摘要：原料场是冶金企业的主要污染源之一，随着用户产能的升级，原料用量也不断增加，国家对环境保护要求越来越严格，为减少环境污染，降低物料损耗，对现有料场生产线区域的露天料场采用封闭式料场是国内外许多新建或改造环保型原料场减少环境污染的重要措施，C型封闭式料场就是其中一种，其具有大体量、超长、超密PHC群桩施工难点和特点。本文通过宝钢一二期矿场OC、OD料条C型封闭料场工程对毗邻生产线区域内复杂地质条件下大体量、超长、超密PHC群桩关键施工技术进行研究，为克服其群桩施工难点，减少桩基施工对周边生产线的影响，缩短封闭式料场建设周期，具有非常重要的现实意义。
关键词：C型封闭料场；PHC群桩；施工技术
一、原料C型封闭料场毗邻生产线区域内复杂地质条件下PHC群桩施工特点及难点概述
1具有桩基数量多，桩长长，布置紧密的特点：因C型封闭料场内存在大量PHC复合地基桩，加之挡墙、隔墙、矮墙等基础桩在内，PHC桩数量达到7200多套，复合地基桩桩长一般在45~55m，中间挡墙桩桩长达60~71m，其他基础桩桩长在55~70m，整个料场PHC桩间距布置在1.5m~2.5m范围内，长、短桩交错布置，非常紧密。
2具有施工战线长、施工工期紧、投入桩机设备多且集中的特点：C型封闭料场一般长度约600m，跨度约75.5m，较大的C型封闭料场跨度达90m，桩基施工工期约为3.5~4个月，受工艺及场地限制，每台桩机之间需考虑约40~50m的安全距离以及足够的作业面，否则容易带来安全隐患或造成物流拥堵，因此一次投入的打桩设备不能过多，宜控制在15台左右为好。
3施工毗邻生产区域，如何消减挤土效应对周边堆取料机设备带来的隆起及位移影响是封闭料场PHC群桩施工的一大难点：新建C型封闭料场是利用原有料场场地进行施工建设，周边存在堆取料机、皮带机设备、设备轨道等生产设施，且距离只有10m之近，群桩施打过程中会产生振动和挤土效应，对周边设备正常生产会带来不利影响，其中最重要的就是堆取料机的运行轨道，受打桩挤土影响最大。因此施打时需选择合理的打桩顺序，采取减少挤土效应的必要措施，确保周边设备的正常生产。
4复杂的地质条件：由于PHC桩施打是在原有料场堆料区域施工，料场表层形成一层由矿料、碎石、粘土等组成的约2~3m厚杂填土层，并经过长时间的堆载已经硬化板结，相当密实；浅层3~10m范围内的土体经过长时间的堆载预压，同样达到密实状态，压缩性极低，给PHC桩施工首节桩施打带来了很大的困难，需采取必要措施确保首节桩顺利穿透浅层土体的同时保证桩身垂直度和桩体不发生破坏；此外，由于料场地下水丰富，透水性极强，群桩施打过程中受工期限制无法给予足够的时间让孔隙水压力自然消散，因此需采取强制性排水措施降低孔隙水压力从而减少挤土效应。
5施工场地狭窄，物流通道受限，各方协调工作量大：施工毗邻生产区域，受周边生产设施影响，生产物流、施工物流、检修物流、运输物流合用一条10m宽通道，施工时在确保不影响生产的原则下，需对现场桩材的摆放、桩材的卸、运、桩机、吊机的站位和行走布置进行合理规划，同时加强与生产和桩厂的沟通协调，采取必要措施满足生产方、施工方、桩材供应方三方互利共赢。
二、原料C型封闭料场毗邻生产线区域内复杂地质条件下PHC群桩施工关键技术和措施
1采取局部钻孔取土、冲孔、翻挖、修改PHC桩桩尖形式、提高桩身强度、合理配桩等措施解决浅层土体硬化固结难以穿透的难题。
1）对位于原有料堆堆料核心区域下方的PHC桩，其6~8m范围内的浅层土体区域通过钻孔桩机进行引孔或用送桩杆冲孔后再施打首节桩，对位于原料堆堆料核心区域以外的PHC桩，其浅层2m范围土体采用挖机进行翻松处理后再施打首节桩。
2）通过设计将地基处理桩桩尖形式由闭口桩尖修改为开口桩尖，以减少打桩时的挤土效应和阻力，同时减少桩尖长度，提高桩尖抗弯折能力。
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3）与桩厂沟通将首节桩桩身强度从C80提高到C85-C90，并在桩身端部2m范围内掺钢纤维，以此提高桩身抗击打的能力，同时控制首节桩的桩长在10～13m范围内，通过控制长细比来保证首节桩的沉桩质量。
4）严把PHC桩桩材外观质量检验关，存在端板不平、锚筋突出端板、空鼓、大面积合缝漏浆、桩身细微裂缝等质量缺陷的桩坚决退场处理，同时加强施工过程中首节桩垂直度监测以及接桩焊接质量控制，确保沉桩质量。
2合理安排施工分区及打桩施工顺序，在确保质量的前提下保证打桩工期。
1）根据桩机数量和场地条件将打桩分为四个区域，区与区之间设置约20m长应力释放带，位于应力释放带内的桩最后施工，以此减少区段之间PHC桩施工的相互影响，在保证PHC桩沉桩质量的前提下，克服场地条件的制约分区段全面施工，实现了工期和质量的双赢。
2）每一区段内的桩根据先深后浅，由中间往两边施打的原则进行，施打顺序为：中间挡墙桩→横向隔墙桩→料格内地基处理及拉梁桩→纵向矮墙及皮带机基础桩→厂房柱基桩。
3采取设置减震沟、孔隙水压力消散孔、加强堆取料机设备轨道的监测等措施减少挤土效应给生产设备带来的不利影响。
1）PHC桩施打前，沿厂房柱基外长度方向的靠近堆取料机设备道床边挖设1.5米深，1米宽的减震沟，可有效减少打桩震动和浅层挤土给设备轨道造成的隆起及位移影响。
2）在C型封闭料条的料格内设置1~2口直径600mm，深度15m的孔隙水压力消散孔，孔内配置1台潜水泵，PHC桩施打过程中定期抽取孔内的压力水排放至减震沟内，加快孔隙水压力的消散，从而减少挤土效应。
3）加强对堆取料机运行轨道的监测，需在两侧轨道上每隔50m设置1个标高观测点和1个位移观测点，前期每3~5天观测1次轨道的标高及轨距变化，待桩基施工完成2/3后每隔7~10天观测1次，当发现轨道标高及轨距超出设备正常运行的允许偏差值时，应及时报警，限制堆取料机作业范围并通知生产将轨道调整到正常值。
4建立信息化的管理制度和手段，确保第一时间了解PHC桩施工的安全、质量、进度及对周边设施、设备的影响情况。
1）建立项目微信群，将生产方、施工方、监理单位和桩材供应厂家以及所有项目管理团队人员加入微信群中，由施工方在微信群中发出有关每日作业量、作业范围、作业时间、打桩日报、测量监控、桩材供应等信息用于指导和提示各方工作。
2）每日施工结束后，施工单位需将桩机停靠至堆取料机旋转作业半径以外，并告知生产方，以防止发生碰撞。
三、结语
有关PHC锤击桩施工技术可参照传统施工工艺和施工方法，本文不再阐述，宝钢一二矿场OC、OD料条C型封闭改造项目共计施打PHC桩7291套，通过原料C型封闭料场毗邻生产线区域内复杂地质条件下大体量、超长、超密PHC群桩施工技术的应用实践，仅仅用了14台桩机在短短3.5个月的时间内完成了所有桩基施打任务，且通过桩基高、低应变检测，未出现三类桩，一类桩的比例高达90%，既未影响正常生产，又确保了工期和质量的双赢。该关键施工技术还将在后续宝钢矿石料场OG、OH、OI料条封闭改造项目中推广应用。对今后类似封闭料场PHC桩施工具有重要的借鉴和指导作用。
参考文献：
[1]李雪超，瞿启忠. 超高强预应力混凝土管桩(PHC桩)施工技术.建筑技术，2000，31(3):81-83
[2]徐醒华，邓锦波，伍锦湛. 大直径PHC管桩群桩挤压效应应用研究.广东土木与建筑，2011(8):23-26
论文作者:李文武
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/26
标签：料场论文; 桩基论文; 轨道论文; 作业论文; 孔隙论文; 设备论文; 水压论文; 《基层建设》2017年第17期论文;