流塑土區(qū)拌和站基礎(chǔ)施工技術(shù)

許傳寶

中鐵二十二局集團(tuán)第四工程有限公司京新高速項(xiàng)目部 天津 301700

1 引言

目前高速公路的拌和站建設(shè)分為兩種方式：一是利用所在地區(qū)成型的拌和站進(jìn)行公路建設(shè)；二是根據(jù)業(yè)主要求和公司相關(guān)文件要求，自行修建拌和站僅供所在工程的混凝土制作和運(yùn)輸。第一種施工方式雖然減少了建設(shè)拌和站需要占用土地、機(jī)械設(shè)備、罐車運(yùn)輸?shù)仁掷m(xù)和經(jīng)濟(jì)壓力，但是為了保證整個(gè)高速公路項(xiàng)目的施工進(jìn)度和混凝土的質(zhì)量，通常選擇第二種方案既選擇合適的拌和站位置進(jìn)行自行建設(shè)。因此，在選定的點(diǎn)位下保證拌和站順利的建設(shè)和運(yùn)行，對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的穩(wěn)定進(jìn)行有重要意義。

2 工程概況

金臺(tái)鐵路5標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部三工區(qū)主要施工區(qū)域?yàn)殍F路正線DK125+188～DK137+864（臨海南站包括在內(nèi)）共12.676km；三工區(qū)將修建4號(hào)拌和站作為工區(qū)內(nèi)唯一一個(gè)拌和站，負(fù)責(zé)三工區(qū)內(nèi)所有構(gòu)筑物混凝土的供應(yīng)，供應(yīng)方量約為17萬(wàn)m3（包含噴錨砼）。

工區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)為，地表～3m為素填土，雜色，稍密，潮濕-飽和，以粘性土、碎石土為主。往下開(kāi)挖后3～9m為淤泥，土壤呈流塑狀，顏色多為黑灰色，伴有腐殖、爛臭味。9～17m為細(xì)圓礫土：雜色，中密飽和，顆粒成分以砂巖凝灰?guī)r為主。具有以下特點(diǎn)：

（1）流塑土的含水率大、孔隙比大、滲透小，抗剪能力差，基坑開(kāi)挖后急易塌方。

（2）第四孔隙潛水主要賦存于粉質(zhì)黏土、淤泥中，接受大氣降水和地表水補(bǔ)給，水量較大。

（3）地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有侵蝕性。

（4）淤泥層較厚，易發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)。

如何快速有效的確?；娱_(kāi)挖的順利進(jìn)行，從而避免基坑坍塌造成進(jìn)度的停滯、經(jīng)濟(jì)上的損失和安全上的隱患，成為了本技術(shù)研究的重難點(diǎn)[1]。

3 基坑開(kāi)挖工藝的選擇及特點(diǎn)

3.1 工藝選擇

為了保證施工進(jìn)度，先后對(duì)基坑內(nèi)的流塑土進(jìn)行了固化凝結(jié)、拋石換填、拋石擠淤、開(kāi)挖放坡等處理方式，效果不佳。隨后嘗試鋼板樁坐圈，圍棱支腳的方式進(jìn)行基坑開(kāi)挖，雖然效果尚可，但工費(fèi)極高、工期長(zhǎng)、效率低。后期采用了以工字鋼作柱與梁，搭建鋼桁架的方式進(jìn)行基坑開(kāi)挖，同時(shí)配備兩臺(tái)污水泵進(jìn)行排水,保障基坑的降水。

3.2 工藝特點(diǎn)

（1）采用I28工字鋼作柱，柱與柱之間間隔25cm，柱橫向采用I20工字鋼作梁，底梁距坑底20cm，梁與梁間間距200cm，頂梁距柱頂間距40cm。

（2）在基坑澆筑完畢并且預(yù)埋件施作完成后，將工字鋼拔除，根據(jù)工字鋼的完好程度決定是否用于下個(gè)基坑，最大程度的發(fā)揮工字鋼的使用價(jià)值，大大減少了資金的投入和損耗。

4 基礎(chǔ)形式的選擇及施工流程

4.1 方案選擇

為保證拌和站下儲(chǔ)料罐處安裝的穩(wěn)定及安全，采用預(yù)應(yīng)力管樁+筏板基礎(chǔ)的方案，預(yù)應(yīng)力管樁可以直接被打入砂層及巖層，能夠承受極高的壓力，使得樁側(cè)能承受更大的壓力，形成更為穩(wěn)固的整體結(jié)構(gòu)，保證了地基在淤泥地區(qū)的承載能力[2]，而筏板基礎(chǔ)具有良好的整體性，且能極大的提升受力面積和受力點(diǎn)。

4.2 施工流程

（1）樁管布置

管樁靜壓采用YZY300～360型靜壓機(jī)，25t 吊車負(fù)責(zé)管樁的起吊和落位，考慮到淤泥層分布在地下3～9m的位置，預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度暫取21～22m，樁間距按2.4m考慮，正方形布置；管樁類型選擇PC-500(100)AB-C60，采用靜壓法壓樁，壓樁時(shí)控制壓樁速度在1m/min-2m/min之間，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，壓樁速度控制在1.5m/min最佳。壓樁后要對(duì)實(shí)際深度進(jìn)行測(cè)量，確保樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度；

管樁布置圖

（2）施工過(guò)程及控制要點(diǎn)

①管樁吊運(yùn)及插樁

管樁吊運(yùn)時(shí)可采用兩頭勾吊法，豎起時(shí)采用單點(diǎn)法。管樁起吊運(yùn)輸半徑內(nèi)，不得有人旁站。

管樁吊起后，緩緩放入靜壓管樁機(jī)樁孔內(nèi)。插樁時(shí)，樁尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)事先測(cè)量班放好的樁位處，并用全站儀從正側(cè)兩面進(jìn)行垂直度測(cè)量，確保樁身垂直度滿足規(guī)范要求。

管樁起吊示意圖

②壓樁

在壓樁初期，壓樁速度不宜過(guò)快，當(dāng)管樁壓至 2-3m時(shí)要觀察管樁樁身垂直度，若樁身垂直度偏差在規(guī)范范圍之外要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，待調(diào)整合格后方可進(jìn)行壓樁。壓樁過(guò)程中要做好相應(yīng)記錄。

③接樁

當(dāng)?shù)谝还?jié)管樁壓至樁頭距地面1.0m左右時(shí)停止壓樁，用鋼絲鐵刷將樁頭端板處鐵銹及污泥清刷干凈，然后準(zhǔn)備第二節(jié)管樁吊裝。第二節(jié)管樁吊裝至第一節(jié)管樁樁頭50cm處，進(jìn)行樁頭端板清掃。待清掃干凈后進(jìn)行落樁焊接。采用J506焊條坡口焊的方式將兩下兩節(jié)端板進(jìn)行焊接，焊接次數(shù)兩遍，直至焊縫飽滿，敲掉焊渣，自然冷卻5分鐘后，在焊口處涂刷防腐漆，待防腐漆晾干后才能繼續(xù)壓樁。如果有多節(jié)管樁，重復(fù)以上工序即可。

④終樁

管樁壓至設(shè)計(jì)深度后，即可終樁。在壓樁過(guò)程中，如達(dá)到設(shè)計(jì)壓力值后還未達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度時(shí)，亦可截出多余樁頭后終樁。

⑤筏板基礎(chǔ)

管樁上方接混凝土整體基礎(chǔ)，管樁深入基礎(chǔ)10cm，基礎(chǔ)高50cm,基礎(chǔ)采用C20砼，基礎(chǔ)里采用單層φ16鋼筋網(wǎng)片作為防裂層。

筏板基礎(chǔ)鋼筋圖

5 質(zhì)量、環(huán)保、安全保證措施

5.1 質(zhì)量保證措施

為了保證靜壓的管樁滿足設(shè)計(jì)需求[3]，我們?cè)陟o壓前首先要檢查預(yù)應(yīng)力管樁的制作質(zhì)量，主要從檢查管樁是否有出廠合格證、出廠測(cè)試報(bào)告、鋼筋主筋品種規(guī)格是否符合要求、樁身保護(hù)層厚度以及外觀質(zhì)量檢查等方面入手。其次檢查測(cè)量放線、樁位、標(biāo)高是否正確，最后檢查管樁入土前軸線偏位以保證上下樁節(jié)找平接直，上下接頭的焊縫焊接是否飽滿，有無(wú)出現(xiàn)夾渣或氣孔等缺陷。

5.2 環(huán)境保護(hù)措施

應(yīng)嚴(yán)格控制施工期間的植被破壞數(shù)量，盡量保護(hù)鐵路用地范圍之外的現(xiàn)有林草植被。若因修臨時(shí)工程破壞了現(xiàn)有植被，應(yīng)在拆除臨時(shí)工程時(shí)予以恢復(fù)；加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，碎石場(chǎng)按要求采取噪音防護(hù)措施，并設(shè)置沉淀池對(duì)污水進(jìn)行沉淀處理，不得直接排放以免污染環(huán)境；更換靜壓機(jī)潤(rùn)滑油時(shí)，可在作業(yè)點(diǎn)下方鋪塑料布，避免廢油對(duì)管樁及路面造成污染。

5.3 安全保護(hù)措施

靜壓場(chǎng)地要事先進(jìn)行平整、預(yù)壓，待預(yù)壓合格后，靜壓機(jī)方可入場(chǎng)；靜壓樁機(jī)入場(chǎng)后，需核對(duì)其提供的合格證明文件是否齊全有效，開(kāi)工前要對(duì)對(duì)鋼絲繩的磨損情況進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)鋼絲繩磨損嚴(yán)重、斷絲等情況要立即進(jìn)行更換，待更換后檢查無(wú)誤后方可施工；施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)樁機(jī)的日常維修保養(yǎng)，確保樁機(jī)機(jī)況良好；吊裝運(yùn)輸及起吊喂樁時(shí)，需專人指揮，行進(jìn)區(qū)域及旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，禁止通行；管樁壓樁完畢后，要對(duì)樁孔進(jìn)行堵蓋，防止人員掉落；試樁施工前要對(duì)打樁地段得地下管線，地上及高空電線等設(shè)施進(jìn)行探明，確定無(wú)影響后在進(jìn)行試樁施工。

6 結(jié)束語(yǔ)

因浙江臨海特殊地質(zhì)條件，對(duì)流塑土采用傳統(tǒng)的施工方式如換填、擠淤等方式效果較差，延誤工期。采用鋼板樁結(jié)合工字鋼梁柱進(jìn)行支護(hù)的基坑開(kāi)挖過(guò)程中,降水效果良好,邊坡完整穩(wěn)定。在工字鋼的梁柱架設(shè)完成后，位移趨于收斂。整個(gè)施工過(guò)程中,基坑整體較為規(guī)整，基坑頂部的水平位移速率較為穩(wěn)定，表明圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)基坑的變形控制效果良好。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以此方法進(jìn)行流塑土基坑內(nèi)的預(yù)應(yīng)力管樁+筏板基礎(chǔ)的施工速度快，控制效果好，能夠滿足拌和站基礎(chǔ)的相關(guān)要求，為今后海邊相似施工提供了成功案例。