1、硬塑成都粘土高壓旋噴樁施工方法研究 一、工程概況新建成都動(dòng)車段檢修設(shè)施工程位于成都動(dòng)車運(yùn)用所存車場(chǎng)和既有成渝、成昆正線間，按年檢修能力300列8輛編組動(dòng)車組規(guī)模設(shè)計(jì)。新建三級(jí)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(tái)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(dòng)車組三級(jí)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(jì)圖紙要求，三級(jí)修庫架車機(jī)根底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

2、.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)根底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.

3、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)標(biāo)準(zhǔn)?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(duì)此小組于2021年7月12日在施工場(chǎng)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2021年8月108月12日對(duì)試樁的成樁質(zhì)量進(jìn)行了檢查，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表： 現(xiàn)場(chǎng)高壓旋噴樁試樁照片樁體均勻性差，樁徑達(dá)不到設(shè)計(jì)要求500mm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(qǐng)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

4、均勻性。四解決方案討論 QC小組成員利用“頭腦風(fēng)暴法對(duì)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(gè)解決方案：1、采用雙管或三管高壓旋噴樁施工工藝，增大對(duì)土體沖切力；2、與設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通，改變?cè)O(shè)備根底地基加固方式，采用級(jí)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(duì)3個(gè)可供選擇的方案進(jìn)行了分析、評(píng)估，并選定了解決方案。方案分析、評(píng)估及選定表方案分析、評(píng)估及選定表五課題確定 根據(jù)解決方案綜合分析、評(píng)估表，工程部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

5、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(jì)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(duì)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體，我們?nèi)绻軌蛳敕椒ㄏ葦噭?dòng)加固范圍內(nèi)的土層，使土體松動(dòng)，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

6、泥土攪拌樁樁機(jī)鉆頭帶有葉片，能夠起到攪動(dòng)土體的作用，可先采用水泥土攪拌樁機(jī)引孔，葉片攪動(dòng)土層后用高壓旋噴樁樁機(jī)噴射注漿；方案2：對(duì)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(dòng)范圍，下沉?xí)r攪動(dòng)土層，提升時(shí)高壓噴漿。方案3：對(duì)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(dòng)土層，在提升過程中高壓噴漿；二對(duì)各方案的可行性分析及評(píng)估 小組成員對(duì)三個(gè)對(duì)策方案進(jìn)行評(píng)估打分。結(jié)果見下表：評(píng)估結(jié)果： 綜合得分總分值應(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，那么方案2、方案3為可采用方案，方案1為不采用方案。六、對(duì)策與實(shí)施按照先易后難的先后順序，先實(shí)施方案

7、2，再實(shí)施方案3。一方案2的實(shí)施 1、制定方案2的對(duì)策方案 2、按照方案2的對(duì)策方案實(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2021年8月17日在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，在高壓旋噴樁樁長到達(dá)2.7m時(shí)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(gè)部位進(jìn)行試驗(yàn)，樁長分別為2.1m、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(dòng)力較小約11KW，成樁長度無法到達(dá)8.0m。驗(yàn)證結(jié)論

8、：由于高壓旋噴樁樁機(jī)動(dòng)力較小，更換鉆頭后樁長達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的8.0m，未能到達(dá)預(yù)定目標(biāo)。二方案3的實(shí)施 1、制定方案3的對(duì)策方案2、按照方案3的對(duì)策方案實(shí)施小組利用3天時(shí)間，對(duì)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

9、泥攪拌樁樁機(jī)調(diào)速器，以到達(dá)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2021年8月21日在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)。共選擇了10個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：110根試樁鉆進(jìn)深度均能夠到達(dá)設(shè)計(jì)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(jì)要求?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)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，無明顯夾雜 土現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)開挖檢查樁身質(zhì)量42021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(jì)要求，樁身質(zhì)量完整。 52021年9月19日2021年9月25日共抽取5根試樁進(jìn)行承 載力檢測(cè)，均能滿足設(shè)計(jì)要

10、求現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高壓旋噴樁承載力檢測(cè)七、效果檢查一目標(biāo)值完成情況1、對(duì)保證高壓旋噴樁施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求目標(biāo)確實(shí)認(rèn)；對(duì)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(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求，從而目標(biāo)1得到了確認(rèn)。 2、對(duì)施工時(shí)間確實(shí)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(jì)10小時(shí)24分鐘，平均每根樁施工時(shí)間約52分鐘；改裝后的高壓旋噴樁樁機(jī)每臺(tái)工作24小時(shí)可施工29根，平均每根樁施工時(shí)間約49.5分鐘，施工時(shí)間未增加，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)2。 3、對(duì)施工本錢確實(shí)認(rèn)： 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，3名工人改裝1臺(tái)樁機(jī)需要3天，人工費(fèi)單價(jià)為150元/工日， 改裝1臺(tái)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，且可以撤除用于其它工程，因此不增加材料、設(shè)備費(fèi)用。那么改裝1臺(tái)機(jī)械花費(fèi)1350元，預(yù)計(jì)需要改裝4臺(tái)，預(yù)計(jì)改裝費(fèi)用共計(jì)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(dòng)，我們對(duì)高壓旋噴樁、水泥攪拌樁施工工藝有了更深的了解，并獲得了珍貴的施工經(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)雜的根底