CFG樁地基處理工藝性試樁總結(jié)
摘 要：本文結(jié)合京滬高鐵德州東站CFG樁地基處理工藝性試樁施工經(jīng)驗，總結(jié)了CFG樁施工過程中適應本地質(zhì)情況所確定的各項技術(shù)參數(shù)，為提高和大面積CFG樁地基處理施工提供指導參考。
關(guān)鍵詞：CFG樁 工藝性 試樁 總結(jié)
1 引言
CFG樁是近些年來處理軟弱地基時常用的一種地基基礎(chǔ)形式。CFG樁的學名水泥粉煤灰碎石樁(Cement Fly-ash Gravelpile) 簡稱CFG樁，利用樁間土和褥墊層一起構(gòu)成CFG樁復合地基。其適用于天然地基承載力較低而設計要求的承載力較高的基礎(chǔ),在德州東站地基處理施工中大量采用了這項技術(shù)。
2 工程概況
京滬高速鐵路德州東站站場及區(qū)間路基工程起訖里程為：DK326+192.25--DK330+090.46，全長3898.21米，本段地基為松軟土地基，根據(jù)設計要求地基處理全部采用CFG樁進行加固處理，本段設計CFG樁共57649根，平均樁長為24米，最長樁長為28.0米，最短樁長為16.0米，共計1384611米。
3 工藝性試樁目的
由于本區(qū)段內(nèi)設計基底處理CFG樁工程數(shù)量大，為了在大面積開工前取得滿足質(zhì)量要求的施工工藝和施工參數(shù)、驗證設計指標、核對現(xiàn)場地質(zhì)情況，為后期全面開工奠定基礎(chǔ)。
本次試驗區(qū)段選擇具有代表性區(qū)段進行CFG樁的試樁工作，試樁里程定在DK329+900左側(cè)紅線內(nèi)進行。試樁CFG樁數(shù)量3根，間距按設計間距1.6m正方形布樁，試驗樁長按本段最長樁28.1m進行試驗。
通過本次試樁所要確定的工藝參數(shù)：鉆進速度、拔管速率、混合料坍落度、混合料拌和時間、混合料泵送壓力、灌注方法以及施工工藝。
4 試樁準備
4.1主要機械設備
試樁主要機械設備表
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序號
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機械設備名稱
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規(guī)格型號
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數(shù)量
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機械性能
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備注
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1
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長螺旋鉆機
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JL-60
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1臺
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最大鉆深深度28.1m
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2
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砼運輸車
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3臺
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8m3
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3
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發(fā)電機
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250Kw
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1臺
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/
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4
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全站儀
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GTP-700
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1臺
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1"
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5
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砼輸送泵
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HBT60
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1臺
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60m3/h
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110Kw
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4.2組織機構(gòu)及人員分工
試樁組織機構(gòu)及人員分工表
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序號
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組織機構(gòu)
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工作職責
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1
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總指導
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負責試樁工作的全面統(tǒng)籌安排和管理工作
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2
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技術(shù)負責
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負責試樁工作的全面技術(shù)指導
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3
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現(xiàn)場負責
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負責拌和站及現(xiàn)場的組織協(xié)調(diào)工作
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4
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現(xiàn)場技術(shù)
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負責制定試樁方案，現(xiàn)場進行技術(shù)指導，負責記錄試樁過程各項參數(shù)
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5
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質(zhì)量
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負責試樁過程的質(zhì)量控制和質(zhì)量檢驗
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6
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安全
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負責現(xiàn)場施工安全防護，確保試樁過程機械、人員安全生產(chǎn)
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7
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物資
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負責試樁所需的所有材料及時送樣和正常供應
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8
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機械設備
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負責機械設備及時到位和正常使用
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9
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試驗
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負責試樁的各類試驗和檢測工作
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10
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測量
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負責樁基中心位置放樣工作
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長螺旋鉆機：司機1人，配合施工人員3人，記錄1人。
4.3試樁材料準備
本次CFG試樁所需材料：水泥、粉煤灰、添加劑、碎石、水經(jīng)實驗室檢測合格。
試樁主要材料統(tǒng)計
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材料名稱
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水泥
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粉煤灰
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碎石
5-25mm
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砂子
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水
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減水劑
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山水牌P·O32.5
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德州華能Ⅲ級
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章丘
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大汶河
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深機
井水
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高效
減水劑
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用量
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4.6t
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1.9t
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13.2 m3
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11.6m3
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3.0 m3
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0.06 t
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注：材料用量按照試樁實際用量的120%儲備。
5 CFG樁施工方法及工藝流程：
本次試樁使用長螺旋鉆孔泵壓混合料的施工方法，工藝流程詳見下頁的《施工工藝流程圖》，施工順序：
5.1.平整場地：清除施工場地內(nèi)地表附著物，對影響樁機作業(yè)的松軟土地段采取壓實處理，做好場地內(nèi)的防排水措施。
5.2.樁位放樣：按照設計圖紙的樁位在現(xiàn)場進行布樁，使用GTP-700精確度為1"的全站儀放樣樁位中心，并用木樁打入20cm深后灌入白灰。
5.3.鉆機就位：鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，確保CFG樁垂直度偏差不大于1%。垂直度的檢查采用掉垂球的方法和鉆機自帶垂直度調(diào)整器雙重控制鉆桿垂直度，每根樁施工前由專門的人員進行樁位對中及垂直度檢查,確定滿足要求后方可開鉆。
5.4.混合料攪拌：混合料攪拌按照試驗室確定的施工配合比進行配料，配料采用電腦控制和打印記錄，采用C20混凝土，配合比為：水泥：砂子：碎石：水：粉煤灰：減水劑=231：817：998：150：154：3.85；每盤料攪拌時間控制在60～90s，塌落度控制在：180±20mm。
5.5.運輸：混凝土的運輸采用混凝土罐車，容量為8m3，運料及等待過程中混凝土罐必須處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
CFG樁施工工藝流程圖
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測量放線 |
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鉆機就位校正
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鉆至設計標高
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停鉆
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提拔泵送混凝土
至設計標高
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移位施打下一根樁
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等強28天
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檢驗
和
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原材料進場
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混凝土運輸
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補樁處理
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不合格
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驗收交工
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合格
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合格
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用土將樁頭覆蓋
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平整場地
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混凝土拌和和
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清除樁間土
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鑿除樁頭
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樁基檢測
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5.6.密閉性試驗：鉆機首次鉆孔時，先用高壓砼輸送泵壓1～2m3水，然后泵壓1～2m3的水泥砂漿，直至鉆尖出料口處泵出砂漿，由此檢查泵壓管的密閉性，同時在泵壓之前起到潤滑管道的作用。
5.7.鉆進成孔：鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸地時，啟動馬達鉆進，先慢后快，同時檢查鉆孔的偏差并及時糾正。在成孔過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，放慢進尺，防止樁孔偏斜、位移，鉆具損壞。根據(jù)鉆機塔身上的進尺標記，成孔到達設計標高時，停止鉆進。鉆進過程中將注漿軟管擺放圓順，避免軟管自由下落出現(xiàn)折角，造成堵爆管事故。
在鉆進時，記錄每米電流變化并記錄電流突變位置的電流值，作為地質(zhì)復核情況的參考。
5.8.灌注及拔管：鉆孔至設計標高后停止鉆進，開始泵送混合料灌注，當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，采用靜止提拔鉆桿，根據(jù)試驗提拔灌注速度控制在2～2.5m/min，施工時樁頂高程高出設計高程50cm，灌注成樁完成后，樁頂蓋土封頂進行養(yǎng)護。
灌注過程中鉆機下配一名指揮人員，吹哨或搖旗指揮泵機司機開泵和停泵，當鉆桿芯管內(nèi)充滿混凝土時，在鉆桿頂部有一個直徑25mm的冒漿口開始冒漿，此時指揮泵機停泵，待再提拔鉆桿2m左右混凝土已經(jīng)下落成樁后指揮泵機開泵。在灌注混合料時，對于混合料的控制采用記錄泵壓次數(shù)的辦法，對于本次使用的該型號輸送泵通過試驗確定泵壓次數(shù)為1米/4次，泵壓為：6～10Mpa。
5.9.移機：灌注達到控制標高后，收起鉆機支腿，機身前后移動轉(zhuǎn)向至下一根樁施工。
5.10.樁頭清理：在施工完7天后，從橫向方向使用小型挖掘機清理樁間土，靠近樁頭部分預留25厘米采用人工清除樁間土，然后采用人工破除預留樁頭至設計標高。樁頭清除采用切割機環(huán)向切割一圈，電鉆打三個眼后用鏨子斷掉樁頭。
5.11.現(xiàn)場試驗：試驗人員對每罐混合料測試其坍落度，合格后方可進行混合料的灌注，在成樁過程中抽樣作混凝土試塊，每臺班做1組試塊，測定其28天抗壓強度。
6 試樁數(shù)據(jù)總結(jié)
6.1 鉆進速度
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樁號
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樁長
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開鉆時間
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結(jié)束時間
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持續(xù)時間
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鉆進速度
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平均速度
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1
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28.1m
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9:35
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10:05
|
30min
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0.94m/min
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1.02m/min
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|
2
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28.1m
|
11:15
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11:43
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28min
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1.0m/min
|
|
|
3
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28.1m
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12:50
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13:15
|
25min
|
1.12m/min
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根據(jù)地質(zhì)及機械性能情況，由上表試樁數(shù)據(jù)得出鉆機鉆進速度在該地層應控制在0.9～1.2m/min之間。
6.2 提管速率
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樁號
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樁長
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開始時間
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結(jié)束時間
|
持續(xù)時間
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拔管
速度
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泵壓
（MPa）
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充盈
系數(shù)
|
平均
系數(shù)
|
|
1
|
28.1m
|
10:20
|
10:31
|
11min
|
2.5min
|
7.42
|
1.04
|
1.05
|
|
2
|
28.1m
|
12:18
|
12:30
|
12min
|
2.3min
|
7.5
|
1.06
|
|
|
3
|
28.1m
|
13:16
|
13:28
|
12min
|
2.3min
|
7.4
|
1.04
|
根據(jù)地質(zhì)及機械性能情況，由上表試樁數(shù)據(jù)得出鉆機拔管速度在該地層應控制在2～2.5m/min之間，泵壓控制在6～9Mpa，充盈系數(shù)控制在1.04～1.06。
6.3 混合料坍落度：
塌落度按照試驗室配合比確定的數(shù)據(jù)進行控制，既要滿足設計強度要求還要符合地質(zhì)和機械性能情況，并保證施工順利進行，坍落度控制在：180±20mm。
6.4 混合料拌合時間：
每盤料攪拌時間經(jīng)試驗室確定按照普通混凝土的攪拌時間進行控制在65s。
6.5 電流、電壓：
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一號樁
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二號樁
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三號樁
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||||||
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變化
位置
|
電流
（A）
|
電壓
(V)
|
變化
位置
|
電流
（A）
|
電壓
(V)
|
變化
位置
|
電流
（A）
|
電壓
(V)
|
|
1m
|
80
|
420
|
1m
|
70
|
420
|
1m
|
75
|
420
|
|
2m
|
80
|
420
|
3m
|
80
|
420
|
4m
|
90
|
415
|
|
7m
|
90
|
418
|
8m
|
90
|
415
|
10m
|
100
|
410
|
|
22m
|
100
|
415
|
23m
|
100
|
412
|
21m
|
105
|
410
|
|
25m
|
110
|
412
|
25m
|
120
|
410
|
24m
|
125
|
415
|
|
|
|
|
|
|
|
26m
|
115
|
410
|
|
平均值
|
95
|
416
|
平均值
|
95
|
415
|
平均值
|
100
|
415
|
6.6 混合料泵送壓力：
一號樁平均泵壓：7.42Mpa/次；
二號樁平均泵壓：7.5Mpa/次；
三號樁平均泵壓：7.4Mpa/次；
根據(jù)地質(zhì)及機械性能情況，和試樁所得的泵壓數(shù)據(jù)總結(jié)出泵壓控制在6～9Mpa。
7 結(jié)束語
通過工藝性試驗的總結(jié)對地質(zhì)狀況與設計進行了對比，同時達到了預期的目的，將工藝參數(shù)：鉆進速度、拔管速率、混合料坍落度、混合料拌和時間、混合料泵送壓力進行確定，灌注方法和施工工藝進一步總結(jié)和掌握，為后期大規(guī)模施工提供可靠的技術(shù)支持。
