淺析強夯對臨海較大面積地下管廊地基處理的優越性

白成周

(中國十九冶集團有限公司, 四川成都 610081)

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淺析強夯對臨海較大面積地下管廊地基處理的優越性

白成周

(中國十九冶集團有限公司, 四川成都 610081)

為提高臨海大面積地下管廊施工進度，保證地下管廊施工質量，文章通過現場對比地基處理方法，闡述了強夯工藝與常規地基處理的特點，總結了強夯工藝在臨海地基處理上的優越性和經濟性。

地基處理； 強夯； 工期； 效益

隨著國家產業政策的調整，國內大型鋼鐵企業逐漸向沿海城市遷移，工業綜合管廊作為鋼廠重要的地下構筑物，其整體布局及施工質量的好壞，直接影響到工業管線的經濟合理性。由于沿海填海區地下水位高，回填砂土區土質疏松、雜亂，地基承載力普遍較低，因此地基處理就成為了地下管廊施工中質量保證的至關重要環節。地基強夯在我國是一個較成熟的施工工藝，在臨海大面積的地下管廊施工中強夯工藝對比地基換填、樁基等地基處理方式，最大的優勢是施工機具單一、工序少、周期短、可大面積連續施工，且大大減少土方開挖及外運成本。

本文通過總結防城港鋼鐵基地2030冷軋項目地下管廊地基處理的成功經驗，重點論述了強夯工藝在填海區地基處理上的優勢，可顯著縮短工期、降低施工成本。

1 工程概況

防城港冷軋項目地下綜合管廊，是冷軋廠各個區域介質管廊和電纜隧道的重要樞紐工程，管廊全長1 100 m,寬12 m，平均深度為-5.6 m。管廊施工區域三面環海，均處于填海地段，回填土為含碎石素黏性土，回填平均深度為8 m，原始地基無法滿足設計地基承載力要求，必須采取地基處理措施。

2 地基處理方案

結合該區域地勘技術資料，本工程常規地基處理方法有PHC預應力管樁、級配砂加石換填、地基強夯技術等，在實際應用中各有利弊。針對本工程施工回填區域面積大、開挖深度深、管廊截面復雜、承載力要求高等現實情況，對三種地基處理方法從施工工序的角度出發進行分析比較。

2.1 管樁

(1)施工機械移動不便，管樁堆放需占用大量施工場地。

(2)土方開挖雖未明顯增加挖方量，但樁頭露出地面高低不均勻，挖土時容易造成樁頭破壞，樁頭處理需要占用部分工期。

(3)樁基承載力檢測簡單、用時短，但管樁宜出現斷樁或偏移等質量問題，處理困難，費用也較高。

2.2 級配砂加石換填

(1)土方開挖量大，導致機械費、人工費的增加。

(2)基坑加深后，基坑邊坡安全隱患大。

(3)采用機械碾壓和人工碾壓相結合，質量不易控制。

(4)地基承載力檢測周期較長，有質量問題處理困難。

2.3 地基強夯處理

(1)施工機具簡單、移動靈活，施工時外界因素干擾小，多臺夯機同時施工時，可大幅度加快施工進度。

(2)土方開挖量小，可大量節約機械費、人工費。

(3)工藝成熟，施工材料可就地取材，質量易于控制。

(4)地基承載力檢測周期較長，有質量問題處理簡單。

2.4 三種地基處方案的工期比較

三種地基處理工期比較見表1。

表1 三種地基處理方案施工工期對比 d

2.5 三種地基處方案成本測算

三種地基處理經濟比較見表2。

表2 三種地基處理方案經濟分析對比 萬元

通過對上述三種地基處理方法分析比較，可以看出地基強夯工藝具有操作簡單、施工周期短、施工材料可就地取材、施工機具可靈活移動的顯著特點。相比管樁、級配砂加石換填以及素混凝土換填工藝，減少了施工材料費、材料倒運及素混凝土換填、模板支設等費用。該施工技術控制方法具有安全、經濟、高效、優質、環保的優點，節省了大量的人工和材料費用，確保了工期、質量，達到了設計和生產基本要求。在施工工序組織上，經過統籌安排，協調配合，顯著提高了工效，節省了大量的施工費用，效益顯著。

結合上述幾種地基處理方法的施工特點，經綜合考慮采用地基強夯施工工藝，可在保證工程質量的前提下，大幅縮短工期、降低成本，滿足地基承載力要求。

3 強夯處理方案

3.1 強夯試驗

根據地勘報告，選取一塊12 m×30 m具有代表性的施工段進行試驗性施工，記錄強夯施工每夯回填土下沉量，分析、計算出該回填土下沉量平均值，為后期大面積施工土方開挖深度提供技術支撐。

通過對本區域的地基強夯試驗，對強夯施工完畢后的場地進行地基承載力試驗，檢測結果與設計要求地基承載力值做比較，明確該施工方法的可行性。

3.2 強夯技術參數選擇

(1)強夯機：三一重工SQH400履帶式強夯機。

(2)夯錘重量：20 t。

(3)作業半徑：7～21 m。

3.3 強夯工藝流程

(1)清理并整平施工場地。

(2)標出夯點位置，測量場地高程。

(3)夯機就位，起吊夯錘至預定高度，夯錘自動脫鉤下落夯擊夯點。

(4)記錄夯坑下沉量。

(5)重復步驟(2)～(4)，按設計的夯擊數和控制標準，完成一個夯點的夯擊。

(6)夯錘移位到下一個夯點，重復步驟(2)～(5)，完成第一遍全部夯點的夯擊。

(7)用推土機將夯坑填平或推平，測量場地高程，計算本次場地夯沉量。

(8)滿足間歇時間后，進行滿夯施工。

3.4 施工技術準備

3.4.1 熟悉圖紙及技術要求

開工前組織技術人員認真熟悉施工圖紙和現場實地考察，充分領會設計意圖；會同業主、設計院、監理公司做好設計交底和圖紙會審工作，了解設計意圖及施工難點，做好變更及會審記錄。如遇與設計或現場條件不符的情況，應與設計和有關單位及時溝通解決。

3.4.2 做好技術交底工作

為了確保本工程施工優質、高速、安全、低耗完成，應先分級做好技術交底工作，使參與施工任務的工程技術人員和操作人員明確工程任務特點、技術要求、施工工藝等。做到心中有數，有組織、有計劃地完成施工任務。

3.4.3 測量工作

做好現場測量基準點的交接及復核工作，建立測量控制網，認真做好軸線及標高控制，繪制測量定位成果圖，報業主、監理等部門復核認可。

3.5 施工機械準備

3.5.1 主要施工機械

主要施工機械見表3。

表3 施工機械計劃

3.5.2 主要機具設備性能特征

(1)夯錘。夯錘為圓柱體，重20 t，錘底直徑2.4 m，夯錘中設置3個直徑為200～300 mm排氣孔，以利空氣迅速排走，減小起錘時錘底與土面間形成真空產生的強吸附力和夯錘下落時的空氣阻力，以保證夯擊能的有效性。

(2)起重機械。由于履帶式起重機重心低，穩定性好，行走方便，同時滿足起重能力應大于夯錘重量的1～2倍基本要求，故選用50 t的履帶式起重機。

(3)自動脫鉤器。脫鉤裝置要有足夠強度，脫鉤快速安全，起吊時不產生滑鉤；脫鉤靈活，能保持夯錘平穩下落，同時掛鉤方便、迅速。本工程擬自制自動脫鉤器，該脫鉤器由吊環、耳板、銷環、吊鉤等組成，系由鋼板焊接制成。拉繩一端固定在銷柄上，另一端穿過轉向滑輪，固定在懸臂桿底部橫軸上，當夯錘起吊到要求高度，升鉤拉繩隨即拉開銷柄，脫鉤裝置開啟，夯錘便自動下落，同時可控制每次夯擊落距一致，可自動復位，使用靈活方便，也較安全可靠。

(4)推土機選用T200型，挖掘機選擇C200型。

3.6 施工順序

清理、平整場地→標出第一遍夯點位置、測量場地高程→起重機就位、夯錘對準夯點位置→測量夯前錘頂高程→將夯錘吊到預定高度，脫鉤、自由下落進行夯擊，測量錘頂高程→推平→重復夯擊，按確定夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊→重復以上工序，完成第一遍全部夯點的夯擊→用推土機將夯坑填平，測量場地高程→在規定的間隔時間后，按上述程序逐次完成全部夯擊遍數→用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程→最終檢測。

在確保施工安全及總工期的前提下，本工程施工采取交叉作業方法。強夯應分段進行，順序從邊緣夯向中央。起重機直線行駛，從一邊向另一邊進行，每夯完一遍，用推土機整平場地；放線定位，即可接著進行下一遍夯擊。強夯法的加固順序：先深后淺，即先加固深層土，再加固中層土，最后滿夯加固表層土，滿夯以低能量1 000 kN·m滿夯整平。

3.7 施工監測

3.7.1 強夯施工過程中專人負責監測工作

(1)開夯前應檢查夯錘重量和落距，以確保單點夯擊能量符合設計要求。

(2)在每批夯擊前，應對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差或漏夯應及時糾正。

(3)按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數和每擊的夯沉量，并做好記錄。

3.7.2 夯擊過程中及時準確記錄各項數據

(1)每個夯擊點的每擊夯沉量、夯坑深度、開口大小。

(2)每批夯擊完成后，測量場地的夯沉量并做好記錄。

(3)施工記錄應妥善保管，作為施工竣工資料存檔。

4 結束語

采用強夯工藝對臨海大面積地下管廊地基基礎處理，縮短了地下管廊工程的施工工期，保證了施工質量，取得了顯著的經濟效益。采用強夯工藝對以后同類工程地基處理，有助于在沿海地區工程投標中降低投標價，有效提升公司的市場競爭力，具有很好的指導意義。

[1] JGJ 79-2012 建筑地基處理技術規范[S].

[2] CECS 279-2010 強夯地基處理技術規程[S].

白成周(1977～)，男，本科，工程師，從事施工技術管理工作。

TU753.8

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[定稿日期]2016-10-29