振沖碎石樁方案

1、1 設計要求根據(jù)要求，本工程場地鉆孔所達深度范圍內主要軟弱層為淤泥、淤泥質粉質粘土、粉砂。地基處理方式為：清除表層的淤泥，淤泥質粉質粘土、粉砂層采用振沖碎石樁方案。對振沖碎石樁的要求如下：（1）.振沖碎石樁形式：采用邊長為1.8米的等邊三角形布置，樁徑采用1米。（2）.振沖碎石樁地基處理后粉砂層的相對密實度不小于0.7。2 施工組織設計方案2.1 主要施工機械的選擇（1）方駁：方駁噸位不小于600T，且風力在小于5級時，能保持船身的穩(wěn)定，保證正常施工。方駁在施工移位時能利用錨索的伸縮，在10分鐘內完成。（2）交通運輸船：作為施工人員的交通工具，要求性能安全可靠。（3）石料運輸船：能滿足正常每日

2、振沖施工用料量。（4）上料船：配合振沖施工填料，填料速率滿足造樁要求，每次填料量不大于1.0m3。（5）船機測量定位：采用厘米級GPS，且流動站采用一拖二。（6）振沖器：在加密對象、加密孔位布置及其它施工技術條件確定的條件下，振沖器的性能是決定地基處理效果的主要因素。根據(jù)本工程地層特點，為保證加固效果，提高施工工效，應盡量選用額定電流高、激振力大、性能穩(wěn)定的大功率振沖器施工。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，為提高施工質量和工效，在本項目采用我公司自行研制的75KW以上大功率振沖器設備進行振沖碎石樁施工。2.2 倒料護筒的制作作為水上施工，如何使石料順利的下落到施工樁位的孔口是本次施工的難點與重點。我公司在借

3、鑒以往的施工經(jīng)驗的同時考慮到本次施工的特點，對下料護筒進行進一步優(yōu)化，其制作要點如下：（1） 護筒的定位：采用自行浮筏式，下料筒移動與振沖器導桿同步，并始終保持二者相對位置不變，這樣可保證填料的準確性。（2） 護筒的構造：本次護筒采用可拆式的鉸鏈組合。這樣在起吊設備及維修時可減少設備裝卸的工作量。（3） 鋼板網(wǎng)的選擇：倒料護筒底部采用鋼板網(wǎng)，網(wǎng)眼大小適中，確保石料下落過程中不外泄。同時網(wǎng)眼可以使孔內返漿無障礙逸出，保證成孔和清孔質量?？紤]到水力作用，采用網(wǎng)眼護筒有利于其與振沖器導桿保持穩(wěn)定的相對關系。（4） 倒料護筒底部始終延伸至海底面，可最大限度減少孔外損耗。下料護筒的具體構造示意圖見附圖1

4、。2.3 主要施工輔助配套設備(1) 水上作業(yè)平臺結合水上施工的特點，需創(chuàng)建作業(yè)平臺，本項目擬采用600t方駁作為施工作業(yè)平臺，每個方駁上布置2套振沖施工機組。采用拖輪作為移動動力使其進入海上作業(yè)區(qū)域，在拖輪托至施工區(qū)域后，方駁可用錨索固定，在錨索容許范圍內，方駁的施工移位可通過錨索的伸縮來實現(xiàn)。(2) 起吊機械起吊力和起吊高度必須滿足施工要求。結合本項目水上施工設計要求及設備要求，每艘600噸方駁上計劃使用2臺50T履帶起重機。其起吊性能如下：吊車主臂長度：25m；可起吊重量：15T（對應水平旋轉半徑為9m）。故吊車在方駁上的位置安排需考慮到吊車最大旋轉半徑（可施工區(qū)域）。(3) 運輸設備選

5、擇水上運輸采用500噸自航拋石船或其他運料船舶從陸上集料碼頭將石料運送至各個施工區(qū)域。碼頭石料擬直接采用50鏟車裝運或溜槽輸送到自航拋石船上。根據(jù)水上作業(yè)的強度日材料使用量，計劃采用不少于2條自航拋石船（500t）往返供應石料，并用自航拋石船上自帶的挖掘機或抓斗填料，填料采用上料斗，斗容量0.81.5m3，挖掘機上料的速度需滿足振沖制樁的速度。即一個振沖施工機組需配備獨立的一臺上料船舶及上料機械。(4) 電氣控制設備電氣控制裝置除用于施工配電外，還具有控制施工技術指標的功能，即可控制振沖施工中造孔電流、加密電流、留振時間等。振沖器采用自動方式控制加密電流值和留振時間，施工中當電流和留振時間達到

6、設定值，會自動發(fā)出信號，指導施工。2.4 水上振沖施工2.4.1 施工設備平面布置（1）方駁上施工配套設備的擺放根據(jù)海上施工要求，駁船上所有設備均需采取固定措施，設備布置的空間較為狹窄，這樣需要充分利用上方駁的空間，而又要考慮到施工的便利型以及各個機組之間干擾性。為此，我方在實際對方駁進行考察后，結合振沖施工設備的特點對設備的船機布置進行了較為詳細的布置。具體平面布置示意圖見附圖2。（2）施工船舶的布置作為振沖施工的方駁與其喂料的船舶之間的距離安排需要根據(jù)振沖施工安排進行合理的布置。我公司考慮兩者之間的布置的原則是：喂料船舶需滿足振沖施工的安排，應根據(jù)振沖一次施工區(qū)域的大小來確定其與方駁之間的

7、位置關系。具體可見平面布置示意圖見附圖3。駁船上各設備重量參見平面布置示意圖中有詳細說明，這樣可根據(jù)施工設備的偏心重量，確定出船舶需配備的配重重量。2.4.2 測量定位（1） 方駁拖放到施工區(qū)域的定位：因此方駁沒配備相應的定位系統(tǒng)，需要通過陸上GPS的總站進行定位，這就需要一拖二的流動站進行船舶的兩點定位，確定出船舶的施工位置。（2） 方駁的移位：方駁在首次就位后，下錨固定，完成1個點位的振沖施工后，在移位至下一點位時，可通過縮放方駁的四個錨索進行前進或后移，根據(jù)事先計算出坐標，再次利用GPS的兩點定位確定出船舶的施工位置。為保證振沖施工工效，整個駁船的移位應在10分鐘內完成。（3） 上料船舶

8、的定位：上料船舶應與振沖施工樁位保持相對距離，在方駁移位時可帶動其跟隨挪移。其測量定位方式可見附圖4，測量定位示意圖。2.4.3 水上振沖施工流程水上施工同地面施工相比，施工復雜程度比較大，各種施工設備首先需要進行適應性改造，由于水上施工平臺占據(jù)的工作面比較大，要實現(xiàn)大面積機械集中施工比較困難，施工工效同比較低。材料平面運輸和孔口輸送都要求其它設備配合。本工程中，水上施工擬采用以下施工工藝：資料的收集、整理組裝設備建立測量定位系統(tǒng)振沖設備就位振沖造孔施工振沖加密施工檢測驗收建立供電及供水（氣）系統(tǒng)等上料船就位成樁水上施工平臺就位固定碎石樁施工設備上船圖4.2 水上振沖樁施工工藝流程圖2.4.4

9、 施工順序(1)在臨時碼頭將施工設備安裝并固定在方駁上，使用拖輪將方駁托運到施工區(qū)域。(2)駁船測量定位在施工區(qū)域建立測量控制系統(tǒng)。本工程擬全程采用GPS定位，將每個區(qū)域的控制樁的坐標計算出來，施工時即可按照相應坐標進行施放。利用GPS的兩點定位，引導駁船就位后，利用樁位與船體參考線的對應關系，可相應確定出樁位，起吊振沖器對準樁位。(3)上料船就位：上料船根據(jù)振沖施工要求，確定出與方駁之間的位置關系(4)造孔：振沖造孔深度應造孔至樁底標高上30cm50cm處。振沖器對準樁位，開啟壓力水泵，啟動振沖器，待振沖器運行正常開始造孔， 使振沖器徐徐貫入土中，直至設計的樁底標高。對于粘質土層，施工時需清

10、孔12次，清孔時設備提升速度不宜過快，一般控制在1.5m/min以內。造孔過程中應保持比較大的水量，確保成孔的質量。由于振沖器與導管之間有橡膠減震器聯(lián)結，因此導管有稍微偏斜是允許的，但偏斜不能過大，防止振沖器偏離貫入方向。(5)加料方式與加密段長度： 造孔基本完成時，上料船應及時到達，振沖器造孔至設計深度時，向上提高2.02.5m，利用上料船上的挖掘機向浮筏式集料斗內添加石料，通過導料管送至水下孔口，每臺機組需獨立配備一套上料機械（如：一船兩臺挖掘機或2臺上料船）對于振沖樁體的加密，為保證孔內有0.5m加密樁體的加料量，每次提升振沖器應在1.52.0m左右。(6)振沖加密：采用連續(xù)填料制樁工藝

11、。制樁時應連續(xù)施工，加密從孔底開始，逐段向上，中間不得漏振。當達到規(guī)定的加密電流（或加密油壓）和留振時間后，將振沖器上提繼續(xù)進行下一個段加密，每段加密長度應符合要求。(7)重復上一步驟工作，自下而上，直至加密到設計要求樁頂標高。(8)關閉振沖器、關水（關閉空壓機），制樁結束。(9)駁船或者吊車移位進行下一根樁的施工。2.4.5 振沖樁施工質量控制標準和技術要求1、質量控制標準：根據(jù)本工程設計要求，經(jīng)處理后的地基在7度地震設防條件下，地基土不發(fā)生液化，依據(jù)水運工程抗震設計規(guī)范（JTJ225-98）的相應規(guī)定實行。2、施工技術要求(1)造孔和清孔施工時振沖器噴水中心與樁位中心偏差不得大于100mm

12、；造孔中心與設計定位中心偏差不得大于200mm；造孔深度偏差不得大于400mm；振沖器加密施工過程中，每進尺1.02.0m，記錄一次造孔電流、水壓和時間，直至貫入到規(guī)定的處理深度；造完孔后應清孔12次。(2)填料和振密填料和加密應符合下列要求：加密電流、留振時間、加密段長及填料數(shù)量，應符合設計要求的參數(shù)；應用電氣自動控制系統(tǒng)控制加密電流和留振時間（綠燈表示加密電流，紅燈表示留振時間）加密電流的方式；加密必須從孔底開始，逐段向上，中間不得漏振；(3)制樁完成后的樁頂中心與設計定位中心偏差不得大于樁直徑的0.2倍。(4)施工時應由專人負責查對孔號，按記錄表詳細記錄，每班的成孔電流、水壓、時間等要詳

13、細、如實、準確、整潔填寫。(5)對樁間土加密效果采用靜力觸探試驗或標準貫入試驗，在施工715天后進行隨機抽樣檢測，檢測記錄送交監(jiān)理。2.5 質量保證措施及檢驗標準2.5.1 振沖碎石樁技術參數(shù)根據(jù)多年的振沖碎石樁施工經(jīng)驗，結合試樁情況、本場區(qū)地質條件，初步選定如下參數(shù)作為振沖碎石樁施工的控制參數(shù)。表3.3 振沖碎石樁施工控制參數(shù)參數(shù)項目BJ-75造孔水壓0.20.4MPa加密電流（A）7080（暫定）加密水壓0.2-0.4 MPa留振時間（s）8-15加密段長度（mm）300500填料粒徑（mm）5mm以下顆粒不大于25，100150mm塊徑含量不大于15，最大粒徑不大于150mm。2.5.2

14、 質量保證措施施工試驗應總體按下列施工質量管理程序進行：(1)施工前，詳細分析施工場地的巖土工程條件，根據(jù)設計圖紙及相關的施工技術規(guī)范、規(guī)程和標準，制定出嚴密的施工質量管理及質量保證體系。(2)開工前，對現(xiàn)場技術人員、施工機組人員進行技術交底。(3)各施工設備在施工前，由專業(yè)技工進行檢查、維護，特別是加強對監(jiān)控設備的率定。(4)施工中應檢查加密電流、留振時間、加密段長度準確性，并注意填料數(shù)量是否滿足設計要求。(5)施工中若遇到地質條件發(fā)生變化，適當調整施工技術參數(shù)，確保工程質量和施工順利進行，并做好技術記錄。(6)進行碎石樁檢測時應嚴格按照規(guī)范實施。(7)建立信息管理系統(tǒng)，施工、檢測試驗中出現(xiàn)

15、的技術問題及時反饋、解決，對工程進行動態(tài)的管理。2.6 水上振沖施工關鍵工序、關鍵點的質量保證措施水上施工過程中關鍵控制工序要素主要有：船舶和樁位確定、施工深度控制、上料船配合填料以及海上成孔等，控制好水上施工的關鍵工序是保證施工質量和確保進度和關鍵。2.6.1 船舶定位、移位和樁位控制駁船被拖輪拖到施工區(qū)域內，下錨固定在施工范圍內，此時，在樁位布置軸線的延長線上設置導標，利用GPS定位設備移動方駁到計劃施工位置。吊車起吊設備就位后要使成樁后的樁位偏差達到規(guī)范要求，首先在造孔時要控制孔位偏移。造孔過程中發(fā)生孔位偏移原因及糾正方法如下：(1)由于土質不均勻，造孔時向土質軟的一側偏移。糾正方法可使

16、振沖器向硬土一邊開始造孔，偏移量多少在現(xiàn)場施工中確定，也可在軟土一側倒入填料阻止樁位偏移；(2)振沖器導管上端橫拉桿拉繩拉力方向或松緊程度不合適造成振沖器偏移。糾正方法調整拉繩方向和松緊度：(3)振沖器與導管安裝時中心線不在垂直線上或導管彎曲。糾正方法調整振沖器與導管的中心線在垂直線上，對彎曲的導管應調直或更換；(4)由于潮位的變化引起樁位偏差。本工程中對樁位影響比較大的是潮位的變化。潮水位的急劇變化容易引起水上施工平臺的偏移，從而造成樁位偏差。針對這種情況，在施工時要求施工機組時刻觀察潮位的變化，及時調整施工方駁的錨索，保證施工平臺的穩(wěn)定和固定。2.6.2 樁長控制(1)水上施工的樁長根據(jù)海

17、平面的潮落位控制。首先在施工前，在每根振沖樁施工前測量水深，作為振沖器造孔終止深度的依據(jù)(造孔深度水深16m)。并且在加密快完成時，再次測量水深確定制樁的樁頂標高。(2)在振沖器和導管安裝完后，應用鋼尺丈量并在振沖器和導管標出長度標記，一般0.5m為一段，使操作人員據(jù)此控制振沖器入土深度；(3)施工中當水面出現(xiàn)上漲或下降時，根據(jù)水尺的標記，確定水位高程和振沖器上的標尺，確定振沖器入土深度。2.6.3 填料控制水上施工上料采用拋石船或方駁直接上料，振沖成孔后，拋石船(可采用方駁裝料，另外選擇運料船從上料碼頭運送拋石船或方駁)移近駁船上料，如下圖所示：圖4.3 水上振沖樁施工上料示意圖拋石船孔口上

18、料使用斗容為0.51.5m3的反鏟挖掘機，挖掘機將石料轉倒進設置在作業(yè)平臺邊沿上的集料斗中。集料斗采用浮筏式集料斗（集料斗形式可見附圖1），可以在施工范圍內隨著振沖設備在一定范圍移動，確?？梢允夏軌蛱钸M孔內。成樁完成后，可轉向另一個機組旁上料。另外要核對進入施工場地的填料的總量和填入孔內填料的總量，發(fā)現(xiàn)后者大于前者時，應檢查施工記錄并妥善處理。2.6.4 施工技術參數(shù)控制。施工技術參數(shù)有加密電流、留振時間、加密段長、水壓、填料數(shù)量。當采用加密電流，留振時間，加密段長作為綜合指標時，填料數(shù)量受上述這些指標所約束。但在振沖置換處理時，填料量多少關系到成樁直徑的大小和置換率大小，因此，當填料數(shù)量比

19、設計要求過多或過少時，應及時與監(jiān)理、設計單位分析原因，必要時通過設計變更，適當改變加密電流，留振時間，以保證工程質量。施工技術參數(shù)控制時應注意下列事項：(1)為保證加密電流和留振時間準確性，施工中應采用電氣自動控制裝置。在振動條件下使用，設定的加密電流值，留振時間可能發(fā)生變化，應及時調整；(2)施工中應確保加密電流、留振時間和加密段長都已達到設計要求，否則不能結束一個段長的加密；(3)本項目為多臺機組處理同一對象，由于制造或使用原因，相同型號的振沖器，空載電流也有差別。因此，在施工中應經(jīng)常對各機組振沖器的空載電流進行測量記錄，當與設計空載電流差別較大時，應及時適當調整加密電流，以保證各機組施工

20、質量的一致性。(4)應定期檢查電氣設備，不合格，老化，失靈的原器件應及時更換。2.6.5 成孔質量控制水下施工時，表層土有淤泥存在，特別是在水下成孔時水流可能會受到海水影響，制約上流水流攜帶泥砂的能力。因此為保證成孔質量，確保石料能夠順暢進入孔內，保證成樁質量，在水下成孔時采用大水量沖孔?？梢钥紤]在振沖器的減振器處將水管開孔，同時在導管上加旁通管，加強沖孔攜渣能力。加密過程中，碎石樁會含一定的粘土，影響樁體碎石顆粒的嚙合，從而降低樁體強度，為減少樁體的含泥量，施工中應加大加密水壓，延長清孔過程，多次提拉振沖器至孔口，減慢加密速度。3 地基處理效果檢測復合地基承載力由樁體密實度、樁間土類別及其物

21、理力學特性、成樁樁徑等諸多因素決定，本工程以樁間土類別及其物理力學特性為主要因素。即主要判別砂型土的液化問題。樁間砂型土液化效果檢驗采用標準貫入試驗法，根據(jù)標準貫入臨界擊數(shù)判斷地基土承載力，評價地基抗液化能力。檢測可按每1000m2為一檢測批次，每個檢測批次檢測數(shù)量不少于3根，每個檢測點每米做一次標貫測試。4 施工進度計劃4.1 施工工效分析根據(jù)我公司在類似工程施工的經(jīng)驗，在粉砂土中，振沖成孔的速度不小于3m/min，在密實粗砂和礫砂砂土中，振沖造孔速度不小于1m/min。加密速度由于受到道路的影響，應該在0.5m/min左右。振沖施工的經(jīng)驗，由于受到其他輔助時間的影響，水上施工每根樁基本需要

22、1個小時以上。按照兩班24h作業(yè)，綜合考慮各因素，計劃制樁合理工效應為15根/天.機組。駁船每次移位10分。4.2 施工進度計劃4.2.1 主要準備工作進度(1)人員進場準備首批設備進駐現(xiàn)場后，向業(yè)主提交詳細的施工組織設計和進度計劃，并進行人員進場安全教育培訓。(2)施工現(xiàn)場的道路回填、進場道路平整，施工船舶和施工機組準備，場內交通道路、水、電及通訊系統(tǒng)等施工準備工作在3天內形成并能夠投入使用。(3)機組供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)將在3天內建立，具備使用條件。(4)樁位測放、機組安裝調試等振沖樁施工前的輔助準備工作在5天內完成。4.2.2 施工總進度安排按照施工合理工效15根/天.機組，前期

23、300m水上振沖施工約為25天，加上準備時間5天，總施工工期約為30天。后續(xù)工程可根據(jù)工程工期的變化在作調整。4.3 工期影響因素分析及保證措施4.3.1 施工主要影響因素氣象條件、地層情況、水上施工的船舶準備情況、水文情況、施工安排的合理性、主導設備施工性能和施工效率等是影響施工的主要因素。4.3.2 施工進度保證措施為確保本工程按期按計劃工期完成，將在施工期間采取如下進度保證措施：(1)從組織體制上有效保證工程施工的順利進行，具體措施為：建立精干、高效的項目領導班子，實行項目經(jīng)理負責制，并抽調經(jīng)驗豐富、年富力強的技術管理骨干組成項目管理人員，做到分工明確、責任到人、管理到位。對作業(yè)層的生產(chǎn)

24、領班人員，進行內部選擇，抽選技術較好、工作積極、素質較高的熟練技術人員充當，要求在施工過程中加強技術交底和管理，確保工程順利進行。(2)本工程嚴格按照ISO9001體系的要求和工作程序開展各項工作，對各工序的工作質量嚴格把關，杜絕因施工質量問題而造成的返工和窩工。(3)強化維修隊伍，保證主導及附屬設備的正常施工，保證設備的綜合利用率，減少因設備維修帶來的工期拖延。保證輔助設備的完好率，輔助設備考慮備用，以保證主導施工設備不受輔助設備維修的影響。施工現(xiàn)場配備技術熟練的維修工，主要設備的易損配件留有充足的備用件。(4)采用合理的施工組織方式。特別針對水上施工的大型船舶的組織，高效利用水上施工作業(yè)平臺，加快施工進度。采用拋石船直接上料，利用浮筏式集料斗，能夠實現(xiàn)振沖對位和投料的方便快捷。(5)項目經(jīng)理部將根據(jù)工程總進度計劃，對物資、物料采購做出有效實施計劃，保證施工所需物資、物料及時供應；加強計劃管理，作好施工準備，嚴格按計劃