沖（海）積平原拌和站施工技術

肖兵

(中鐵二十二局集團第四工程有限公司，天津 301700)

1 工程背景

南湖拌和站占地面積約1.7 hm2，主要負責的混凝土方量約為2×105m3，混凝土每日最大供應量約為700 m3。南湖拌和站位于沖（海）積平原區，表層廣泛分布海積黏土，厚約0.80～3.40 m。下伏海積淤泥及淤泥質黏土，以淤泥為主，流塑，層厚4.30～16 m。后逐漸進入弱風化、中風化巖層。

2 拌和站設置

拌和站連接既有省道，采用封閉式管理。拌和站由攪拌機組、砂石料倉、材料庫房、辦公及生活用房、車輛停放處及洗車池、污水沉淀和排放系統、地磅、圍墻等組成。總體平面布置滿足功能完整，路徑合理，排水暢通，入口設置值班室，拌和站四面設置圍墻。同時在場區內必要位置安裝視頻監控系統，攪拌主機粘貼反光紙（水泥）粉煤灰罐體安裝避雷針、接地線并設置地錨纜風繩。

南湖拌和站單月最高峰混凝土拌和量約為18 000 m3，拌和站罐體以及拌和樓基礎采用平板伐形鋼筋混凝土基礎，面積為380 m2，拌和站罐體基礎鋼筋混凝土厚2 m，拌和樓基礎底板鋼筋混凝土厚1 m，外露基礎尺寸為4 m×20 m×0.8 m，頂部預埋0.5 m×0.5 m×0.02 m 鋼板，并在外露基礎邊設置1 m×1 m×0.5 m 的防撞墩，間距為2 m。每個罐體投影面積下設置4 根預應力管樁進行支撐承載，單樁承載力≥100 kN，拌和站灰罐基礎細部圖如圖1 所示。

圖1 拌和站灰罐基礎細部圖

3 拌和站建設方案

3.1 拌和站設備配備

3.1.1 攪拌機配備

拌和站配備3 臺HZS120 攪拌機，拌和機共配置18 個150 t 儲料罐。水泥罐和外加劑罐由專業廠家定做，儲存罐上噴涂瑞蒼高速的LOGO，在儲料罐繪制“安全生產”及“文明施工”“浙江交投”“中鐵二十二局”等字樣，兩者豎向平行繪制，字體醒目，便于識別。攪拌機按照四倉式自動計量標準配備，配合電腦自動輸出，滿足智慧化要求。為保證安全，存儲罐頂部裝避雷設施，避雷針引線采用專用扁鐵延伸至罐體大地基礎內，并設置安全標語，妥善保護防止被破壞。罐體組合四角設置鋼絲繩風纜拉緊錨固，防止罐體傾覆。

3.1.2 計量系統

每臺拌和樓配備自動計量的拌和系統，拌和系統的設備應配備專門的維修人員、可靠的電源和發電應急設備[1]。攪拌站拌和設備采用質量法自動計量，水、外加劑計量采用全自動電子稱量法計量。拌和站的計量設備經相關計量部門校準后投入生產，使用過程中不定復檢，確保計量準確，混凝土立方量由拌和站地磅校正[2]。

3.1.3 上料斗

每臺拌和樓配備4 個上料斗，上料寬度不小于上料鏟車的寬度。上料斗設置雨棚加蓋，以防止雨水進入料斗，且除上料平臺一面外，其他三面進行防雨圍閉。為防止串料，料斗之間加設隔板且隔板高度不小于50 cm。此外，為保證鏟車取料時不至于過低而導致硬化層或底層變異料被收入鏟斗，要求在隔離墻端部設置最低取料高度起止線。距地面10 cm，配料倉基礎以及側墻，均采用50 cm 厚C20 混凝土整體澆筑。

3.1.4 臨時用電

進行臨時供電的統一規劃，確定電力線、主配電箱和配電箱的位置及方向，執行負荷計算，選擇變壓器容量和導線段，通過經驗計算滿足最大功耗。配電房設在拌和站內，采用2 臺400 kV·A 變壓器和1 臺400 kW 發電機組備用電源以滿足拌和站用電需求。

3.1.5 生產用水

拌和站采用打井結合鰲江支流抽取水，將水存儲于蓄水池中。使用前應按規定進行檢測，有關指標值在限值內才可作為拌和用水。在拌和站場地內修筑2 個60 m3蓄水池，蓄水池采用鋼筋混凝土澆筑做好防水設施，確保混凝土拌和用水。

3.2 罐體基礎施工

拌和站罐體及拌和樓基礎采用平板伐形鋼筋混凝土基礎，面積為380 m2，拌和站罐體基礎采用2 m 厚鋼筋混凝土，拌和樓基礎底板采用1 m 厚鋼筋混凝土，外露基礎采用4 m×20 m×0.8 m 整體鋼筋混凝土，頂部預埋0.5 m×0.5 m×0.02 m 鋼板，并在外露基礎邊設1 m×1 m×0.5 m 的防撞墩，間距2 m。每個罐體投影面積下設置4 根預應力管樁進行支撐承載，單樁承載力≥100 kN。預應力管樁施工完成后方可進行上部大罐基礎施工，做好大罐基礎的防雷接地裝置與各種預埋件施工，應定位連接準確并符合相關規范的要求，其接地電阻不大于10 Ω。

3.3 砂石儲料倉施工

拌和站設置9 個分料倉，每個分料倉的凈長為25 m、凈寬為9 m，采用50 cm 厚C25 混凝土墻，墻高2.5 m，確保各分料倉不串料，倉底高于外部地面，修成內外2%的順坡（向料倉口方向），料倉底部澆筑20 cm 厚C25 混凝土。

砂石料存放場地設型鋼結構防雨，遮陽頂棚，鋼結構頂棚起拱線高度不小于12 m，且滿足運輸車輛和裝載機的操作空間作業要求，料倉口與場內地面之間設置排水溝，寬度30 cm、深度50 cm，上部覆蓋帶孔鋼板，防止料倉積水。

料倉頂面設置雨棚，高約12 m，為保證承載力要求，雨棚采用框架條形基礎。采用纜風繩與地錨連接牢固。倉內地面設2%的坡度，嚴禁積水。在兩排料倉前部設置排水溝，與四周排水溝相連，匯聚到沉砂井及污水過濾池。

料倉雨棚采用輕鋼結構搭設，鋼棚采用抗風、耐腐蝕的鋼結構雨棚，統一高12 m，雨棚兩側應設防雨擋板。頂棚采用PVC-U 管集中雨水，排至四周的排水溝中，兩端的儲料倉外側面與端面設置封閉圍擋，防止雨水在風力作用下進入料倉內，棚頂采用灰色彩鋼瓦。

3.4 場地與道路施工

拌和站場地內，車輛能到達的位置均采用1 m 厚塊石回填后施工20 cm 厚C25 混凝土硬化處理，車輛無法到達的位置均采用0.5～1 m 塊石回填后施工10 cm 厚C20 混凝土硬化處理。場地硬化按照低圍高中心的原則進行，場地周圍應設置排水溝，并在適當位置設置集水坑，進行系統的排水布置。場內道路設置相應的標志標線（包括反光警示標志），并設置完善的照明系統。場地應設置完善的排水系統，場地硬化按照四周低，中心高的原則進行，面層排水坡度為2%，場地四周設置30 cm×50 cm 矩形排水溝，料倉前設置30 cm×50 cm 矩形排水溝頂面使用帶孔鋼板，鋼板厚度為3 cm。

4 拌和站軟基處置方案

4.1 軟基處置方案

1）采用150 t×5 個水泥灌，根據罐體及基礎總重，每個罐體投影面積下設置4 根預應力管樁進行支撐承載，單樁承載力≥100 kN。預應力管樁施工完成后方可進行上部大罐基礎施工，施工中做好大罐基礎的防雷接地裝置與各種預埋件施工。

2）拌和站主機為HZS120 攪拌機，根據攪拌機及混凝土重量和動荷載，每個主機基礎下設置4 根預應力管樁進行支撐承載。

3）拌和站配料倉為嵌入式，最大深入原地面以下5 m，嵌入淤泥層內4 m，每個配料機6 根預應力管樁進行支撐承載。

4.2 PHC 樁施工方法

1）南湖沖（海）積平面均為淤泥質土，采用1.5 m 厚塊石直接回填形成進場道路，地表土采用推土機集中至復耕土存放區，整體回填塊石形成整體工作面供機械施工。

2）根據拌和站規劃圖紙進行施工放樣，采用全站儀精確放樣管樁的施工控制樁，樁基采用鋼尺、鋼筋定位標識。

3）預應力管樁混凝土起吊注意動荷載使管樁產生破壞，采用兩頭勾吊法運至樁位附近，采用打樁機夾樁器使樁尖對準樁位中心，平緩插入土中。

4）根據地質情況，采用靜壓法施工，管樁貫入土中50 cm后，采用全站儀以90°夾角進行測量，管樁起吊就位插入地面時，垂直度偏差不得大于1%，樁位偏差不大于20 mm。

5）管樁施工過程中，淤泥段采用靜壓法施工，已軸線重合為準則，利用錘重直接將管樁壓透淤泥層、軟土層為止。

6）為保證管樁支撐層受力，靜壓法施工完成后采用錘擊法進行嵌巖。錘擊時，落距應較小，當入強風化一定深度并待樁穩定后，再按要求落距沉樁。打樁宜重錘低擊，錘重的選擇應根據地質條件、樁的類型、結構、密集程度及施工條件選用。

7）錘擊過程中包括正樁錘、樁帽和樁身的中心線重合，接樁時樁頭應高于地面0.5～1 m，上下節莊段保持順直。本工程采用咬合承插式連接接頭。

8）最后貫入度小于30 mm/10 擊，達到標準即可收錘。

9)管樁貫入度達到標準后，支立樁帽模板，綁扎樁帽鋼筋，澆筑樁帽混凝土。

4.3 沖（海）積平原管樁施工注意事項

1）灌入度突變、地面明顯隆起、臨樁上浮或位移過大、樁身回彈曲線不規則時應立即停止錘樁，分析地質是否存在突變、相鄰樁是否存在地層關聯現象，如有必要，待穩定一段時間后在臨邊位置補樁。

2）樁頭混凝土剝落、破碎、樁身突然傾斜、跑位時必須重新補樁。

3）總錘擊數超過設計規定值時分析原因，綜合計算整體受力，如不滿足要求在進行補樁工作。

4）基坑開挖時注意樁位傾斜，必須對稱開挖，避免單側開挖致使土體偏壓，造成樁身傾斜。

4.4 軟基處理效果分析

南湖拌和站經過預應力管樁處理后進行靜載試驗，試驗結果顯示承載力滿足建站要求。拌和站建設完成后，在持力層基礎四周進行了沉降觀測，根據沉降觀測結果及實際使用論證，采用預應力管樁處理沖（海）積平原拌和站軟基情況良好。

5 結語

本文以南湖拌和站建設為背景，研究沖（海）積平原的軟弱地層的環境下，利用預應力管樁對軟弱地基進行加固的措施，為日后相關項目提供一定的參考。