白成周

(中國十九冶集團有限公司, 四川成都 610081)

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淺析強夯對臨海較大面積地下管廊地基處理的優(yōu)越性

白成周

(中國十九冶集團有限公司, 四川成都 610081)

為提高臨海大面積地下管廊施工進度，保證地下管廊施工質(zhì)量，文章通過現(xiàn)場對比地基處理方法，闡述了強夯工藝與常規(guī)地基處理的特點，總結(jié)了強夯工藝在臨海地基處理上的優(yōu)越性和經(jīng)濟性。

地基處理； 強夯； 工期； 效益

隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)逐漸向沿海城市遷移，工業(yè)綜合管廊作為鋼廠重要的地下構(gòu)筑物，其整體布局及施工質(zhì)量的好壞，直接影響到工業(yè)管線的經(jīng)濟合理性。由于沿海填海區(qū)地下水位高，回填砂土區(qū)土質(zhì)疏松、雜亂，地基承載力普遍較低，因此地基處理就成為了地下管廊施工中質(zhì)量保證的至關(guān)重要環(huán)節(jié)。地基強夯在我國是一個較成熟的施工工藝，在臨海大面積的地下管廊施工中強夯工藝對比地基換填、樁基等地基處理方式，最大的優(yōu)勢是施工機具單一、工序少、周期短、可大面積連續(xù)施工，且大大減少土方開挖及外運成本。

本文通過總結(jié)防城港鋼鐵基地2030冷軋項目地下管廊地基處理的成功經(jīng)驗，重點論述了強夯工藝在填海區(qū)地基處理上的優(yōu)勢，可顯著縮短工期、降低施工成本。

1 工程概況

防城港冷軋項目地下綜合管廊，是冷軋廠各個區(qū)域介質(zhì)管廊和電纜隧道的重要樞紐工程，管廊全長1 100 m,寬12 m，平均深度為-5.6 m。管廊施工區(qū)域三面環(huán)海，均處于填海地段，回填土為含碎石素黏性土，回填平均深度為8 m，原始地基無法滿足設(shè)計地基承載力要求，必須采取地基處理措施。

2 地基處理方案

結(jié)合該區(qū)域地勘技術(shù)資料，本工程常規(guī)地基處理方法有PHC預(yù)應(yīng)力管樁、級配砂加石換填、地基強夯技術(shù)等，在實際應(yīng)用中各有利弊。針對本工程施工回填區(qū)域面積大、開挖深度深、管廊截面復(fù)雜、承載力要求高等現(xiàn)實情況，對三種地基處理方法從施工工序的角度出發(fā)進行分析比較。

2.1 管樁

(1)施工機械移動不便，管樁堆放需占用大量施工場地。

(2)土方開挖雖未明顯增加挖方量，但樁頭露出地面高低不均勻，挖土?xí)r容易造成樁頭破壞，樁頭處理需要占用部分工期。

(3)樁基承載力檢測簡單、用時短，但管樁宜出現(xiàn)斷樁或偏移等質(zhì)量問題，處理困難，費用也較高。

2.2 級配砂加石換填

(1)土方開挖量大，導(dǎo)致機械費、人工費的增加。

(2)基坑加深后，基坑邊坡安全隱患大。

(3)采用機械碾壓和人工碾壓相結(jié)合，質(zhì)量不易控制。

(4)地基承載力檢測周期較長，有質(zhì)量問題處理困難。

2.3 地基強夯處理

(1)施工機具簡單、移動靈活，施工時外界因素干擾小，多臺夯機同時施工時，可大幅度加快施工進度。

(2)土方開挖量小，可大量節(jié)約機械費、人工費。

(3)工藝成熟，施工材料可就地取材，質(zhì)量易于控制。

(4)地基承載力檢測周期較長，有質(zhì)量問題處理簡單。

2.4 三種地基處方案的工期比較

三種地基處理工期比較見表1。

表1 三種地基處理方案施工工期對比 d

2.5 三種地基處方案成本測算

三種地基處理經(jīng)濟比較見表2。

表2 三種地基處理方案經(jīng)濟分析對比 萬元

通過對上述三種地基處理方法分析比較，可以看出地基強夯工藝具有操作簡單、施工周期短、施工材料可就地取材、施工機具可靈活移動的顯著特點。相比管樁、級配砂加石換填以及素混凝土換填工藝，減少了施工材料費、材料倒運及素混凝土換填、模板支設(shè)等費用。該施工技術(shù)控制方法具有安全、經(jīng)濟、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的優(yōu)點，節(jié)省了大量的人工和材料費用，確保了工期、質(zhì)量，達(dá)到了設(shè)計和生產(chǎn)基本要求。在施工工序組織上，經(jīng)過統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)配合，顯著提高了工效，節(jié)省了大量的施工費用，效益顯著。

結(jié)合上述幾種地基處理方法的施工特點，經(jīng)綜合考慮采用地基強夯施工工藝，可在保證工程質(zhì)量的前提下，大幅縮短工期、降低成本，滿足地基承載力要求。

3 強夯處理方案

3.1 強夯試驗

根據(jù)地勘報告，選取一塊12 m×30 m具有代表性的施工段進行試驗性施工，記錄強夯施工每夯回填土下沉量，分析、計算出該回填土下沉量平均值，為后期大面積施工土方開挖深度提供技術(shù)支撐。

通過對本區(qū)域的地基強夯試驗，對強夯施工完畢后的場地進行地基承載力試驗，檢測結(jié)果與設(shè)計要求地基承載力值做比較，明確該施工方法的可行性。

3.2 強夯技術(shù)參數(shù)選擇

(1)強夯機：三一重工SQH400履帶式強夯機。

(2)夯錘重量：20 t。

(3)作業(yè)半徑：7～21 m。

3.3 強夯工藝流程

(1)清理并整平施工場地。

(2)標(biāo)出夯點位置，測量場地高程。

(3)夯機就位，起吊夯錘至預(yù)定高度，夯錘自動脫鉤下落夯擊夯點。

(4)記錄夯坑下沉量。

(5)重復(fù)步驟(2)～(4)，按設(shè)計的夯擊數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個夯點的夯擊。

(6)夯錘移位到下一個夯點，重復(fù)步驟(2)～(5)，完成第一遍全部夯點的夯擊。

(7)用推土機將夯坑填平或推平，測量場地高程，計算本次場地夯沉量。

(8)滿足間歇時間后，進行滿夯施工。

3.4 施工技術(shù)準(zhǔn)備

3.4.1 熟悉圖紙及技術(shù)要求

開工前組織技術(shù)人員認(rèn)真熟悉施工圖紙和現(xiàn)場實地考察，充分領(lǐng)會設(shè)計意圖；會同業(yè)主、設(shè)計院、監(jiān)理公司做好設(shè)計交底和圖紙會審工作，了解設(shè)計意圖及施工難點，做好變更及會審記錄。如遇與設(shè)計或現(xiàn)場條件不符的情況，應(yīng)與設(shè)計和有關(guān)單位及時溝通解決。

3.4.2 做好技術(shù)交底工作

為了確保本工程施工優(yōu)質(zhì)、高速、安全、低耗完成，應(yīng)先分級做好技術(shù)交底工作，使參與施工任務(wù)的工程技術(shù)人員和操作人員明確工程任務(wù)特點、技術(shù)要求、施工工藝等。做到心中有數(shù)，有組織、有計劃地完成施工任務(wù)。

3.4.3 測量工作

做好現(xiàn)場測量基準(zhǔn)點的交接及復(fù)核工作，建立測量控制網(wǎng)，認(rèn)真做好軸線及標(biāo)高控制，繪制測量定位成果圖，報業(yè)主、監(jiān)理等部門復(fù)核認(rèn)可。

3.5 施工機械準(zhǔn)備

3.5.1 主要施工機械

主要施工機械見表3。

表3 施工機械計劃

3.5.2 主要機具設(shè)備性能特征

(1)夯錘。夯錘為圓柱體，重20 t，錘底直徑2.4 m，夯錘中設(shè)置3個直徑為200～300 mm排氣孔，以利空氣迅速排走，減小起錘時錘底與土面間形成真空產(chǎn)生的強吸附力和夯錘下落時的空氣阻力，以保證夯擊能的有效性。

(2)起重機械。由于履帶式起重機重心低，穩(wěn)定性好，行走方便，同時滿足起重能力應(yīng)大于夯錘重量的1～2倍基本要求，故選用50 t的履帶式起重機。

(3)自動脫鉤器。脫鉤裝置要有足夠強度，脫鉤快速安全，起吊時不產(chǎn)生滑鉤；脫鉤靈活，能保持夯錘平穩(wěn)下落，同時掛鉤方便、迅速。本工程擬自制自動脫鉤器，該脫鉤器由吊環(huán)、耳板、銷環(huán)、吊鉤等組成，系由鋼板焊接制成。拉繩一端固定在銷柄上，另一端穿過轉(zhuǎn)向滑輪，固定在懸臂桿底部橫軸上，當(dāng)夯錘起吊到要求高度，升鉤拉繩隨即拉開銷柄，脫鉤裝置開啟，夯錘便自動下落，同時可控制每次夯擊落距一致，可自動復(fù)位，使用靈活方便，也較安全可靠。

(4)推土機選用T200型，挖掘機選擇C200型。

3.6 施工順序

清理、平整場地→標(biāo)出第一遍夯點位置、測量場地高程→起重機就位、夯錘對準(zhǔn)夯點位置→測量夯前錘頂高程→將夯錘吊到預(yù)定高度，脫鉤、自由下落進行夯擊，測量錘頂高程→推平→重復(fù)夯擊，按確定夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個夯點的夯擊→重復(fù)以上工序，完成第一遍全部夯點的夯擊→用推土機將夯坑填平，測量場地高程→在規(guī)定的間隔時間后，按上述程序逐次完成全部夯擊遍數(shù)→用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程→最終檢測。

在確保施工安全及總工期的前提下，本工程施工采取交叉作業(yè)方法。強夯應(yīng)分段進行，順序從邊緣夯向中央。起重機直線行駛，從一邊向另一邊進行，每夯完一遍，用推土機整平場地；放線定位，即可接著進行下一遍夯擊。強夯法的加固順序：先深后淺，即先加固深層土，再加固中層土，最后滿夯加固表層土，滿夯以低能量1 000 kN·m滿夯整平。

3.7 施工監(jiān)測

3.7.1 強夯施工過程中專人負(fù)責(zé)監(jiān)測工作

(1)開夯前應(yīng)檢查夯錘重量和落距，以確保單點夯擊能量符合設(shè)計要求。

(2)在每批夯擊前，應(yīng)對夯點放線進行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時糾正。

(3)按設(shè)計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量，并做好記錄。

3.7.2 夯擊過程中及時準(zhǔn)確記錄各項數(shù)據(jù)

(1)每個夯擊點的每擊夯沉量、夯坑深度、開口大小。

(2)每批夯擊完成后，測量場地的夯沉量并做好記錄。

(3)施工記錄應(yīng)妥善保管，作為施工竣工資料存檔。

4 結(jié)束語

采用強夯工藝對臨海大面積地下管廊地基基礎(chǔ)處理，縮短了地下管廊工程的施工工期，保證了施工質(zhì)量，取得了顯著的經(jīng)濟效益。采用強夯工藝對以后同類工程地基處理，有助于在沿海地區(qū)工程投標(biāo)中降低投標(biāo)價，有效提升公司的市場競爭力，具有很好的指導(dǎo)意義。

[1] JGJ 79-2012 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2] CECS 279-2010 強夯地基處理技術(shù)規(guī)程[S].

白成周(1977～)，男，本科，工程師，從事施工技術(shù)管理工作。

TU753.8

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[定稿日期]2016-10-29