許昌市沉管隧道基礎工程找海工

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在上世紀70年代，在海域中開發(fā)了大型油氣田以后，開始建設了大型海洋油氣管道，把開采的油氣直接輸往陸上油氣庫站。隨著全球油氣工業(yè)正在向海洋進軍，海底鋪設的油氣管道日益成為全球能源運輸動脈的重要組成部分。

管砂石樁（碎石樁、灰土樁、OG樁、低標號樁等）　　利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動沉管成孔或靜壓沉管成孔后，在管內投料，邊投料邊上提（振動）沉管形成密實樁體，與原地基組成復合地基?！　?

以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。樁體積（包括砂樁、砂石樁、混凝土樁）不分沉管方法均按鋼管外徑截面積（不包括樁箍）乘以設計樁長（不包括預制樁尖）另加加灌長度計算（計量單位：m3）　　V=S×（L+加灌長度）　　式中：V――沉管混凝土灌注樁工程量　　S――管外徑截面積　　L――設計樁長（不包括預制樁尖）　　加灌長度――設計有規(guī)定者，按設計要求計算；　　設計無規(guī)定者，按0.5m計算；　　樁頂標高已達到自然地坪時，不計加灌長度　　擴大樁的體積按單樁體積乘以復打次數計算，其復打部分乘以系數0.85（計量單位：m3）　　V=單樁體積×（1+0.85×復打次數）　　以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

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江蘇海工水下工程有限公司公司專業(yè)從事水下工程:水下打撈、水下拆除、市政水下工程、軌道安裝檢修、水下探摸、水下切割和焊接、模袋混凝土施工、鋼板樁圍堰切割、污水管道封堵、水下拆除、沉淀池清理、、沉井不排水下沉和水下封底、水下焊接、水下檢測和維修、水下清淤、港口與航道疏浚、水下鋪設、水下焊接等各項潛水業(yè)務。

CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，是在碎石樁基礎上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一種具有一定粘結強度的樁。其施工工藝與普通沉管碎石樁基本相同?！?

　1.工程材料　　

1.1粉煤灰粉煤灰是燃煤發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢料。它是磨至一定細度的粉煤灰在煤粉爐中燃燒（1100～1500。C）后，由收尖器懼的細灰（簡稱干灰）。其主要化學成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等，其中粉煤灰的活性決定于各種粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO對粉煤灰的活性也極為有利。粉煤灰的粒度組成是影響粉煤灰質量的主要指標，一般粉煤灰越細，球形顆粒越多，因而水化及接觸界面增加，容易發(fā)揮粉煤灰的活性?！　?

1.2碎石碎石為不溶于地下水或不受侵蝕影響的硬骨料，一般采用礫石、碎石等，其粒徑為20～50mm，密度為2.7t?m3，松散密度為1.39t?m3，含水率0.96%，含泥量不得大于5％?！　?

1.3石屑摻入一定數量的石屑是填充碎石的孔隙，使其級配良好。石屑宜選用與同一種碎石原料進行加工，摻入的數量應由試驗確定，不能隨意添加。其各項參數如下：粒徑2.5～10mm，密度2.7t?m3，松散密度1.47t?m3，含水率1.05%，含泥量不得大于5％。　　

1.4水泥一般采用425號普通硅酸鹽水泥，質量優(yōu)良，新鮮無結塊?！　?

2.機具設備　　

2.1主要機具振動打樁機是振動沉管法施工的主要機具。目前國產型號有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60／DZ120等，對于地質情況較復雜的地基，功率大的打樁機比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基DZ90能滿足孔徑小于80cmCFG樁的施工。

2.2配套設備　　

2.2.1吊機的起吊能力應不小于10t，可用起落架代替吊機?！　?

2.2.2電氣控制設備是施工機械的心臟，控制電流操作臺要有250A以上容量的電流表3塊，500V電壓表3塊?！　?

2.2.3加料可用架子車或小翻斗車完成，按一次不超過0.5立方計算需要運輸工具的數量?！　?

3.施工準備施工前，應作好以下準備工作：　　

3.1認真核對施工現場地質情況，防止施工時沉管振動破壞；　　

3.2按設計要地求布置樁位，繪出布樁平面圖，標出打樁順序和注明樁位編號，具體施工注意事項應詳加說明；　　

3.3對現場及鄰近的地下管線、地上建筑物等應事前進行清理；　　

3.4搞好現場測量工作，水準控制點及平面控制點應按測規(guī)要求引至現場，以控制樁的調程及位置；　　

3.5完成施工現場“三通一平”工作，保證沉管機械進場。

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5）潛水作業(yè)前，必須認真了解水位深淺及流速，了解作業(yè)區(qū)域障礙物與相關危險因素，掌握潮汛規(guī)律和水位情況等，并應做好安全交底工作。

4.施工方法CFG樁施工前，一般須進行試驗，以便確定成樁有關技術參數，待參數確定后再行組織施工。　　其施工工藝如右圖所示?！　?

4.1沉管　　

⑴樁機就位須水平、穩(wěn)固、調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%；　　

⑵若采用預制鋼筋混凝土樁尖，需埋入地表以下300mm左右；　　

⑶啟動電動機，開始沉管過程中注意調整樁機的穩(wěn)定，嚴禁傾斜和錯位；　　

⑷沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次，對土層變化處應特別說明，直到沉管至設計標高。　　

4.2投料　　

⑴在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設計標高后須盡快投料，直到管內混合料面與鋼管料口平齊；　　

⑵如上料量不多，須在拔管過程中進行孔中投料，以保證成樁樁頂標高滿足設計要求　

⑶混合料配比應嚴格按設計文件規(guī)定執(zhí)行，碎石和石屑含雜質不大于5%；　　

⑷按設計配比配制混合料，投入攪拌機加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度為30～50mm，成樁后樁頂浮漿厚度一般不不超過200mm；　　

⑸混合料的攪拌須均勻，攪拌時間不得小于1min. 　　

4.3拔管　　

⑴當混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機，沉管原地留振10s，然后邊振動邊拔管；　　

⑵拔管速度按均勻線速控制，一般控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質土，拔管速率可適當放慢；　　

⑶當樁管拔出地面，確認樁符合設計要求后用粒狀材料或濕粘土封頂，然后移機繼續(xù)下一根樁施工?！　?

4.4施工順序連續(xù)施打可能造成的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸，但很少發(fā)生樁完全斷開；跳打一般很少發(fā)生已打樁樁徑被擠小或縮頸現象，但土質較硬時，在已打樁中間補打新樁時，已打樁可能被振斷或振裂。　　在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打；在飽和的松散粉土中施打，如樁距較小，不宜采用隔樁跳打的方案；滿堂布樁，無論樁距大小，均不宜從四周向內推進施工。施打新樁時與已打樁間隔時間不應小于7天?！　?

4.5混合料坍落度為避免樁頂浮漿過多，混合料坍落度一般為3～5cm. 　　

4.6保護樁長所謂保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長，基礎施工時將其剔掉?！　”Ｗo樁長越長，樁的施工質量越容易控制，但浪費的料也就越多?！　≡O計樁頂標高離地表距離不大于1.5m時，保護樁長可取50～70cm，上部用粒狀材料封頂直到地表。　　

4.7樁頭處理CFG樁施工完畢待樁體達到一定強度（一般為7天左右），方可進行基槽開挖。在基槽開挖中，如果設計樁頂標高距地面不深（一般不大于1.5m），宜考慮采用人工開挖，不僅可防止對樁體和樁間土產生不良影響，而且經濟可行；如果基槽開挖較較深，開挖面積大，采用人工開挖不經濟，可考慮采用機械和人工聯合開挖，但人工開挖留置厚度一般不宜小于700mm. 　　

4.8褥墊鋪設為了調整CFG樁和樁間土的共同作用，宜在基礎下鋪設一定厚度的褥墊層，其鋪墊厚度應嚴格按設計規(guī)定辦理。其材料多為粗砂、中砂或級配砂石，限制最大粒么不超過3cm. 　　

施工時先虛鋪，再采用靜力壓實，當樁間土含水量不大時也可夯實。樁間土含水量較高，特別是高靈敏度土，要注意施工擾動對樁間土的影響，以避免產生橡皮土。

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國際上已經有很多成功利用塑料管道做排海工程的實例。最近一個著名的實例是前文提到的法國蒙彼利埃市Montpellier排海工程[5]：蒙彼利埃市是法國南部地中海邊的文化和旅游名城，2000年起擴建其污水處理廠，其中排海工程是建設一條直徑1600毫米，陸上9公里海中11公里的排放管道。參加競爭的有鋼管，混凝土管，玻璃鋼管和PE管。最后是Pipelife公司的PE管在2002年9月中標。采用的管材是直徑1600毫米，SDR26（PN6.3）的PE100管。管材在由Pipelife公司在挪威的工廠生產，材料用的北歐化工的Borstar?HE3490-LS。每根擠出管材550米長，總共20根，在海面上分4批經過北海，大西洋，拖運到地中海邊的工地。PE管采用管端對接焊，然后用專門設計的玻璃鋼連接件把管道連接起來。在PE管外套上既起壓重作用又起保護作用的混凝土管段以后，逐步鋪入在海底開挖的2米深管溝。管道最末端的排放擴散口在水深30米處。管道上再鋪上混凝土保護板。全部工程在2004年1月完成。

5.施工質量控制　　

5.1施工監(jiān)測　　

⑴打樁過程中隨時測量地面是否發(fā)生隆起，因為斷樁常常和地表隆起相聯系；　　

⑵打新樁時對已打但尚未結硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以估算樁徑的縮小量；　　

⑶打新樁時對已打并結硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以判斷是否斷樁。一般當樁頂位移超過10mm，需開挖進行查驗?！　?

5.2逐樁靜壓對重要工程或施工監(jiān)測發(fā)現樁頂上升量較大且樁數較多時，可對樁進行快速靜壓，將可能斷裂并脫開的樁連接起來。但這一處理方式應根據施工現場實際情況確定或設計文件有特別規(guī)定需做處理。　　

5.3靜壓振拔技術靜壓振拔是指沉管時不啟動電動機，借助樁機自重將沉管沉至預定標高，填料后啟動電動機振動拔管。對飽和土采用這一技術對保證施工質量是有益的。　　

5.4大直徑預制樁尖的采用在軟土地區(qū)，當樁長范圍內樁端有可能落在好的土層上時，可采用比通常用的更大的預制樁尖，樁尖的直徑增大到沉管外徑的1.5～2.0倍，即“大頭樁尖”，其目的是為了獲得更大的端阻力?！　?

6.質量檢驗CFG樁施工結束后，應間隔一定時間方可 進行質量檢驗。一般養(yǎng)護齡期可取28天?！　?

6.1樁間土檢驗樁間土質量檢驗可用標準貫入、靜力觸探和鉆孔取樣等試驗對樁間土進行處理前后的對比試驗。對砂性土地基可采用標準貫入或動力觸探等方法檢測擠密程度。　　

6.2單樁和復合地基檢驗可采用單樁載荷試驗、單樁或多樁復合地基載荷試驗進行處理效果檢驗。檢驗點數量可按處理面積大小取2～4點。

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開槽施工管道工藝流程常見的開槽施工管道系統(tǒng)的施工工藝流程大致包括：測量放線——溝槽開挖——地基處理及管道基礎——檢查井及雨水口制作——管道安裝——管道連接——管道與井口連接——閉水試驗及滿水試驗——溝槽回填。

7.常見問題及施工措施　　

6.1施工中常見問題　　

6.1.1施工擾動土的強度降低振動沉管CFG樁施工時，對土體擾動較大，而不同密度的土受到擾動后，承載力變化也不一樣，對密實較高的土，如采用振動沉管成樁工藝，振動使土的結構強度破壞，承載力反而可能下降?！　?

6.1.2縮頸和斷樁在飽和軟土中沉樁時，樁機的振動力較小，當采用連打作業(yè)時，新打樁對已打樁的作用主要表現為擠壓，使得已打樁被擠壓成不規(guī)則形狀，影響承載力，嚴重時還會造成縮頸和斷樁。而在上部有較硬土層或中間夾有硬土層的土中成樁，樁機振動較大，會對已打樁產生振動破壞。采用跳打法時，若已打樁硬結強度又不太高，在中間補樁時，已打樁可能被振裂口

6.1.3樁體強度不均勻樁機卷揚機系統(tǒng)沉管線速度太快時，為控制平均速度，一般采用提升一級距離，停下留振一段時間，非留振時速度太快可能導致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時間過長，都會使樁端水泥含量少，樁頂浮漿過多，混合料也容易產生離析，造成樁身強度不均勻。　　

6.1.4樁料與土的混合當采用活瓣樁靴成樁時，可能出現的問題是樁靴開口寬度不夠，混合料下落不充分，造成樁端與土接觸不密實或樁端一段樁徑偏小。若采用反插法施工，如果樁管不垂直，反插時使土體與樁體材料混合，造成樁身摻土等缺陷?！　?

6.2施工措施施工措施由于振動沉管CFG樁容易出現以上種種缺陷，因此為保證質量，應盡量做到：　　

6.2.1施工前進行工藝試驗工藝試驗的目的是考查設計的樁距和沉樁順序能否有效的保證樁身質量。工藝試驗可結合工程樁施工進行，并做如下觀測：　　

首先，考查新打樁對尚未結硬的已打樁的影響。觀測前應在已打樁的樁頂設置標桿，沉新樁時，測量已打樁的上升高度，據此推測其直徑的縮小值，直至已打樁完全結硬后，開挖以檢測其質量及樁徑。　　

其次，考查新打樁對已結硬的已打樁的影響。具體作法是將標桿埋設于尚未結硬的已打樁的樁頂，持樁體結硬后，測量打新樁時已打樁的樁頂位移?！　D密效果好的土，打樁振動會引起地表下沉，樁頂因為受擠上升而產生斷樁的可能性不大，如果發(fā)現樁頂向上位移過大時，樁可能發(fā)生斷開，若上升超過10mm，則斷樁可能性較小?！　?

6.2.2加強施工監(jiān)測施工過程中，如能加強對沉樁的監(jiān)測，可以使技術人員及時發(fā)現施工中的問題。便于施工管理人員進行決策，從而保證工程質量。　　施工前，要選擇足夠的有代表性的測點，以測量場地標高，沉管過程中也應隨時測量地面標高是否隆起，防止斷樁口施工過程中，應加強對樁頂標高的觀測，必要時，對樁頂上升幅度較大或懷疑發(fā)生質量事故的樁應開挖探查?！　?

6.2.3逐樁靜壓對重要工程或監(jiān)測中發(fā)現樁頂上升量較大且樁數量多，樁距小的工程可采用逐個樁，快速靜壓，以消除可能出現的斷樁對地基承載力產生的消極影響。此技術在沿海一帶應用廣泛，稱為跑樁?！　∈┕r，可在沉管樁樁架上配置適量壓重，一般以樁頂壓力不小于1.2倍單樁設計荷載為宜，當樁身達到一定強度后進行逐樁靜壓，每根樁靜壓時間一般為3min.采取靜壓技術可以將可能發(fā)生的斷樁連接起來，使之正常傳力?！　?

6.2.4靜壓振拔技術靜壓振拔是指沉管時不啟動馬達，借助樁機自重將沉管壓至設計標高，填滿混合料后再啟動馬達振動拔管?！　?

這種做法主要適用于飽和軟土中，特別是塑性指數較高的軟土中，它可以避免因振動土體而導致的過大孔隙水壓力對樁體影響，也可以防止土體受到劇烈擾動而使其強度大幅度降低。

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●利用HDPE管道可以熔接的特長在岸邊把運來的管段對接熔焊成幾百米長的連續(xù)長管段，逐步下水漂浮在水上，或者把管材擠出生產線安置在岸邊，直接制成幾百米長的連續(xù)長管段逐步下水漂浮在水上；●壓重塊可以在岸上就安裝到管道上，然后和管道一起下水；也可以在水面上利用駁船把壓重塊固定到管道上；●把固定好壓重塊的連續(xù)長管段拖引到計劃鋪設的位置；●把各段長管連接到工程需要的長度；●通過從岸端灌水使管道逐步沉到水底要求的位置；利用塑料管道的柔韌性，讓管道隨著水底的地形起伏躺在水底上（為了減少輕水流作用力，通常利用壓重塊使管道和水底間有一定間距離）。通常大部分塑料管道就直接暴露在水中，只在近岸處將部分管道埋在水底的管溝內。