流塑土区拌和站基础施工技术

许传宝

中铁二十二局集团第四工程有限公司京新高速项目部 天津 301700

1 引言

目前高速公路的拌和站建设分为两种方式：一是利用所在地区成型的拌和站进行公路建设；二是根据业主要求和公司相关文件要求，自行修建拌和站仅供所在工程的混凝土制作和运输。第一种施工方式虽然减少了建设拌和站需要占用土地、机械设备、罐车运输等手续和经济压力，但是为了保证整个高速公路项目的施工进度和混凝土的质量，通常选择第二种方案既选择合适的拌和站位置进行自行建设。因此，在选定的点位下保证拌和站顺利的建设和运行，对整个工程项目的稳定进行有重要意义。

2 工程概况

金台铁路5标项目经理部三工区主要施工区域为铁路正线DK125+188～DK137+864（临海南站包括在内）共12.676km；三工区将修建4号拌和站作为工区内唯一一个拌和站，负责三工区内所有构筑物混凝土的供应，供应方量约为17万m³（包含喷锚砼）。

工区内工程地质为，地表～3m为素填土，杂色，稍密，潮湿-饱和，以粘性土、碎石土为主。往下开挖后3～9m为淤泥，土壤呈流塑状，颜色多为黑灰色，伴有腐殖、烂臭味。9～17m为细圆砾土：杂色，中密饱和，颗粒成分以砂岩凝灰岩为主。具有以下特点：

（1）流塑土的含水率大、孔隙比大、渗透小，抗剪能力差，基坑开挖后急易塌方。

（2）第四孔隙潜水主要赋存于粉质黏土、淤泥中，接受大气降水和地表水补给，水量较大。

（3）地下水对混凝土结构具有侵蚀性。

（4）淤泥层较厚，易发生滑动失稳。

如何快速有效的确保基坑开挖的顺利进行，从而避免基坑坍塌造成进度的停滞、经济上的损失和安全上的隐患，成为了本技术研究的重难点[1]。

3 基坑开挖工艺的选择及特点

3.1 工艺选择

为了保证施工进度，先后对基坑内的流塑土进行了固化凝结、抛石换填、抛石挤淤、开挖放坡等处理方式，效果不佳。随后尝试钢板桩坐圈，围棱支脚的方式进行基坑开挖，虽然效果尚可，但工费极高、工期长、效率低。后期采用了以工字钢作柱与梁，搭建钢桁架的方式进行基坑开挖，同时配备两台污水泵进行排水,保障基坑的降水。

3.2 工艺特点

（1）采用I28工字钢作柱，柱与柱之间间隔25cm，柱横向采用I20工字钢作梁，底梁距坑底20cm，梁与梁间间距200cm，顶梁距柱顶间距40cm。

（2）在基坑浇筑完毕并且预埋件施作完成后，将工字钢拔除，根据工字钢的完好程度决定是否用于下个基坑，最大程度的发挥工字钢的使用价值，大大减少了资金的投入和损耗。

4 基础形式的选择及施工流程

4.1 方案选择

为保证拌和站下储料罐处安装的稳定及安全，采用预应力管桩+筏板基础的方案，预应力管桩可以直接被打入砂层及岩层，能够承受极高的压力，使得桩侧能承受更大的压力，形成更为稳固的整体结构，保证了地基在淤泥地区的承载能力[2]，而筏板基础具有良好的整体性，且能极大的提升受力面积和受力点。

4.2 施工流程

（1）桩管布置

管桩静压采用YZY300～360型静压机，25t 吊车负责管桩的起吊和落位，考虑到淤泥层分布在地下3～9m的位置，预应力管桩设计长度暂取21～22m，桩间距按2.4m考虑，正方形布置；管桩类型选择PC-500(100)AB-C60，采用静压法压桩，压桩时控制压桩速度在1m/min-2m/min之间，经现场实际数据统计，压桩速度控制在1.5m/min最佳。压桩后要对实际深度进行测量，确保桩长达到设计深度；

管桩布置图

（2）施工过程及控制要点

①管桩吊运及插桩

管桩吊运时可采用两头勾吊法，竖起时采用单点法。管桩起吊运输半径内，不得有人旁站。

管桩吊起后，缓缓放入静压管桩机桩孔内。插桩时，桩尖应对准事先测量班放好的桩位处，并用全站仪从正侧两面进行垂直度测量，确保桩身垂直度满足规范要求。

管桩起吊示意图

②压桩

在压桩初期，压桩速度不宜过快，当管桩压至 2-3m时要观察管桩桩身垂直度，若桩身垂直度偏差在规范范围之外要及时进行调整，待调整合格后方可进行压桩。压桩过程中要做好相应记录。

③接桩

当第一节管桩压至桩头距地面1.0m左右时停止压桩，用钢丝铁刷将桩头端板处铁锈及污泥清刷干净，然后准备第二节管桩吊装。第二节管桩吊装至第一节管桩桩头50cm处，进行桩头端板清扫。待清扫干净后进行落桩焊接。采用J506焊条坡口焊的方式将两下两节端板进行焊接，焊接次数两遍，直至焊缝饱满，敲掉焊渣，自然冷却5分钟后，在焊口处涂刷防腐漆，待防腐漆晾干后才能继续压桩。如果有多节管桩，重复以上工序即可。

④终桩

管桩压至设计深度后，即可终桩。在压桩过程中，如达到设计压力值后还未达到设计长度时，亦可截出多余桩头后终桩。

⑤筏板基础

管桩上方接混凝土整体基础，管桩深入基础10cm，基础高50cm,基础采用C20砼，基础里采用单层φ16钢筋网片作为防裂层。

筏板基础钢筋图

5 质量、环保、安全保证措施

5.1 质量保证措施

为了保证静压的管桩满足设计需求[3]，我们在静压前首先要检查预应力管桩的制作质量，主要从检查管桩是否有出厂合格证、出厂测试报告、钢筋主筋品种规格是否符合要求、桩身保护层厚度以及外观质量检查等方面入手。其次检查测量放线、桩位、标高是否正确，最后检查管桩入土前轴线偏位以保证上下桩节找平接直，上下接头的焊缝焊接是否饱满，有无出现夹渣或气孔等缺陷。

5.2 环境保护措施

应严格控制施工期间的植被破坏数量，尽量保护铁路用地范围之外的现有林草植被。若因修临时工程破坏了现有植被，应在拆除临时工程时予以恢复；加强环境保护，碎石场按要求采取噪音防护措施，并设置沉淀池对污水进行沉淀处理，不得直接排放以免污染环境；更换静压机润滑油时，可在作业点下方铺塑料布，避免废油对管桩及路面造成污染。

5.3 安全保护措施

静压场地要事先进行平整、预压，待预压合格后，静压机方可入场；静压桩机入场后，需核对其提供的合格证明文件是否齐全有效，开工前要对对钢丝绳的磨损情况进行检查，若发现钢丝绳磨损严重、断丝等情况要立即进行更换，待更换后检查无误后方可施工；施工过程中加强对桩机的日常维修保养，确保桩机机况良好；吊装运输及起吊喂桩时，需专人指挥，行进区域及旋转半径内，禁止通行；管桩压桩完毕后，要对桩孔进行堵盖，防止人员掉落；试桩施工前要对打桩地段得地下管线，地上及高空电线等设施进行探明，确定无影响后在进行试桩施工。

6 结束语

因浙江临海特殊地质条件，对流塑土采用传统的施工方式如换填、挤淤等方式效果较差，延误工期。采用钢板桩结合工字钢梁柱进行支护的基坑开挖过程中,降水效果良好,边坡完整稳定。在工字钢的梁柱架设完成后，位移趋于收敛。整个施工过程中,基坑整体较为规整，基坑顶部的水平位移速率较为稳定，表明围护结构对基坑的变形控制效果良好。经现场实验验证，以此方法进行流塑土基坑内的预应力管桩+筏板基础的施工速度快，控制效果好，能够满足拌和站基础的相关要求，为今后海边相似施工提供了成功案例。