素土挤密桩在陕西长武二甲醚气化装置工程地基中的应用

2013-01-28李军

中国科技信息 2013年17期

李军

中国化学工程第三建设有限公司建筑三公司，安徽淮南 232001

1 工程概况

1.1 概况

陕西煤化工能源有限公司1Mt/a煤基二甲醚项目一期工程气化（703）采用沉管成孔挤密夯扩桩处理地基土湿陷性。本工号±0相对于绝对标高1208.30m，桩顶标高-3.20m。本工程由华陆工程科技有限责任公司（化学工业部第六设计院）设计，共设计素土挤密桩11209根，成孔直径400mm，成桩直径500mm，正三角形布置，桩间距800mm，排距690mm，孔内填料为素土，预计填料总方量34096m3。

1.2 主要技术参数

施工时先采用沉管成孔直径400mm，再夯扩挤密至500mm，桩体内填料压实系数不应小于0.96。夯扩桩应进入第五层土大于4m，桩长15.5m。成桩后三孔之间平均挤密系数不小于0.93。桩施工完工后应将上部虚桩挖除并做600mm厚3：7灰土垫层，垫层应宽出最外排桩中心600mm，压实系数不小于0.97。地基处理后的复合地基承载力要求不小于180kPa。

1.3 场地地质条件

拟建场地地貌划分如下：经勘探揭示，勘探深度内出露地层为黄土状土(Q4el+al)，上更新统风积黄土(Q3eol)，上更新统残积古土壤(Q3el)，中更新统风积黄土(Q2eol)，中更新统残积古土壤(Q2el)，以时代成因和工程特性划分为19层，地层稳定规律。现自上而下前五层分述如下：

①黄土状土(Q4el+al)：黄褐色、褐黄色，呈硬塑状，湿陷性强烈，属中～高压缩性土。该层厚度0.3m～2.1m，层底埋深0.3 m～2.1 m，层底标高1209.65m～1200.77m。

②黄土(Q3eol)：褐黄色，黄褐色，土质均匀，硬塑状，局部具自重湿陷性，湿陷性强烈，属中～高压缩性土。该层厚度1.9m～5.6m，层底埋深3.1～6.6m，层底标高1205.59m～1198.17m。

③黄土(Q3eol)：褐黄色，硬～可塑状，局部具自重湿陷性，中湿陷性，属中压缩性土。该层厚度2.5m～4.9m，层底埋深6.2 m～1 1.0 0 m，层底标高1193.78m～1202.19m。

④古土壤(Q3el)：棕红色，呈硬塑状，具自重湿陷性，湿陷性中等，属中压缩性土。该层厚度2.5m～4.1m，层底埋深9.3 m～1 4.1 m，层底标高1190.18m～1198.35m。

⑤黄土(Q2eol)：褐黄色，黄褐色，硬塑状，具自重湿陷性，湿陷性中等，属中压缩性土。该层厚度3.9～6.6m，层底埋深1 4.2 m～1 9.8 m，层底标高1184.868～1192.85m。该场地属于自重湿陷性黄土场地，地基土存在湿陷性严重的问题。

2 湿陷性地基土的主要处理方法

（1）根据设计标准要求，为满足生产需要，施工场地经在进行素土挤密桩处理过后，桩身的压实系数应不小于0.96，桩间土平均挤密系数应不小于0.93，才可以满足消除桩长范围内桩间土的湿陷性的要求，为此，决定布置3组试验桩来给设计提供选择依据，试验桩的直径定为400mm，桩间距定为800mm，排距定为690mm。

（2）在打试桩的过程第三遍和第四遍发现缩孔，经设计同意使用洛阳铲修孔，试桩完成后，对3组试桩做了检测，根据试验结果及全面综合比较满足设计要求，后续按试桩施工。

3 施工方法

测量放线采用莱卡TC-402型全站仪，依据甲方提供场区坐标，将气化（703）高程、坐标点、方位精确定出，并引测施工区周围固定保护。结合设计图纸、桩间距布设桩位，现场整平后实地布设。根据坑内桩位数量大的情况，为了施工操作的方便，以及控制成孔、成桩工作量统计和资料收集整理的需要，结合施工现场的具体情况，决定桩号分区域以排作为单位进行编列，即自西而东依次分区为1、2、3……n，顺序确定排号。布桩工作完成后，各排的桩总数，经自检无误后随同测量成果表及时填报甲方、监理审核、复验，然后进行下道工序的作业。施工使用走管式柴油打桩机（4t）成孔和电动卷扬机夯实回填土料的方式。工艺流程为先进行桩位放线，然后依次进行桩点校验、沉管成孔、洛阳铲修孔、孔底夯实、填土夯实和成桩的方式。根据经验，素土挤密桩处理地基处理成功与否的关键是工程质量，所以对所有质量控制点都必须按照施工质量要求严格管理，必须坚持所有工序、所有管控制点都合格后才可以进行下一道的工序，杜绝产生质量问题。

4 施工质量控制要素

4.1 定位放线质量控制

使用全站仪测量各列各行位置，各点使用钢尺进行测量，然后再用16mm钢钎打200mm深的插孔，向孔中灌白灰定位桩点。所有轴线桩两侧分别引出一个测量控制点，使用混凝土固定当作复测定点及校核的基准点。现场每隔十排在桩位的外区域使用木桩作为排距的定位点，并标明具体的排号以便于施工中进行检查。桩位定位作业完成后要经监理工程师测量复核定位并签字。

4.2 成孔质量控制

成孔分四遍作业完成，施工时填完第一遍孔后再进行下批成孔的施工，现场操作控制重点为管尖对准桩位灰点的中心，入土后采用正常冲程锤击，一般情况下不宜使用用高冲程过多以防止引起卡管、坍孔事故。垂直度的控制用吊线锤的方式控制。现场施工时作业人员对松绳长度必须准确进行控制，既要小松、轻松，还要要防止打空锤。才称之为，还要经常检查钢丝绳的磨损情况、卡扣的松紧程度和转向装置的灵活程度，防止突然掉锤。导管上要有长度标记，以便于动态观察和掌握桩孔的深度。每班的成孔量都要对应图纸桩号按时填报施工各项记录，上报项目部做资料，整理统计。整体打桩顺序遵循设计、规范要求，先里后外，隔行跳打。

4.3 成桩和成品保护

夯填机就位后要保证平稳，夯锤对中桩孔且保证能够自由落入孔底，同时还要校验桩孔深度，确保满足设计要求，每天用烘烤法测算土的含水率，及时调整到接近最优含水率。孔内填料时安设专人按照设计要求数量均匀调料，每次填入量要控制高度不大于0.45m，然后进行夯击，如此交替进行。为确保设计桩顶部位的桩头质量，每孔须超填夯实不小于50cm。

素土挤密桩施工过程控制参数：桩基施工时，基坑地面隆起高度控制在15cm内；与之相邻桩的桩顶相对隆起高度控制在1cm内。夯填土工艺要求：土使用现场土，土料有机含量不大于5%。填料前必须先进行空夯，夯实孔底后方可填料，再进行分层夯实。填料应由专人负责，保证压实密度每3～4台要设一名专业技术人员旁站监督，发现操作不规范的情况必须立即纠正。严格根据设计要求抽取回填的土样并随时进行检查以保证回填土质量符合要求。如实填写成孔及回填记录，保证施工现场记录的真实性及准确性，并做好每根桩的实际填料量记录。将夯锤对准桩基中心，机身要支稳，落距要准确，击数必须按要求打够，充分发挥重锤的冲砸挤压作用。严格按设计工艺参数进行施工，控制好填料量，确保桩体的均匀性、密实性，以达到经夯扩挤密后的地基满足设计要求。对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点、桩点等，桩基施工时不得碰撞。施工过程中，做好详细的施工记录，避免在同一桩点进行重复施工，对已施工过的桩造成破坏，同时也可防止漏桩。