冲（海）积平原拌和站施工技术

肖兵

(中铁二十二局集团第四工程有限公司，天津 301700)

1 工程背景

南湖拌和站占地面积约1.7 hm2，主要负责的混凝土方量约为2×105m3，混凝土每日最大供应量约为700 m3。南湖拌和站位于冲（海）积平原区，表层广泛分布海积黏土，厚约0.80～3.40 m。下伏海积淤泥及淤泥质黏土，以淤泥为主，流塑，层厚4.30～16 m。后逐渐进入弱风化、中风化岩层。

2 拌和站设置

拌和站连接既有省道，采用封闭式管理。拌和站由搅拌机组、砂石料仓、材料库房、办公及生活用房、车辆停放处及洗车池、污水沉淀和排放系统、地磅、围墙等组成。总体平面布置满足功能完整，路径合理，排水畅通，入口设置值班室，拌和站四面设置围墙。同时在场区内必要位置安装视频监控系统，搅拌主机粘贴反光纸（水泥）粉煤灰罐体安装避雷针、接地线并设置地锚缆风绳。

南湖拌和站单月最高峰混凝土拌和量约为18 000 m3，拌和站罐体以及拌和楼基础采用平板伐形钢筋混凝土基础，面积为380 m2，拌和站罐体基础钢筋混凝土厚2 m，拌和楼基础底板钢筋混凝土厚1 m，外露基础尺寸为4 m×20 m×0.8 m，顶部预埋0.5 m×0.5 m×0.02 m 钢板，并在外露基础边设置1 m×1 m×0.5 m 的防撞墩，间距为2 m。每个罐体投影面积下设置4 根预应力管桩进行支撑承载，单桩承载力≥100 kN，拌和站灰罐基础细部图如图1 所示。

图1 拌和站灰罐基础细部图

3 拌和站建设方案

3.1 拌和站设备配备

3.1.1 搅拌机配备

拌和站配备3 台HZS120 搅拌机，拌和机共配置18 个150 t 储料罐。水泥罐和外加剂罐由专业厂家定做，储存罐上喷涂瑞苍高速的LOGO，在储料罐绘制“安全生产”及“文明施工”“浙江交投”“中铁二十二局”等字样，两者竖向平行绘制，字体醒目，便于识别。搅拌机按照四仓式自动计量标准配备，配合电脑自动输出，满足智慧化要求。为保证安全，存储罐顶部装避雷设施，避雷针引线采用专用扁铁延伸至罐体大地基础内，并设置安全标语，妥善保护防止被破坏。罐体组合四角设置钢丝绳风缆拉紧锚固，防止罐体倾覆。

3.1.2 计量系统

每台拌和楼配备自动计量的拌和系统，拌和系统的设备应配备专门的维修人员、可靠的电源和发电应急设备[1]。搅拌站拌和设备采用质量法自动计量，水、外加剂计量采用全自动电子称量法计量。拌和站的计量设备经相关计量部门校准后投入生产，使用过程中不定复检，确保计量准确，混凝土立方量由拌和站地磅校正[2]。

3.1.3 上料斗

每台拌和楼配备4 个上料斗，上料宽度不小于上料铲车的宽度。上料斗设置雨棚加盖，以防止雨水进入料斗，且除上料平台一面外，其他三面进行防雨围闭。为防止串料，料斗之间加设隔板且隔板高度不小于50 cm。此外，为保证铲车取料时不至于过低而导致硬化层或底层变异料被收入铲斗，要求在隔离墙端部设置最低取料高度起止线。距地面10 cm，配料仓基础以及侧墙，均采用50 cm 厚C20 混凝土整体浇筑。

3.1.4 临时用电

进行临时供电的统一规划，确定电力线、主配电箱和配电箱的位置及方向，执行负荷计算，选择变压器容量和导线段，通过经验计算满足最大功耗。配电房设在拌和站内，采用2 台400 kV·A 变压器和1 台400 kW 发电机组备用电源以满足拌和站用电需求。

3.1.5 生产用水

拌和站采用打井结合鳌江支流抽取水，将水存储于蓄水池中。使用前应按规定进行检测，有关指标值在限值内才可作为拌和用水。在拌和站场地内修筑2 个60 m3蓄水池，蓄水池采用钢筋混凝土浇筑做好防水设施，确保混凝土拌和用水。

3.2 罐体基础施工

拌和站罐体及拌和楼基础采用平板伐形钢筋混凝土基础，面积为380 m2，拌和站罐体基础采用2 m 厚钢筋混凝土，拌和楼基础底板采用1 m 厚钢筋混凝土，外露基础采用4 m×20 m×0.8 m 整体钢筋混凝土，顶部预埋0.5 m×0.5 m×0.02 m 钢板，并在外露基础边设1 m×1 m×0.5 m 的防撞墩，间距2 m。每个罐体投影面积下设置4 根预应力管桩进行支撑承载，单桩承载力≥100 kN。预应力管桩施工完成后方可进行上部大罐基础施工，做好大罐基础的防雷接地装置与各种预埋件施工，应定位连接准确并符合相关规范的要求，其接地电阻不大于10 Ω。

3.3 砂石储料仓施工

拌和站设置9 个分料仓，每个分料仓的净长为25 m、净宽为9 m，采用50 cm 厚C25 混凝土墙，墙高2.5 m，确保各分料仓不串料，仓底高于外部地面，修成内外2%的顺坡（向料仓口方向），料仓底部浇筑20 cm 厚C25 混凝土。

砂石料存放场地设型钢结构防雨，遮阳顶棚，钢结构顶棚起拱线高度不小于12 m，且满足运输车辆和装载机的操作空间作业要求，料仓口与场内地面之间设置排水沟，宽度30 cm、深度50 cm，上部覆盖带孔钢板，防止料仓积水。

料仓顶面设置雨棚，高约12 m，为保证承载力要求，雨棚采用框架条形基础。采用缆风绳与地锚连接牢固。仓内地面设2%的坡度，严禁积水。在两排料仓前部设置排水沟，与四周排水沟相连，汇聚到沉砂井及污水过滤池。

料仓雨棚采用轻钢结构搭设，钢棚采用抗风、耐腐蚀的钢结构雨棚，统一高12 m，雨棚两侧应设防雨挡板。顶棚采用PVC-U 管集中雨水，排至四周的排水沟中，两端的储料仓外侧面与端面设置封闭围挡，防止雨水在风力作用下进入料仓内，棚顶采用灰色彩钢瓦。

3.4 场地与道路施工

拌和站场地内，车辆能到达的位置均采用1 m 厚块石回填后施工20 cm 厚C25 混凝土硬化处理，车辆无法到达的位置均采用0.5～1 m 块石回填后施工10 cm 厚C20 混凝土硬化处理。场地硬化按照低围高中心的原则进行，场地周围应设置排水沟，并在适当位置设置集水坑，进行系统的排水布置。场内道路设置相应的标志标线（包括反光警示标志），并设置完善的照明系统。场地应设置完善的排水系统，场地硬化按照四周低，中心高的原则进行，面层排水坡度为2%，场地四周设置30 cm×50 cm 矩形排水沟，料仓前设置30 cm×50 cm 矩形排水沟顶面使用带孔钢板，钢板厚度为3 cm。

4 拌和站软基处置方案

4.1 软基处置方案

1）采用150 t×5 个水泥灌，根据罐体及基础总重，每个罐体投影面积下设置4 根预应力管桩进行支撑承载，单桩承载力≥100 kN。预应力管桩施工完成后方可进行上部大罐基础施工，施工中做好大罐基础的防雷接地装置与各种预埋件施工。

2）拌和站主机为HZS120 搅拌机，根据搅拌机及混凝土重量和动荷载，每个主机基础下设置4 根预应力管桩进行支撑承载。

3）拌和站配料仓为嵌入式，最大深入原地面以下5 m，嵌入淤泥层内4 m，每个配料机6 根预应力管桩进行支撑承载。

4.2 PHC 桩施工方法

1）南湖冲（海）积平面均为淤泥质土，采用1.5 m 厚块石直接回填形成进场道路，地表土采用推土机集中至复耕土存放区，整体回填块石形成整体工作面供机械施工。

2）根据拌和站规划图纸进行施工放样，采用全站仪精确放样管桩的施工控制桩，桩基采用钢尺、钢筋定位标识。

3）预应力管桩混凝土起吊注意动荷载使管桩产生破坏，采用两头勾吊法运至桩位附近，采用打桩机夹桩器使桩尖对准桩位中心，平缓插入土中。

4）根据地质情况，采用静压法施工，管桩贯入土中50 cm后，采用全站仪以90°夹角进行测量，管桩起吊就位插入地面时，垂直度偏差不得大于1%，桩位偏差不大于20 mm。

5）管桩施工过程中，淤泥段采用静压法施工，已轴线重合为准则，利用锤重直接将管桩压透淤泥层、软土层为止。

6）为保证管桩支撑层受力，静压法施工完成后采用锤击法进行嵌岩。锤击时，落距应较小，当入强风化一定深度并待桩稳定后，再按要求落距沉桩。打桩宜重锤低击，锤重的选择应根据地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件选用。

7）锤击过程中包括正桩锤、桩帽和桩身的中心线重合，接桩时桩头应高于地面0.5～1 m，上下节庄段保持顺直。本工程采用咬合承插式连接接头。

8）最后贯入度小于30 mm/10 击，达到标准即可收锤。

9)管桩贯入度达到标准后，支立桩帽模板，绑扎桩帽钢筋，浇筑桩帽混凝土。

4.3 冲（海）积平原管桩施工注意事项

1）灌入度突变、地面明显隆起、临桩上浮或位移过大、桩身回弹曲线不规则时应立即停止锤桩，分析地质是否存在突变、相邻桩是否存在地层关联现象，如有必要，待稳定一段时间后在临边位置补桩。

2）桩头混凝土剥落、破碎、桩身突然倾斜、跑位时必须重新补桩。

3）总锤击数超过设计规定值时分析原因，综合计算整体受力，如不满足要求在进行补桩工作。

4）基坑开挖时注意桩位倾斜，必须对称开挖，避免单侧开挖致使土体偏压，造成桩身倾斜。

4.4 软基处理效果分析

南湖拌和站经过预应力管桩处理后进行静载试验，试验结果显示承载力满足建站要求。拌和站建设完成后，在持力层基础四周进行了沉降观测，根据沉降观测结果及实际使用论证，采用预应力管桩处理冲（海）积平原拌和站软基情况良好。

5 结语

本文以南湖拌和站建设为背景，研究冲（海）积平原的软弱地层的环境下，利用预应力管桩对软弱地基进行加固的措施，为日后相关项目提供一定的参考。