唐山曹妃甸煤码头水泥搅拌桩施工试验研究

王祯凯，葛 雷，杨金宇

（中国水电一局有限公司，吉林 长春 116041）

拟建的唐山港曹妃甸港区煤码头二期工程堆场轨道梁区，是围海造地形成的陆地，由于该场地原为造地取砂区，吹填区域土质及深度不均，土层以粉细砂为主，为防止轨道梁下面沉降过大和提高承载力，拟设计二次地基加固形式为水泥搅拌桩。为取得良好的施工效果，设计在堆场内指定试验区域，并设计桩型为直径0.6 m，长度15 m。水泥掺量分别为：18%，20%，22%，4%，共计桩 116根，采用正三角形布置，桩间距为：1.0 m和0.8 m两种型式。拟通过各成果检测来确定经济合理的施工参数。

1 现场施工试验的主要内容

施工前均依据煤码头（二期）专业化煤堆场岩土工程勘察报告中的钻孔物理性能指标考虑搅拌桩水灰比及水泥用量。试验区的地质情况见表1，试验区原地面标高约为4.65 m。

表1 试验区地质情况[1]

根据地质情况分析，试验桩共计分4组，单根桩桩径为600 mm、桩体总长度15 m，试验组数及参数见表2。

2 试验施工工艺

2.1 工艺流程

施工工艺流程如图1所示。试验采用单头深层搅拌桩机施工，根据设计要求进行“两喷六搅”试验。

2.2 深层搅拌桩试验段施工

1）使用 Trimble 5800(20 mm+1 ppm)型 GPS，用 RTK方法进行测量放线。坐标系统采用北京54坐标系，中央子午线经度为118°30′。利用全站仪进行桩位放样，确保桩位偏差不大于±5 cm。依据控制点坐标及高程见表3。

表2 试验组参数表

2）施工前在水泥搅拌桩施工区内进行清表、清障，整平处理。

3）移动单头深层搅拌桩机到达指定桩位，对中、调平、校正塔架垂直度；进行设备的试运转，检查转速、管路、线路、仪表等是否完好。

4）按照试验参数的配合比进行浆液制备，掺用外加剂要严格计量。

5）开启泥浆计量泵，待钻头喷浆后启动单头搅拌桩机，下沉至设计要求的高程。开启流量计、记录仪、深度计，严格计量浆液注入量、深度等施工参数。边喷浆边搅拌，泵头压力控制在0.2～0.4 MPa,直至到达设计桩底。试桩在此步序中所获取的参数：桩号C10，一搅下沉速度0.65 m/min，喷浆量380 L，水泥用量94.6 kg/m，正常钻进时电流值17～30 A。

6）搅拌桩机搅拌下沉至设计要求的高程后，定位搅拌喷浆10 s后反搅喷浆提升，提至设计桩顶标高以上50 cm,完成一次搅拌过程。桩号C10的参数：二搅上提速度1.08～1.94 m/min，喷浆量670 L，水泥用量94.6 kg/m，正常钻进时电流值17～30 A。

图1 成桩施工工艺流程图

表3 控制点坐标及高程表

7）重复两次第5）条工作内容后，按设计档位匀速搅拌提升至设计高程，不进行喷浆。

2.3 施工质量控制

1）施工前进行材料、设备、仪表的检验，其性能、指标满足施工要求。并对全体施工人员进行上岗前培训，考试合格后方可上岗。

2）施工过程控制，主要是对桩位控制、桩斜偏差控制和桩深控制，及时准确填写施工记录。

3）搅拌桩质量保证，主要是严格按要求控制下沉及提升速度，保证喷浆连续均匀，以及在施工中应使用合格的普通硅酸盐水泥。水泥浆液严格按经审批的水灰比配制，并用比重计在施工中经常检测浆液比重。

4）水泥土深层搅拌桩施工结束后7 d后进行浅部开挖，检验桩头及桩体搅拌均匀性。90 d龄期单桩取芯无侧限抗压强度平均值不小于1.5 MPa，28 d复合地基静荷载试验地基承载力不小于200 kPa。

3 结果检测

3.1 外观检查

3月26日进行了桩头开挖，对桩头进行了8组尺度量取，检测结果全部满足设计要求，检测结果见表4。

3.2 取芯检测

对4个区分别按不同水泥掺量沿全长取芯3根，共计12根，钻进总长度为184.7延米。

表4 外观检查结果表[1]

3.3 复合地基载荷板试验检测

分别在4个区进行了8组复合地基载荷板试验，检测结果全部满足设计要求，检测结果见表5。

表5 复合地基载荷试验结果表[1]

4 结语

综上说述，通过此次试验区综合效果检查，该施工工艺可以满足唐山曹妃甸煤码头堆场轨道梁下，以粉细砂和粉土的地质条件下进行水泥土搅拌桩复合地基处理。承载力和沉降值符合设计要求，工艺可行，该区域经济目标水泥掺量18%，水灰比0.5∶1，工艺采用“两喷六搅”。具备大面积施工技术条件，受到了业主、设计和监理的认可。此项技术为该区域同类地质条件下，为提高复合地基承载力和减少沉降提供了可行的技术措施。

[1]中交第一航务工程勘察设计院有限公司水泥搅拌桩(试桩)试验报告[R].

[2]DL/T5425-2009，深层搅拌法技术法规[S].

[3]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S].