)單管高壓旋噴樁施工工藝共施工12根，共計10小時24分鐘，平均每根樁施工時間約52分鐘；改裝后的高壓旋噴樁樁機(jī)每臺工作24小時可施工2

11、9根，平均每根樁施工時間約49.5分鐘，施工時間未增加，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)2。 3、對施工成本的確認(rèn)： 經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計，3名工人改裝1臺樁機(jī)需要3天，人工費(fèi)單價為150元/工日， 改裝1臺機(jī)械人工費(fèi)：33150=1350（元） 改造所用的材料及設(shè)備均為既有材料、設(shè)備，且可以拆除用于其它工程，因此不增加材料、設(shè)備費(fèi)用。則改裝1臺機(jī)械花費(fèi)1350元，預(yù)計需要改裝4臺，預(yù)計改裝費(fèi)用共計5400元，小于目標(biāo)值10000元，目標(biāo)3得以實(shí)現(xiàn)。（二）技術(shù)效益 通過這次QC活動，我們對高壓旋噴樁、水泥攪拌樁施工工藝有了更深的了解，并獲得了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一套經(jīng)濟(jì)可行的高壓旋噴樁在硬塑成都粘土的施工方法，為以后處理更加復(fù)雜的基礎(chǔ)加固積累