易劍輝,郭志輝,余文龍
(湖南航天建筑工程有限公司,長沙410205)
隨著城市工程建設的發(fā)展,軟弱地基加固處理的方法也越來越多,振動沉管碎石樁由于施工機械簡單、便于操作、樁體材料來源廣泛、工程造價低、施工速度快等優(yōu)點,在全國各地廣泛使用[1]。本工程建(構)筑物地處丘陵與灘涂交接地段,屬濱海淤積地貌。根據工程的使用要求,通過細致的沉降分析,進而提出技術可靠、造價經濟的振動沉管碎石樁復合地基處理方案,并對其進行處理,以滿足場地工后沉降、不均勻沉降等要求。
臺山市萬方石業(yè)有限公司廠房建設項目位于臺山市北陡鎮(zhèn),為大型石材加工廠房,本場地由北向南分別為1 棟手工加工車間(高10.65m)、1 棟大切車間(高10.65m)、5 棟精加工車間(高11.05m)、1 棟宿舍樓(高21.90m)。其中手工加工車間、大切車間、精加工車間區(qū)域平面尺寸為145.00m×336.00m,各棟建(構)筑物占地面積及規(guī)模不等,場地未規(guī)劃有地下室。由于場地下臥淤泥層,沉降變形很大,且完成沉降所需時間長,如地基處理不當,往往會造成很大的工后沉降和不均勻沉降,嚴重影響上部建(構)筑物、堆場、道路及管線的正常使用。故本場地決定采用振動沉管碎石樁復合地基處理方案對地基進行處理。
場地原為丘陵與灘涂交接地段屬濱海淤積地貌單元、現狀為經填土平場而成。場地內土(巖)層自上而下有:人工填土層(Qml)的填土層,平均厚度4.18m→沖積土層(Qal)的淤泥層、粉質黏土層和中砂層,平均厚度7.56m→殘積型土層(Qe1)的粉質黏土層,平均厚度2.00m→基巖全風化泥質粉砂巖和強風化泥質粉砂巖。本場地地下水主要為土孔隙潛水,但局部分布有滲透裂隙水,地下水主要受大氣降水和地表徑流補給影響,以蒸發(fā)及側向徑流為主要排泄途徑。
DZJ-90 型振動沉管打樁機(沉樁最大深度:15m,最大沉管直徑:500mm,沉管管靴選用錐形活瓣樁尖)、容量為0.5~1.5m3的裝載機。
采用振動沉管工藝施工碎石樁,碎石樁直徑500mm,梅花形布置,樁間距1.3m,樁長要求打穿淤泥進入下臥層不少于1.5m,該項目碎石樁數量共計304 143m(28 966 根),樁頂鋪設厚度為50cm 褥墊層。
試成樁→場地平整→測量放線→樁機就位→振動沉管→投料→振動提管和反插→補充加料→褥墊層施工→報表記錄。
施工方法及技術措施包括以下幾方面:
1)試成樁,確定施工參數。正式施工前,在工程非主要部位進行試成樁,試成樁數量應根據設計要求和場地的地質條件確定,且不得少于3 根。通過試成樁確定適合現場工程地質條件的沉管提升速度、每次提升高度、留振時間、反插深度、控制填碎石量等施工工藝參數。以指導下一步大規(guī)模振動沉管碎石樁的施工[2]。
2)場地平整。在地基處理施工前,對場地進行清理,清除各種雜物、石塊等,再進行填土整平至設計標高。
3)測量放線。根據設計圖紙確定碎石樁施工范圍,準確放樣出每根樁的樁位。
4)樁機就位。樁機就位后合攏錐形活瓣樁尖,樁管向下垂直且使樁尖對準樁位標記,垂直向下移動樁管使樁尖入土,通過調整樁機塔架保持沉管與地面垂直。
5)振動沉管。樁機就位后,由專人對樁機進行復核,位置偏差控制在±50mm 以內,沉管垂直度偏差控制在1.5%以內。施工前應在沉管上做好標記,振動沉管至設計樁底高程[3]。
6)投料。當沉管達到設計深度后開始進行碎石灌注作業(yè)。碎石要求表面粗糙,相對干凈,硬度高,粒徑15~60mm、含泥量小于10%。首次加料時,向管內一次性加滿骨料,裝載機每次裝料量必須符合要求。
7)振動提管和反插。按試成樁確定的提升速度(1.0m/min)、每次提升高度(1.0~2.0m)、留振時間(30~60s)和反插深度(0.4~0.5m)進行振動提管和反插作業(yè)。
8)補充加料。保持地面以下管內填料充實,最終使樁身骨料高出地面0.3~0.5m。
9)褥墊層施工,褥墊層總厚度50cm。樁頂先鋪設30cm 碎石墊層,再鋪設一層20cm 高土工格室,土工格室內充填碎石。
10)報表記錄。振動沉管碎石樁施工過程中需設專人對其施工參數進行記錄,記錄包括沉管垂直度、沉管深度、碎石用量、沉管提升速度、每次提升高度、留振時間、反插深度等,參數記錄要求真實、準確。復合地基、單樁檢測應在成樁施工完成并間歇一定時間后進行,間歇時間不少于28d。碎石樁樁體密實度采用重型動力觸探進行檢測,檢測數量宜為總樁數的1%~2%,且不得少于3 根。復合地基承載力宜采用單樁復合地基荷載試驗進行檢測,數量不宜少于總樁數的0.5%,并不得少于3 組。單樁荷載試驗的樁數不宜少于總樁數的0.5%,并不得少于3 根。
目前,該項目地基與基礎分部工程已施工完畢,地基子分部工程已通過驗收。臺山市萬方石業(yè)有限公司廠房建設項目中的手加工車間、大切車間與精加工車間采用振動沉管碎石樁進行復合地基處理的應用實踐取得了良好的效果。證明了振動沉管碎石樁進行復合地基處理不僅施工方便、技術可靠、造價經濟,還能最大限度地保護周邊環(huán)境。該方案贏得了參建各方的一致好評,為類似工程施工積累了寶貴經驗。