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1、厦门嵩屿港区二期岸壁工程A标段振冲密实施工2009年第5期总第131期福建建筑FuiianArehitecture&ConstructionNo5?2O09Vol?l3l厦门嵩屿港区二期岸壁工程A标段振冲密实施工罗文英(中交第三航务工程局厦门分公司361000)摘要:振冲法加固砂土地基具有设备简单,速度快,效果好,施工简便,投资省的特点.本文以厦门嵩屿港区二期岸壁工程A标段码头前沿回填砂水下振冲密实处理为工程实例,介绍振冲技术港口工程中的应用.关键词:地基处理水下振冲密实施工工艺中图分类号:TU753.3文献标识码:B文章编号:10046135(2009)05009103Vibarti
2、onTampingofSectionAQuaywallProjectofSongyuPortAreaofXiamenWenyingLuo(XiamenBranchofCCCCThirdHarborEngineeringCo.,Ltd361000)Abstract:Consolidatingsandfoundationwithvibrationtampingmethodfeaturessimpleequipmentallocation,rapidconstructionprogress,goodresult,easyconstructionprocessandreducedcost.Thisar
3、ticlegivesabriefintroductionoftheapplicationofvibrationtampingtechniqueintheseaportprojectbyexpoundingourpracticeinsandfoundationinthesection-AQuaywallProjectofSongyuPortAreaofXiamen.Keywords:FoundationTreatmentUnderwaterVibroflotationTechniquesofConstruction.1工程概括厦门港嵩屿港区二期岸壁工程A标段位于厦门市海沧开发区贞庵村,地处厦门湾
4、西岸,九龙江人海口处.码头岸线总长582.6m,码头前沿底标高一17.Om(以厦门理论最低潮位为基准,下同),码头顶面标高+8.2m,设计停靠10万吨级集装箱泊位.设计规定码头前沿线50m范围内为水下振冲范围,码头前沿线50m范围内抛砂标高一6.0m的为水上加固密实(振冲后交工标高为一6.5m).2加固方案的确定2.1方案选择由于软弱淤泥层较厚,而九龙江口的砂源比较丰富,故采用挖泥船清淤后抛填中粗砂的换填方案.设计要求加固后地基须满足:标贯击数i>20击(浅层3m18击);静力触探贯入阻力大于6MPa.因为水中回填砂体较为松散,远不能满足设计对地基承载力,抗液化能力和总沉降量的要求,因此
5、须对回填砂层进行加固处理.对码头工程砂基的处理一般采用强夯或振冲密实的方法.强夯施工期短,但处理深度有限,对码头等临近建筑物影响较大且无法进行水下施工;而振冲密实工艺可克服强夯施工的某些局限性,经过认真的方案比较和技术论证,认为采用合适的振冲设备和技术工艺,水下振冲密实方案是可行的.2.2振冲法的基本原理振冲法是利用振动和水冲加固地基的一种方法.虽然振一作者简介:罗文英,1968年8月出生,工程师,注册造价工程师(土建),注册一级建造师(水工).收稿日期:20081229冲法加固砂基在应用方面积累了丰富的经验,但在加密机理的认识和设计理论的研究还处于初级阶段,实施方案基本上是根据已建工程的成功
6、经验或在正式施工前的试验性施工而确定的.其加固的基本原理一般认为在振冲器的强力振动和压力水作用下使砂层液化,周围砂在径向的一定范围内出现瞬间的结构破坏,抗剪强度降低,砂石颗粒重新排列互相挤密,孑L隙减小,从而提高地基承载力和抗液化能力,达到使砂基础密实的功效.振冲法在应用方面积累了丰富的实践经验,但在加密机理的认识和设计理论的开发方面目前还处于半理论和半经验的状态,某些设计参数只能凭工程实际经验选定,又由于本工程为福建省重点建设工程及福建省示范工程,场地复杂,施工中的具体参数应有试验进行确定.3试验区振冲密实施工换填砂在用挖泥船挖好软弱淤泥层后由机动驳船乘高潮抛填.经检测,本工程的回填砂为中粗
7、砂,含泥量小于3%,满足设计含泥量小于5%的要求.振冲前的平均标准贯入击数N为6击,相对密度约为20%40%.采用不加填料的方法进行振冲,即利用回填砂的自行塌陷代替外加填料.施工前先进行振冲试验,以确定成孔合适的水压,水量,达到砂层密实时的密实电流和留振时间以及孔位位置,孔距和振冲器型号等技术参数;同时检验各种施工机具的性能及适应性以及振冲后效果等.振冲砂正式施工前,根据设计要求,选择KPO+074一KPO+164段80m的砂基础作为试验段,该试验段的施工依据设计拟定的振冲参数进行振冲.3.1主要技术参数和设备的选择3.1.1孔位布置:试验段振冲砂的平面布置为等边三角形布置,试验段间距暂定为3
8、m.3.1.2水压力及水流量:水压为400kPa600kPa,水量为2009年5期总第131期罗文英?厦门嵩屿港区二期岸壁工程A标段振冲密实施工92200L/min400L/min,密实电流应超过空载电流50A以上.3.1.3振冲器:孔距,振冲器的功率,额定电流是相关且重要的技术参数,取决于所加固地基土质,加固深度和对密实度的要求等.目前国内常用振冲器型号有功率为30kW,75kW和100kW三种,本工程的振冲密实度要求较高,振冲深度较深,因此试验区选用功率为100kW的ZCQ100型振冲器.表1ZCQlOO型振冲器主要技术参数3.1.4振冲砂其他施工设备除振冲器外,水上振冲砂所需的船机还有:
9、一艘313t方驳,100kN卷扬机及大小两套扒杆组成起重船,一套吊管配振冲器ZCQ一100.陆上振冲砂不需要方驳,直接由打桩机,振冲器,和电控系统组成.考虑到所要振冲的砂层厚度较大,振冲器贯人较难,因此每台振冲器增设2台扬程为108m的给水泵及相应的高压输水管和电控系统(见水上振冲设备组装图),加强供水以加快下沉速率.表2振冲桩施工主要配套设备3.2振冲施工按下列步骤进行3.2.1水上振冲砂的施工工艺步骤3.2.1.1测量控制办法(1)平面位置控制办法由于水上作业,为提高施工效率,采用船载GPS定位系统控制振冲点的位置.GPS接收仪器与振冲器绑定在同一轴线上,并始终保持GPS接收器的垂直状态.
10、用电子手薄与GPS接收器相连接,仪器调试完备复测控制点,精度符合要求后,输入孔位点的坐标,电子手薄上会显示出振冲器所在位置与孔位点的相对位置,通过搅锚移船,使振冲器所在的位置与孑L位点位置重合,使之偏差不大于2cm,成孔中心点偏差不大于1/6孔径(且不大于15cm),方可开始施工.(2)高程控制办法首先,吊管加工后,应在吊管外侧壁划好刻度作为标尺.该标尺从吊管底部的振冲器底端为高度起算点,沿吊管的高度方向每20cm划一刻度,相邻刻度之间涂红白相间油漆.振冲施工时,根据吊管上的标尺在水面处的读数及相应的过渡段胸墙处显示的潮位情况,就可推算振冲器所达到的高程.3.2.1.2施工顺序施工前,根据振冲
11、砂的范围及振冲点设计要求画出振冲点位平面布置图(如振孔位布置示意图所示).振冲砂施工顺序按照振孔位置图进行施工.为达到较好的振冲效果,采用排孔法进行施工,沿码头前沿方向依次成排退打.3.2.1.3单个振冲点的施工步骤(1)振冲器对准加固点.打开水源和电源,水压和水量采用试验段确定的参数,并检查电压和振冲器的空载电流是否正常.(2)启动卷扬机.使振冲器以810m/min的速度徐徐沉入砂基,并观察振冲器电流变化,电流最大值不得超过电机的额定电流.当超过额定电流值时,必须减慢振冲器下沉速度,甚至停止下沉.(3)当振冲器下沉至设计加固深度以上0.5m处时,在这一深度上留振至电流稳定大于规定值后(大约3
12、0s).以12m/min的速度提升振冲器.每提升0.5m就留振30s,并观察振冲器电机电流变化,其密实电流应超过空载电流50A以上表示该深度砂体已经挤密,记录每次提升高度,留振时间和密实电流.由下至上逐段振密,直至桩顶设计标高.(4)二次成孔至设计深度直至完成二次振冲至设计标高.水上振冲砂施工方法见下图所示.3.3试验区施工效果检验3.3.1检测要求:回填砂振冲加固后选用2个点进行现场CPT静力触探(连续测),标准贯人试验(沿深度方向每2.0m进行一次),各点的孔深同回填砂深度.标贯孔要求在回填砂振冲前后分别进行试验,检验孔要求位于振冲点围成的三角形单元形心处.载荷板实验检验地基加固后土体的承
13、载能力要求应在每20000m(每区域不少于2组)地基加固区域进行1组载荷板实验,要求地基承载力不小于180kPa.按照使用荷载的级别逐级施加静力荷载,根据荷载一沉降关系曲线确定地基的承载能力,计算土体的变形模量.检验结果要求回填砂锥尖阻力6MPa,标贯击数I>20击(浅层3m18击),达到上述设计要求后才能进行后续工程的大面积施工.3.3.1检测结果按规范及设计要求在振冲施工完成两星期后进行标贯及静力触探试验.标贯每2m深做一个点.标贯和静力触探试验的结果见下表:2009年5期总第131期罗文英?厦门嵩屿港区二期岸壁工程A标段振冲密实施工?93?表3标贯试验成果汇总表表4振冲加固后的静力
14、触探试验成果汇总表从试验结果可以看出振冲后的回填砂的标贯平均击数和单孔比贯入阻力,土层比贯入阻力均大于设计要求,回填砂振冲的加固效果达到预期目标.3.4施工前抛砂标高控制振冲前后我们分别对砂面标高进行了测量,并对振冲后砂面标高沉降量进行了分析,用振冲后测量的高程点数据和振冲前高程点数据相叠加进行比较,计算出各个点的沉降量见下表:表5沉降量表序号序号序号序号731.1741.4750.576O.8770.8780.5790.680O.78l0.382O.7831.084058505861.3最大沉降量1.4最小沉降量0.0平均沉降量0.6通过上表的分析可以看出我们抛砂控制时预留1m的沉降量偏于保
15、守,在下一步的施工中我部将预留沉降量定为0.7m.4大面积施工情况4.1在试验区标贯及静力触探检测完成后,根据规范规定,设计要求和检测结果,认为试验区的回填砂振冲工艺的技术参数和设备选择符合本工程的实际情况,达到了预期的目标,可以大面积施工.本工程大面积振冲施工完成后,仍采用标准贯入试验及静力触探进行检测.每100个孑L布置1个标贯孔,沿孔深每问隔1rtl做一个标准贯入试验,终孔深度同回填砂深度.检测结果表明标贯和静力触探均满足设计要求.4.2施工要点4.2.1留振时间应充分.足够的留振可使砂体更趋”完全液化”.为使孔周围砂有足够的振密时间,必要时可复振12次.4.2.2本工程设计没有给定密实
16、电流规定值,因此密实电流应是振冲器留振过程中稳定下来的电流值,而不是留振过程中的瞬间电流高峰值;留振时应等电流稳定后再上提.经试验,100kW振冲器振密程度一般以电流达到密实电流(空载电流加50A)时,可以认为该深度处的砂体已经挤密.4.2.3施工时应考虑潮位对振冲密实的影响.由于高潮位时水位以上砂层薄,振冲器较易贯人;而低潮位时水位以上砂层厚,振冲器较难贯入,因此应尽可能选择在潮位较高的时候施工.4.2.4施工中必须严格控制质量,保证不漏孑L,不漏振,确保加固效果.如果在施工中发生底部漏振或电流未达到密实电流的控制值从而造成质量事故,在施工后将很难采取补救措施,因为这时上部的砂层已经振密,再
17、进行振冲补孔十分困难.5结束语大面积,大厚度的水下回填砂地基振冲密实施工工艺的应用,使砂基处理的成本降低,工期缩短,工程质量得到保证,较大地提高施工生产效率和市场竞争力,该技术在厦门港嵩屿港区二期岸壁工程A标段的应用是成功的,经济效益和社会效益显着,为今后类似工程提供很好的借鉴作用.(上接第95页)2.6楼板粉刷过厚产生裂缝的防治在浇捣混凝土时,应控制好结构标高和平整度,在找平层粉刷时不能一次性粉刷过厚,应进行分层施工,并做好基层的清理工作.同时在较厚的找平层中增设钢筋加强网或采用抗裂砂浆等措施进行防止裂缝.2.7严格控制板厚及拆模时间安装模板时严格按复核过的测置标高进行控制,并且在浇捣混凝土
18、之前做好标高控制标志线,以保证混凝土板厚达到设计要求.另外,拆模的时间严格按同条件养护试块的强度报告按设计及规范要求进行控制,拆模应经相关人员批准后方可进行.2.8严格控制模板的安装质量加强对模板安装的验收,杜绝破旧模板的使用,严控模板的刚度,对于拼缝未达到规范要求的应进行修补,避免产生漏浆,以提高混凝土的质量,避免产生楼板裂缝.3结束语影响混凝土表面裂缝的原因很多,做好以上几点的防治措施将大大减少楼板裂缝的出现,同时提高了工程结构的质量,也满足了建筑的安全使用要求.参考文献1GBJ500102002,混凝土结构设计规范s.2GB502052002,混凝土结构工程施工质量验收规范S.39857735O8744726864O73270O0000O1OOOO0OO0OOO0OO弘卯鹞甜醯他625885068658925907924l6lO1O00O10OOO0O1OOl0O1O0Ol勰如勉弘舛”弛舢们钾铝464953683637724486508I64OOO0O0O0OOO0O11O0O0OIOO叭=兮吣m他坫”博加
