龍門吊軌道地基處理技術應用

范華敬

山西華遠現代物流有限責任公司（030003）

隨著企業的轉型發展，對既有設施進行改造升級是最為經濟、普遍的做法，在改造工程的地基處理階段保證施工質量，盡可能減少對周邊土體、既有建筑物構筑物的擾動，是改造工程順利進行的關鍵。文章通過原東站臺龍門吊地基處理的工程實例，探討了此類改造工程在地基處理方面的難點，在樁基類型、施工順序、施工監測等方面進行了介紹，保證了樁體密實度高，對樁周擾動影響較小的要求，滿足了項目順利實施，縮短改造工期的控制目標，為后續類似改造項目的施工提供了經驗和參考。

1 工程簡介

某公司原東站臺，配有裝車線2條，分別為3道、4道，現將原東站臺進行升級改造:

1）對現有站臺進行硬化處理，結構層為C30混凝土300mm，5%水泥穩定碎石墊層厚300mm，級配碎石墊層厚300mm，面板劃分為4m×6m，橫縫傳力桿為φ35mm光圓鋼筋，傳力桿間距300mm，縱縫拉桿φ16mm螺紋鋼筋，拉桿間距30mm。

2）增設一臺50T龍門吊，龍門吊起升高度為10m，跨度為18m，整機重量為140t，龍門吊走行軌1位于原東站臺中心，龍門吊走行軌2位于3道裝車線、4道裝車線中間（如圖1所示），龍門吊基礎采用鋼筋混凝土條形基礎，地基處理采用直徑400mm的CFG樁復合地基以提高地基承載力，矩形布樁，間距1.2m×2.0m，有效樁長15m，單樁承載力440kN。

圖1 龍門吊走行軌圖

2 地質情況

原東站臺為東西向狹長地塊，長約350m，南北寬23~50m不等，站臺北側圍墻下為落差為10m的擋土墻，擋土墻外下方為排洪渠及鄉村道路，站臺南側為高出12m左右的人工削制整齊的自然邊坡，兩側邊坡皆已歷經20余年（如圖2所示）。

圖2 原東站臺斷面圖

3 施工特點

1）由于施工場地距離北側邊坡較近，在龍門吊走行軌1實際施工過程中存在樁周土體易被擠壓，造成周邊土體產生水平移動或豎直隆起，可能造成地塊北側毛石邊坡造成擾動和擠壓，可能導致毛石邊坡以及磚圍墻的移位甚至坍塌，施工安全隱患較大。

2）由于龍門吊走行軌2在原鐵路專用線3道裝車線、4道裝車線中間，在實際施工中存在對原鐵路專用線有不同程度的損壞，造成軌道損壞、下沉，影響后續列車運行[1]。

4 應對技術與管理措施

4.1 人員選派

根據本工程施工特點，要求施工單位選派素質高、工作經驗豐富、業務技術水平較高的管理人員組建本工程項目部，同時選擇專業精干、技術過硬、具有類似工程施工經驗的專業隊伍完成本工程施工任務，進場后盡快熟悉施工場地情況，包括臨近的高壓電纜、管線等資料、建筑物場地的水準控制點和建筑物位置控制坐標等資料。

4.2 編制方案

要求施工單位組織有關人員對圖紙進行會審，收集各項技術參數及資料、按照本工程實際情況編制施工方案、應急預案；組織施工人員進行技術交底工作、針對關鍵工序、主要技術要求、質量標準、質量目標提出具體要求并進行書面交底，嚴格按照施工方案組織施工，定期組織應急預案演練，做好生產事故應急處置和搶險救援工作。

4.3 設備選配

根據原東站臺地質情況選用長螺旋鉆孔—管內泵壓混凝土灌注成樁工藝，設備采用KLB-75型步履式長螺旋鉆機1臺、QZ-60型混凝土輸送泵1臺；50型裝載機1臺；電、氣焊設備1套；水準儀、經緯儀1套等及其他配套設備；選用平板振動儀振密砂石褥墊層；盡量減少機械振動對北側土體、毛石邊坡以及磚圍墻的影響。

4.4 測量放線定樁位

北側龍門吊走行軌1在既有地坪上直接測量放線、開始打樁；南側龍門吊走行軌2用1000mm厚素土對原鐵路專用線3道裝車線、4道裝車線進行覆蓋保護，前500mm厚素土采用小型反鏟挖掘機轉運，人工攤鋪、人工夯實，后500mm厚素土采用小型反鏟挖掘機轉運，人工攤鋪、小型壓路機進行碾壓，然后再測量放線、開始打樁，盡量減少長螺旋鉆機對原鐵路專用線軌道的影響。

4.5 施工順序

結合CFG樁結構布局特點及現場地質條件，本工程采取從先北后側，自西向東的順序進行施工，即:龍門吊走行軌1采用自西向東的路線進行施工，龍門吊走行軌2采用自東向西的路線推進施工；混凝土罐車、裝載機工作時沿站臺邊緣行進；在實際施工中，如有特殊情況應根據實際情況作出改變。

4.6 施工工藝

定位放線→啟動樁機對準樁位→樁機調平、鉆桿調直→關閉鉆頭閥門啟動錘頭鉆進到設計樁底標高、同時進行混合料的攪拌→開動混凝土輸送泵灌料、同時啟動卷揚機提升鉆桿直至施工設計樁頂標高→成樁完畢→停機移位至下一樁位。

4.7 施工監測

沿北側土體每30m設置一個觀測點（共8個），監測施工過程中北側土體是否有隆起、位移等情況；沿毛石邊坡每30m設置一個觀測點（共8個），監測施工過程中毛石邊坡是否有起鼓、開裂、滲水等情況；沿磚圍墻每30m設置一個觀測點（共8個），監測施工過程中磚圍墻是否有沉降、開裂、傾斜等情況；由專人負責監測、記錄、分析北側土體、毛石邊坡、磚圍墻的變形情況，掌握CFG樁施工對北側土體、毛石邊坡、磚圍墻的影響，如有異常，立即停止施工。觀測點設置好以后，應設置明顯的標志，在CFG樁施工過程中要注意加強對觀測點的保護，并定期進行復測點位高程。

4.8 安全管理

所有現場管理人員、作業人員必須執行班前班后會議制度。上班前明確當天施工內容及現場監測內容，下班前檢查機具、材料等確保無損害情況發生后方可下班。

表1 CFG樁施工的允許偏差、檢驗數量及檢驗方法

所有施工人員在進入施工現場后必須嚴格貫徹“安全第一、預防為主、防治結合”的方針，嚴格貫徹執行各項安全組織措施和技術措施，切實做到管生產必須管安全，保障施工人員的安全和機械設備不受損害，保證施工項目順利進行[2]。

5 地基處理施工

在具體施工過程中，主要從以下幾方面進行控制:

1）施工前根據設計圖紙測放樁位，用鋼筋頭、白灰做好標記；根據現場場地標高，計算成孔時鉆桿入土深度（龍門吊走行軌1考慮800mm的保護樁長，龍門吊走行軌2考慮1800mm的保護樁長）并在主桿上用紅布條做記號，標記鉆桿深度的準確位置。

2）將樁機移到指定樁位，對中。當地面起伏不平時，應調整支腿或平臺基座，使樁機底座保持水平、鉆桿保持垂直，一般樁位誤差不宜超過5.0cm，鉆桿垂直度偏差不超過1.5%。同時在鉆進過程中也應時刻注意觀察主桿是否偏斜，以確保樁基的垂直度，CFG樁的樁位、垂直度、有效直徑的允許偏差應符合表1規定。

3）采用隔一打一的成樁順序進行施工，在鉆機鉆進過程中宜先慢后快，保持鉆機平衡，未達到預定深度的向上提升或反轉鉆桿，鉆到預定深度后，在原處繼續空轉掃孔10s左右。

4）混凝土選用山西新鑫華通混凝土有限公司提供的商品混凝土，強度等級為C20，坍落度控制在160~200mm，充盈系數≥1.15，CFG樁超灌0.5 m，每臺設備每班完成一組試塊（一組3塊100mm×100mm×100mm）。泵送混凝土時要注意泵送壓力7~13MPa控制提鉆速度，泵送控制流量控制在0.3~0.6m3/min，通過混凝土澆筑方量和成樁數量進行充盈系數對比，輔助監測混凝土量是否正常。

5）當鉆機鉆至樁持力層時，開動混凝土輸送泵灌料，當輸送管及鉆桿芯管充滿混合料后開始啟動卷揚機勻速提升鉆桿，邊灌料、邊提升，直至施工設計樁頂標高，提升速度宜控制在2~3m/min，嚴禁先拔管后灌料，掌握好灌料與提鉆的時間差，盡量避免提升灌料過程中停機待料現象。在流塑性土中要控制提鉆速度，保證成樁質量。

6）停灌樁頂標高、移機下一樁位時，盡量控制好樁頂標高停灰面這一環節，在達到技術要求的條件下，做到盡可能少浪費混合料。

7）成樁至少7d以后才允許采用小型挖掘機配合人工開挖樁間土，機械挖土應預留20cm以上由人工進行清理至設計標高，禁止對樁間土擾動。

8）嚴格控制樁頭破除，首先用紅油漆標出樁頂位置，確保截樁位置準確。在實施切割作業時，四周環切深度不得小于150mm，樁頭清除后用小鋼釬對樁頂進行修整，在清理樁頭過程中禁止暴力破除行為。

9）本工程褥墊層采用1~30mm碎石、鋪設300 mm厚、每邊超出基礎混凝土墊層300mm，采用褥墊層鋪攤平整最好采用平板振動儀振密，夯實不得大于0.9（夯實后褥墊層厚度與虛鋪厚度比值）

10）根據現場實際條件，嚴格監測北側土體、毛石邊坡以及磚圍墻的沉降與位移，使用水準儀（精度不低于DS3）觀測，在成樁期間每3h觀測1次，以指導施工和優化施工方案，當超過規定限值時，立即停止施工，待根據設計方出具的措施進行處理后，及時調整施工方案再進施工。

6 實施效果

整個施工期間，北側土體、毛石邊坡以及磚圍墻沉降及位移值均符合變形控制要求，北側土體、毛石邊坡以及磚圍墻不受影響。

7 結語

在本工程基礎施工實際施工過程中，通過上述關鍵部位的施工技術以及組織措施的合理運用，保證了CFG樁基的順利施工和有效應用，實現了工程施工控制目標，解決了狹長地塊軟弱地基基礎處理施工難題，為后續既有站臺類似改建項目的施工提供了經驗和參考。