龙门吊轨道地基处理技术应用

范华敬

山西华远现代物流有限责任公司（030003）

随着企业的转型发展，对既有设施进行改造升级是最为经济、普遍的做法，在改造工程的地基处理阶段保证施工质量，尽可能减少对周边土体、既有建筑物构筑物的扰动，是改造工程顺利进行的关键。文章通过原东站台龙门吊地基处理的工程实例，探讨了此类改造工程在地基处理方面的难点，在桩基类型、施工顺序、施工监测等方面进行了介绍，保证了桩体密实度高，对桩周扰动影响较小的要求，满足了项目顺利实施，缩短改造工期的控制目标，为后续类似改造项目的施工提供了经验和参考。

1 工程简介

某公司原东站台，配有装车线2条，分别为3道、4道，现将原东站台进行升级改造:

1）对现有站台进行硬化处理，结构层为C30混凝土300mm，5%水泥稳定碎石垫层厚300mm，级配碎石垫层厚300mm，面板划分为4m×6m，横缝传力杆为φ35mm光圆钢筋，传力杆间距300mm，纵缝拉杆φ16mm螺纹钢筋，拉杆间距30mm。

2）增设一台50T龙门吊，龙门吊起升高度为10m，跨度为18m，整机重量为140t，龙门吊走行轨1位于原东站台中心，龙门吊走行轨2位于3道装车线、4道装车线中间（如图1所示），龙门吊基础采用钢筋混凝土条形基础，地基处理采用直径400mm的CFG桩复合地基以提高地基承载力，矩形布桩，间距1.2m×2.0m，有效桩长15m，单桩承载力440kN。

图1 龙门吊走行轨图

2 地质情况

原东站台为东西向狭长地块，长约350m，南北宽23~50m不等，站台北侧围墙下为落差为10m的挡土墙，挡土墙外下方为排洪渠及乡村道路，站台南侧为高出12m左右的人工削制整齐的自然边坡，两侧边坡皆已历经20余年（如图2所示）。

图2 原东站台断面图

3 施工特点

1）由于施工场地距离北侧边坡较近，在龙门吊走行轨1实际施工过程中存在桩周土体易被挤压，造成周边土体产生水平移动或竖直隆起，可能造成地块北侧毛石边坡造成扰动和挤压，可能导致毛石边坡以及砖围墙的移位甚至坍塌，施工安全隐患较大。

2）由于龙门吊走行轨2在原铁路专用线3道装车线、4道装车线中间，在实际施工中存在对原铁路专用线有不同程度的损坏，造成轨道损坏、下沉，影响后续列车运行[1]。

4 应对技术与管理措施

4.1 人员选派

根据本工程施工特点，要求施工单位选派素质高、工作经验丰富、业务技术水平较高的管理人员组建本工程项目部，同时选择专业精干、技术过硬、具有类似工程施工经验的专业队伍完成本工程施工任务，进场后尽快熟悉施工场地情况，包括临近的高压电缆、管线等资料、建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料。

4.2 编制方案

要求施工单位组织有关人员对图纸进行会审，收集各项技术参数及资料、按照本工程实际情况编制施工方案、应急预案；组织施工人员进行技术交底工作、针对关键工序、主要技术要求、质量标准、质量目标提出具体要求并进行书面交底，严格按照施工方案组织施工，定期组织应急预案演练，做好生产事故应急处置和抢险救援工作。

4.3 设备选配

根据原东站台地质情况选用长螺旋钻孔—管内泵压混凝土灌注成桩工艺，设备采用KLB-75型步履式长螺旋钻机1台、QZ-60型混凝土输送泵1台；50型装载机1台；电、气焊设备1套；水准仪、经纬仪1套等及其他配套设备；选用平板振动仪振密砂石褥垫层；尽量减少机械振动对北侧土体、毛石边坡以及砖围墙的影响。

4.4 测量放线定桩位

北侧龙门吊走行轨1在既有地坪上直接测量放线、开始打桩；南侧龙门吊走行轨2用1000mm厚素土对原铁路专用线3道装车线、4道装车线进行覆盖保护，前500mm厚素土采用小型反铲挖掘机转运，人工摊铺、人工夯实，后500mm厚素土采用小型反铲挖掘机转运，人工摊铺、小型压路机进行碾压，然后再测量放线、开始打桩，尽量减少长螺旋钻机对原铁路专用线轨道的影响。

4.5 施工顺序

结合CFG桩结构布局特点及现场地质条件，本工程采取从先北后侧，自西向东的顺序进行施工，即:龙门吊走行轨1采用自西向东的路线进行施工，龙门吊走行轨2采用自东向西的路线推进施工；混凝土罐车、装载机工作时沿站台边缘行进；在实际施工中，如有特殊情况应根据实际情况作出改变。

4.6 施工工艺

定位放线→启动桩机对准桩位→桩机调平、钻杆调直→关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌→开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高→成桩完毕→停机移位至下一桩位。

4.7 施工监测

沿北侧土体每30m设置一个观测点（共8个），监测施工过程中北侧土体是否有隆起、位移等情况；沿毛石边坡每30m设置一个观测点（共8个），监测施工过程中毛石边坡是否有起鼓、开裂、渗水等情况；沿砖围墙每30m设置一个观测点（共8个），监测施工过程中砖围墙是否有沉降、开裂、倾斜等情况；由专人负责监测、记录、分析北侧土体、毛石边坡、砖围墙的变形情况，掌握CFG桩施工对北侧土体、毛石边坡、砖围墙的影响，如有异常，立即停止施工。观测点设置好以后，应设置明显的标志，在CFG桩施工过程中要注意加强对观测点的保护，并定期进行复测点位高程。

4.8 安全管理

所有现场管理人员、作业人员必须执行班前班后会议制度。上班前明确当天施工内容及现场监测内容，下班前检查机具、材料等确保无损害情况发生后方可下班。

表1 CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

所有施工人员在进入施工现场后必须严格贯彻“安全第一、预防为主、防治结合”的方针，严格贯彻执行各项安全组织措施和技术措施，切实做到管生产必须管安全，保障施工人员的安全和机械设备不受损害，保证施工项目顺利进行[2]。

5 地基处理施工

在具体施工过程中，主要从以下几方面进行控制:

1）施工前根据设计图纸测放桩位，用钢筋头、白灰做好标记；根据现场场地标高，计算成孔时钻杆入土深度（龙门吊走行轨1考虑800mm的保护桩长，龙门吊走行轨2考虑1800mm的保护桩长）并在主杆上用红布条做记号，标记钻杆深度的准确位置。

2）将桩机移到指定桩位，对中。当地面起伏不平时，应调整支腿或平台基座，使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直，一般桩位误差不宜超过5.0cm，钻杆垂直度偏差不超过1.5%。同时在钻进过程中也应时刻注意观察主杆是否偏斜，以确保桩基的垂直度，CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合表1规定。

3）采用隔一打一的成桩顺序进行施工，在钻机钻进过程中宜先慢后快，保持钻机平衡，未达到预定深度的向上提升或反转钻杆，钻到预定深度后，在原处继续空转扫孔10s左右。

4）混凝土选用山西新鑫华通混凝土有限公司提供的商品混凝土，强度等级为C20，坍落度控制在160~200mm，充盈系数≥1.15，CFG桩超灌0.5 m，每台设备每班完成一组试块（一组3块100mm×100mm×100mm）。泵送混凝土时要注意泵送压力7~13MPa控制提钻速度，泵送控制流量控制在0.3~0.6m3/min，通过混凝土浇筑方量和成桩数量进行充盈系数对比，辅助监测混凝土量是否正常。

5）当钻机钻至桩持力层时，开动混凝土输送泵灌料，当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆，边灌料、边提升，直至施工设计桩顶标高，提升速度宜控制在2~3m/min，严禁先拔管后灌料，掌握好灌料与提钻的时间差，尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度，保证成桩质量。

6）停灌桩顶标高、移机下一桩位时，尽量控制好桩顶标高停灰面这一环节，在达到技术要求的条件下，做到尽可能少浪费混合料。

7）成桩至少7d以后才允许采用小型挖掘机配合人工开挖桩间土，机械挖土应预留20cm以上由人工进行清理至设计标高，禁止对桩间土扰动。

8）严格控制桩头破除，首先用红油漆标出桩顶位置，确保截桩位置准确。在实施切割作业时，四周环切深度不得小于150mm，桩头清除后用小钢钎对桩顶进行修整，在清理桩头过程中禁止暴力破除行为。

9）本工程褥垫层采用1~30mm碎石、铺设300 mm厚、每边超出基础混凝土垫层300mm，采用褥垫层铺摊平整最好采用平板振动仪振密，夯实不得大于0.9（夯实后褥垫层厚度与虚铺厚度比值）

10）根据现场实际条件，严格监测北侧土体、毛石边坡以及砖围墙的沉降与位移，使用水准仪（精度不低于DS3）观测，在成桩期间每3h观测1次，以指导施工和优化施工方案，当超过规定限值时，立即停止施工，待根据设计方出具的措施进行处理后，及时调整施工方案再进施工。

6 实施效果

整个施工期间，北侧土体、毛石边坡以及砖围墙沉降及位移值均符合变形控制要求，北侧土体、毛石边坡以及砖围墙不受影响。

7 结语

在本工程基础施工实际施工过程中，通过上述关键部位的施工技术以及组织措施的合理运用，保证了CFG桩基的顺利施工和有效应用，实现了工程施工控制目标，解决了狭长地块软弱地基基础处理施工难题，为后续既有站台类似改建项目的施工提供了经验和参考。