常州市沉管工程找海工公司★海工水下工程咨詢熱線:17185159888 18118686396★在上世紀(jì)70年代,在海域中開(kāi)發(fā)了大型油氣田以后,開(kāi)始建設(shè)了大型海洋油氣管道,把開(kāi)采的油氣直接輸往陸上油氣庫(kù)站。隨著全球油氣工業(yè)正在向海洋進(jìn)軍,海底鋪設(shè)的油氣管道日益成為全球能源運(yùn)輸動(dòng)脈的重要組成部分。
管砂石樁(碎石樁、灰土樁、OG樁、低標(biāo)號(hào)樁等) 利用沉管制樁機(jī)械在地基中錘擊、振動(dòng)沉管成孔或靜壓沉管成孔后,在管內(nèi)投料,邊投料邊上提(振動(dòng))沉管形成密實(shí)樁體,與原地基組成復(fù)合地基!
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。樁體積(包括砂樁、砂石樁、混凝土樁)不分沉管方法均按鋼管外徑截面積(不包括樁箍)乘以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)(不包括預(yù)制樁尖)另加加灌長(zhǎng)度計(jì)算(計(jì)量單位:m3) V=S×(L+加灌長(zhǎng)度) 式中:V――沉管混凝土灌注樁工程量 S――管外徑截面積 L――設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)(不包括預(yù)制樁尖) 加灌長(zhǎng)度――設(shè)計(jì)有規(guī)定者,按設(shè)計(jì)要求計(jì)算; 設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定者,按0.5m計(jì)算; 樁頂標(biāo)高已達(dá)到自然地坪時(shí),不計(jì)加灌長(zhǎng)度 擴(kuò)大樁的體積按單樁體積乘以復(fù)打次數(shù)計(jì)算,其復(fù)打部分乘以系數(shù)0.85(計(jì)量單位:m3) V=單樁體積×(1+0.85×復(fù)打次數(shù)) 以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
常州市沉管工程找海工公司★海工水下工程咨詢熱線:17185159888 18118686396★水廠電廠的水池、水道清淤、泵房清理、清淤,水下管道鋪放、水下攔污柵清污、攔污柵檢測(cè),更換閘門(mén)起落、導(dǎo)流洞、水庫(kù)壩體等維修施工;水下鋼結(jié)構(gòu)與管道安裝與焊接施工:水下陽(yáng)極焊接保護(hù),利用水下濕法焊接、水下干法焊接與水下CO2氣體保護(hù)焊接、水下埋管、水下鋪設(shè)、取排水管道安裝、過(guò)河電纜鋪設(shè)、水下倒虹管安裝、沉管隧道清理淤泥、水下頂管法、水下鋪設(shè)光纜、管道安裝規(guī)范、水下攔污柵安裝、水下管道安裝、水下取水頭安裝、過(guò)河管道水下安裝\水下電氧切割切割等手段對(duì)水下船舶、平臺(tái)、海底管線及水下鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行水下焊接拆除作業(yè)。
CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁,是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。其施工工藝與普通沉管碎石樁基本相同。
1.工程材料
1.1粉煤灰粉煤灰是燃煤發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢料。它是磨至一定細(xì)度的粉煤灰在煤粉爐中燃燒(1100~1500。C)后,由收尖器懼的細(xì)灰(簡(jiǎn)稱干灰)。其主要化學(xué)成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等,其中粉煤灰的活性決定于各種粒度Al2O3和SiO2、的含量,CaO對(duì)粉煤灰的活性也極為有利。粉煤灰的粒度組成是影響粉煤灰質(zhì)量的主要指標(biāo),一般粉煤灰越細(xì),球形顆粒越多,因而水化及接觸界面增加,容易發(fā)揮粉煤灰的活性!
1.2碎石碎石為不溶于地下水或不受侵蝕影響的硬骨料,一般采用礫石、碎石等,其粒徑為20~50mm,密度為2.7t?m3,松散密度為1.39t?m3,含水率0.96%,含泥量不得大于5%!
1.3石屑摻入一定數(shù)量的石屑是填充碎石的孔隙,使其級(jí)配良好。石屑宜選用與同一種碎石原料進(jìn)行加工,摻入的數(shù)量應(yīng)由試驗(yàn)確定,不能隨意添加。其各項(xiàng)參數(shù)如下:粒徑2.5~10mm,密度2.7t?m3,松散密度1.47t?m3,含水率1.05%,含泥量不得大于5%!
1.4水泥一般采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥,質(zhì)量?jī)?yōu)良,新鮮無(wú)結(jié)塊!
2.機(jī)具設(shè)備
2.1主要機(jī)具振動(dòng)打樁機(jī)是振動(dòng)沉管法施工的主要機(jī)具。目前國(guó)產(chǎn)型號(hào)有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60/DZ120等,對(duì)于地質(zhì)情況較復(fù)雜的地基,功率大的打樁機(jī)比功率小的效果好,在一般的砂粘性土地基DZ90能滿足孔徑小于80cmCFG樁的施工。
2.2配套設(shè)備
2.2.1吊機(jī)的起吊能力應(yīng)不小于10t,可用起落架代替吊機(jī)。
2.2.2電氣控制設(shè)備是施工機(jī)械的心臟,控制電流操作臺(tái)要有250A以上容量的電流表3塊,500V電壓表3塊!
2.2.3加料可用架子車或小翻斗車完成,按一次不超過(guò)0.5立方計(jì)算需要運(yùn)輸工具的數(shù)量!
3.施工準(zhǔn)備施工前,應(yīng)作好以下準(zhǔn)備工作:
3.1認(rèn)真核對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況,防止施工時(shí)沉管振動(dòng)破壞;
3.2按設(shè)計(jì)要地求布置樁位,繪出布樁平面圖,標(biāo)出打樁順序和注明樁位編號(hào),具體施工注意事項(xiàng)應(yīng)詳加說(shuō)明;
3.3對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及鄰近的地下管線、地上建筑物等應(yīng)事前進(jìn)行清理;
3.4搞好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作,水準(zhǔn)控制點(diǎn)及平面控制點(diǎn)應(yīng)按測(cè)規(guī)要求引至現(xiàn)場(chǎng),以控制樁的調(diào)程及位置;
3.5完成施工現(xiàn)場(chǎng)“三通一平”工作,保證沉管機(jī)械進(jìn)場(chǎng)。
常州市沉管工程找海工公司★海工水下工程咨詢熱線:17185159888 18118686396★通過(guò)多年的研究和實(shí)踐,已經(jīng)證明了所謂‘柔韌性水中管道原理'。即在水中鋪設(shè)管道工程中采用在非常外力出現(xiàn)(包括海底地形變動(dòng))時(shí)有可能適度活動(dòng)和變形的管道(possiblemovabilityofthepipeline),就可以不必用高安全系數(shù);有可能直接鋪在海底上(常常無(wú)需挖溝填埋,隨著水底地形變動(dòng)),還可以只用較輕的壓載。
4.施工方法CFG樁施工前,一般須進(jìn)行試驗(yàn),以便確定成樁有關(guān)技術(shù)參數(shù),待參數(shù)確定后再行組織施工! ∑涫┕すに嚾缬覉D所示!
4.1沉管
⑴樁機(jī)就位須水平、穩(wěn)固、調(diào)整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于1%;
⑵若采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖,需埋入地表以下300mm左右;
⑶啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),開(kāi)始沉管過(guò)程中注意調(diào)整樁機(jī)的穩(wěn)定,嚴(yán)禁傾斜和錯(cuò)位;
⑷沉管過(guò)程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次,對(duì)土層變化處應(yīng)特別說(shuō)明,直到沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高!
4.2投料
⑴在沉管過(guò)程中可用料斗進(jìn)行空中投料。待沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后須盡快投料,直到管內(nèi)混合料面與鋼管料口平齊;
⑵如上料量不多,須在拔管過(guò)程中進(jìn)行孔中投料,以保證成樁樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求
⑶混合料配比應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件規(guī)定執(zhí)行,碎石和石屑含雜質(zhì)不大于5%;
⑷按設(shè)計(jì)配比配制混合料,投入攪拌機(jī)加水拌和,加水量由混合料坍落度控制,一般坍落度為30~50mm,成樁后樁頂浮漿厚度一般不不超過(guò)200mm;
⑸混合料的攪拌須均勻,攪拌時(shí)間不得小于1min.
4.3拔管
⑴當(dāng)混合料加至鋼管投料口平齊后,開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī),沉管原地留振10s,然后邊振動(dòng)邊拔管;
⑵拔管速度按均勻線速控制,一般控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,拔管速率可適當(dāng)放慢;
⑶當(dāng)樁管拔出地面,確認(rèn)樁符合設(shè)計(jì)要求后用粒狀材料或濕粘土封頂,然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。
4.4施工順序連續(xù)施打可能造成的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸,但很少發(fā)生樁完全斷開(kāi);跳打一般很少發(fā)生已打樁樁徑被擠小或縮頸現(xiàn)象,但土質(zhì)較硬時(shí),在已打樁中間補(bǔ)打新樁時(shí),已打樁可能被振斷或振裂! ≡谲浲林校瑯毒噍^大可采用隔樁跳打;在飽和的松散粉土中施打,如樁距較小,不宜采用隔樁跳打的方案;滿堂布樁,無(wú)論樁距大小,均不宜從四周向內(nèi)推進(jìn)施工。施打新樁時(shí)與已打樁間隔時(shí)間不應(yīng)小于7天!
4.5混合料坍落度為避免樁頂浮漿過(guò)多,混合料坍落度一般為3~5cm.
4.6保護(hù)樁長(zhǎng)所謂保護(hù)樁長(zhǎng)是指成樁時(shí)預(yù)先設(shè)定加長(zhǎng)的一段樁長(zhǎng),基礎(chǔ)施工時(shí)將其剔掉! ”Wo(hù)樁長(zhǎng)越長(zhǎng),樁的施工質(zhì)量越容易控制,但浪費(fèi)的料也就越多! ≡O(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高離地表距離不大于1.5m時(shí),保護(hù)樁長(zhǎng)可取50~70cm,上部用粒狀材料封頂直到地表!
4.7樁頭處理CFG樁施工完畢待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度(一般為7天左右),方可進(jìn)行基槽開(kāi)挖。在基槽開(kāi)挖中,如果設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高距地面不深(一般不大于1.5m),宜考慮采用人工開(kāi)挖,不僅可防止對(duì)樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響,而且經(jīng)濟(jì)可行;如果基槽開(kāi)挖較較深,開(kāi)挖面積大,采用人工開(kāi)挖不經(jīng)濟(jì),可考慮采用機(jī)械和人工聯(lián)合開(kāi)挖,但人工開(kāi)挖留置厚度一般不宜小于700mm.
4.8褥墊鋪設(shè)為了調(diào)整CFG樁和樁間土的共同作用,宜在基礎(chǔ)下鋪設(shè)一定厚度的褥墊層,其鋪墊厚度應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定辦理。其材料多為粗砂、中砂或級(jí)配砂石,限制最大粒么不超過(guò)3cm.
施工時(shí)先虛鋪,再采用靜力壓實(shí),當(dāng)樁間土含水量不大時(shí)也可夯實(shí)。樁間土含水量較高,特別是高靈敏度土,要注意施工擾動(dòng)對(duì)樁間土的影響,以避免產(chǎn)生橡皮土。
常州市沉管工程找海工公司★海工水下工程咨詢熱線:17185159888 18118686396★根據(jù)計(jì)劃,跨中運(yùn)河1060米的輸水管道將分三次沉放,預(yù)計(jì)在春節(jié)前可全面完成。該項(xiàng)工程的施工,不僅為我市水下水務(wù)工程積累了重要的技術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),也將大大提升我市水下水務(wù)建設(shè)的水平。
5.施工質(zhì)量控制
5.1施工監(jiān)測(cè)
⑴打樁過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量地面是否發(fā)生隆起,因?yàn)閿鄻冻3:偷乇砺∑鹣嗦?lián)系;
⑵打新樁時(shí)對(duì)已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂進(jìn)行樁頂位移測(cè)量,以估算樁徑的縮小量;
⑶打新樁時(shí)對(duì)已打并結(jié)硬樁的樁頂進(jìn)行樁頂位移測(cè)量,以判斷是否斷樁。一般當(dāng)樁頂位移超過(guò)10mm,需開(kāi)挖進(jìn)行查驗(yàn)!
5.2逐樁靜壓對(duì)重要工程或施工監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)樁頂上升量較大且樁數(shù)較多時(shí),可對(duì)樁進(jìn)行快速靜壓,將可能斷裂并脫開(kāi)的樁連接起來(lái)。但這一處理方式應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定或設(shè)計(jì)文件有特別規(guī)定需做處理!
5.3靜壓振拔技術(shù)靜壓振拔是指沉管時(shí)不啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),借助樁機(jī)自重將沉管沉至預(yù)定標(biāo)高,填料后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)拔管。對(duì)飽和土采用這一技術(shù)對(duì)保證施工質(zhì)量是有益的!
5.4大直徑預(yù)制樁尖的采用在軟土地區(qū),當(dāng)樁長(zhǎng)范圍內(nèi)樁端有可能落在好的土層上時(shí),可采用比通常用的更大的預(yù)制樁尖,樁尖的直徑增大到沉管外徑的1.5~2.0倍,即“大頭樁尖”,其目的是為了獲得更大的端阻力。
6.質(zhì)量檢驗(yàn)CFG樁施工結(jié)束后,應(yīng)間隔一定時(shí)間方可 進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。一般養(yǎng)護(hù)齡期可取28天!
6.1樁間土檢驗(yàn)樁間土質(zhì)量檢驗(yàn)可用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探和鉆孔取樣等試驗(yàn)對(duì)樁間土進(jìn)行處理前后的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)砂性土地基可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入或動(dòng)力觸探等方法檢測(cè)擠密程度!
6.2單樁和復(fù)合地基檢驗(yàn)可采用單樁載荷試驗(yàn)、單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)進(jìn)行處理效果檢驗(yàn)。檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量可按處理面積大小取2~4點(diǎn)。
常州市沉管工程找海工公司★海工水下工程咨詢熱線:17185159888 18118686396★這些負(fù)載包括內(nèi)壓、外壓(水和土壤)、水錘、溫度變化、彎曲、水流作用力、波浪作用力、管道背座在巖石或石塊時(shí)的集中負(fù)載和懸空管道的重量等。這些負(fù)載分別在管道壁中形成軸向和徑向的拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力,由此合成的應(yīng)力必須小于材料允許的設(shè)計(jì)應(yīng)力。PE材料有蠕變和松弛的特性,由于負(fù)載形成的應(yīng)力和應(yīng)變是時(shí)間的函數(shù),因此,必須核對(duì)短期和長(zhǎng)期兩種情形。
7.常見(jiàn)問(wèn)題及施工措施
6.1施工中常見(jiàn)問(wèn)題
6.1.1施工擾動(dòng)土的強(qiáng)度降低振動(dòng)沉管CFG樁施工時(shí),對(duì)土體擾動(dòng)較大,而不同密度的土受到擾動(dòng)后,承載力變化也不一樣,對(duì)密實(shí)較高的土,如采用振動(dòng)沉管成樁工藝,振動(dòng)使土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞,承載力反而可能下降!
6.1.2縮頸和斷樁在飽和軟土中沉樁時(shí),樁機(jī)的振動(dòng)力較小,當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí),新打樁對(duì)已打樁的作用主要表現(xiàn)為擠壓,使得已打樁被擠壓成不規(guī)則形狀,影響承載力,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成縮頸和斷樁。而在上部有較硬土層或中間夾有硬土層的土中成樁,樁機(jī)振動(dòng)較大,會(huì)對(duì)已打樁產(chǎn)生振動(dòng)破壞。采用跳打法時(shí),若已打樁硬結(jié)強(qiáng)度又不太高,在中間補(bǔ)樁時(shí),已打樁可能被振裂口
6.1.3樁體強(qiáng)度不均勻樁機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)沉管線速度太快時(shí),為控制平均速度,一般采用提升一級(jí)距離,停下留振一段時(shí)間,非留振時(shí)速度太快可能導(dǎo)致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時(shí)間過(guò)長(zhǎng),都會(huì)使樁端水泥含量少,樁頂浮漿過(guò)多,混合料也容易產(chǎn)生離析,造成樁身強(qiáng)度不均勻!
6.1.4樁料與土的混合當(dāng)采用活瓣樁靴成樁時(shí),可能出現(xiàn)的問(wèn)題是樁靴開(kāi)口寬度不夠,混合料下落不充分,造成樁端與土接觸不密實(shí)或樁端一段樁徑偏小。若采用反插法施工,如果樁管不垂直,反插時(shí)使土體與樁體材料混合,造成樁身?yè)酵恋热毕! ?
6.2施工措施施工措施由于振動(dòng)沉管CFG樁容易出現(xiàn)以上種種缺陷,因此為保證質(zhì)量,應(yīng)盡量做到:
6.2.1施工前進(jìn)行工藝試驗(yàn)工藝試驗(yàn)的目的是考查設(shè)計(jì)的樁距和沉樁順序能否有效的保證樁身質(zhì)量。工藝試驗(yàn)可結(jié)合工程樁施工進(jìn)行,并做如下觀測(cè):
首先,考查新打樁對(duì)尚未結(jié)硬的已打樁的影響。觀測(cè)前應(yīng)在已打樁的樁頂設(shè)置標(biāo)桿,沉新樁時(shí),測(cè)量已打樁的上升高度,據(jù)此推測(cè)其直徑的縮小值,直至已打樁完全結(jié)硬后,開(kāi)挖以檢測(cè)其質(zhì)量及樁徑!
其次,考查新打樁對(duì)已結(jié)硬的已打樁的影響。具體作法是將標(biāo)桿埋設(shè)于尚未結(jié)硬的已打樁的樁頂,持樁體結(jié)硬后,測(cè)量打新樁時(shí)已打樁的樁頂位移! (duì)擠密效果好的土,打樁振動(dòng)會(huì)引起地表下沉,樁頂因?yàn)槭軘D上升而產(chǎn)生斷樁的可能性不大,如果發(fā)現(xiàn)樁頂向上位移過(guò)大時(shí),樁可能發(fā)生斷開(kāi),若上升超過(guò)10mm,則斷樁可能性較小。
6.2.2加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中,如能加強(qiáng)對(duì)沉樁的監(jiān)測(cè),可以使技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問(wèn)題。便于施工管理人員進(jìn)行決策,從而保證工程質(zhì)量! ∈┕で,要選擇足夠的有代表性的測(cè)點(diǎn),以測(cè)量場(chǎng)地標(biāo)高,沉管過(guò)程中也應(yīng)隨時(shí)測(cè)量地面標(biāo)高是否隆起,防止斷樁口施工過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁頂標(biāo)高的觀測(cè),必要時(shí),對(duì)樁頂上升幅度較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量事故的樁應(yīng)開(kāi)挖探查!
6.2.3逐樁靜壓對(duì)重要工程或監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)樁頂上升量較大且樁數(shù)量多,樁距小的工程可采用逐個(gè)樁,快速靜壓,以消除可能出現(xiàn)的斷樁對(duì)地基承載力產(chǎn)生的消極影響。此技術(shù)在沿海一帶應(yīng)用廣泛,稱為跑樁。 施工時(shí),可在沉管樁樁架上配置適量壓重,一般以樁頂壓力不小于1.2倍單樁設(shè)計(jì)荷載為宜,當(dāng)樁身達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行逐樁靜壓,每根樁靜壓時(shí)間一般為3min.采取靜壓技術(shù)可以將可能發(fā)生的斷樁連接起來(lái),使之正常傳力。
6.2.4靜壓振拔技術(shù)靜壓振拔是指沉管時(shí)不啟動(dòng)馬達(dá),借助樁機(jī)自重將沉管壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高,填滿混合料后再啟動(dòng)馬達(dá)振動(dòng)拔管。
這種做法主要適用于飽和軟土中,特別是塑性指數(shù)較高的軟土中,它可以避免因振動(dòng)土體而導(dǎo)致的過(guò)大孔隙水壓力對(duì)樁體影響,也可以防止土體受到劇烈擾動(dòng)而使其強(qiáng)度大幅度降低。
常州市沉管工程找海工公司★海工水下工程咨詢熱線:17185159888 18118686396★近年水工業(yè)有一個(gè)非常值得注意的技術(shù)進(jìn)步是海水淡化。隨著反滲透膜技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得海水淡化的成本大大降低,目前成本已經(jīng)接近使用地下水或井水的成本。采用海水淡化來(lái)解決水資源缺乏,F(xiàn)在已經(jīng)不再是少數(shù)海灣地區(qū)富國(guó)不得已的選擇,全世界很多國(guó)家認(rèn)識(shí)到海水淡化已經(jīng)是經(jīng)濟(jì)性合理的產(chǎn)業(yè),開(kāi)始大量投資建設(shè)海水淡化工程[7]。我國(guó)大規(guī)模的海水淡化工程也已經(jīng)起步,預(yù)計(jì)將對(duì)我國(guó)很多嚴(yán)重缺乏淡水的沿海地區(qū)發(fā)揮十分重大的作用。海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要大口徑的塑料管材抽提和排放海水,這將為塑料管材特別是HDPE管材的發(fā)展提供了重要的契機(jī)。