彭阳 袁喜燕 戴至奇
中国建筑第五工程局有限公司 湖南长沙 410004
摘要：湘江欢乐城项目位于湖南省长沙市主要包括：欢乐雪域、欢乐水寨、朗豪酒店、欢乐广场、欢乐天街、洲际度假酒店、欢乐丛林、桐溪湖和湘江女神公园等。其中酒店区域地质环境较为复杂，场地原地貌局部为村级道路边池塘，常年雨水汇集浸泡形成淤泥，淤泥层厚度约3~10米，淤泥层以下为微风化灰岩层，岩硬度高，溶洞发育，存在多层溶洞、斜岩、孤石。对地基基础施工造成较大困难。项目经多方论证决定采用沉管碎石桩施工技术，保证在如此复杂的地质环境下，基础能达到设计要去的承载力，同时也为后续类似地质条件项目提供参考经验。
关键词：淤泥层；微风化灰岩层；沉管碎石桩
1.工程概况
湘江欢乐城项目位于湖南省长沙市，占地1.6平方公里，总建筑面积约50万平方米，总投资120亿元。包括：欢乐雪域、欢乐水寨、朗豪酒店、欢乐广场、欢乐天街、洲际度假酒店、欢乐丛林、桐溪湖和湘江女神公园等。其酒店区域2#商业楼基础采用沉管碎石挤密桩+筏板基础。根据设计图纸内容，本栋号共有636沉管碎石桩，共636平米。碎石桩直径为600mm，桩长不小于4米，最大长度为15米，桩间距为1米。筏板底及桩顶范围设置300厚褥垫层，材料为级配碎石，夯实度不得大于0.9。处理后的地基承载力特征值需要达到设计值150kPa。
湘江欢乐城项目效果图
2、沉管碎石桩施工关键技术
2.1沉管碎石桩工艺原理
振动沉管碎石桩技术是利用振动沉管成孔，在管内投料振动成桩，直接加固松散土体，使土的密实度显著增加，强度增大，压缩性减小，在软土层中构筑了刚度较软土大得多的碎石桩，通过上部的级配砂石褥垫层，组成复合地基，一起参与工作，共同承担上部荷载。在基础的整体变形下，通过桩间土的变形协调，大部分荷载传递给刚度大、强度高的碎石桩体，土体的负荷大为减少。同时碎石挤密桩及其上部砂石褥垫层，本身又是一个良好的排水通道，复合土层的孔隙水可通过这个通道排出，从而加快土的固结和强度的提高。因此复合地基的工程性能有明显的改善，使强度增大，沉降与不均匀沉降减少，而且沉降期大大缩短。
2.2沉管碎石桩工艺流程
原地面平整→测量放线定位→振动沉管打桩机就位→振动沉管→边拔管、边振动、边加料→反插留振拔管→桩成形→打桩机移位。
2.3施工方法
1）为便于控制桩管的入土深度，施工前在桩管上每米用红漆划一标志。
2）先进行桩位测放，测量人员测量放出中心线及边线控制桩，并做好控制桩保护，根据桩位平面布置图，用钢尺布桩，布桩误差控制在2cm内。
3）桩机就位：将打桩机就位，合拢活瓣桩尖，将管桩向下垂直，使桩尖对准桩位标记，继续向下垂移桩管使桩尖入土。调整桩机搭架，使沉管与地面基本垂直，一般控制在1%以内。
4）启动桩锤电机使桩锤振动，桩管沿桩位下沉。
5）沉管达到设计深度后（沉管振冲至灰岩层时，无法继续深入时，即达到设计深度），进行碎石灌注作业，将碎石由加料口注入桩管内，灌入量按桩身理论方量值计算。如果桩管一次容纳不了应灌入的全部碎石，剩余的碎石待桩管提升下料振动挤密一段时间后，再补充装入。做好现场施工记录，严格控制每根桩的碎石充盈系数(充盈系数=碎石填料体积/沉管体积，一般在1.5～1.8之间)，保证填充量从而保证成桩质量。
6）沉至孔底后，先振动5～10s后再拔管，第一次拔桩管提升80-100cm，提升时桩尖自动打开，桩管内的碎石料流入孔内。以后每次拔管高度0.5～1.0m留振一次，留振约5s，反插深度0.3～0.5m。在拔管过程中，拔管速度约1.0～1.5m/min。提管时的密实电流 50-60A，反插时的密实电流 70～80A。
3.质量控制要点
沉管碎石桩施工时应注意以下几点：
1）正式施工前应进行成桩试验，应进行施工工艺和成桩挤密试验。
2）正式施工时，要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、振密挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工，以确保碎石挤密桩桩身的均匀性和连续性；
3）施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍套管外径，套管垂直度偏差不应大于1%;
4）施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两桩必须跳跃间打；
5）边振动边下沉，通常每下沉0.5米留振30s；启动拔管，拔管前留振1min，以后边振动边拔管，拔管速度需均匀且每拔管1m留振1min;
6）提升和反插速度必须均匀，反插深度由深到浅；提管速度不快于1.0～1.5米/分钟。反插次数每米不少于1次。反插留振从桩底开始，自下而上逐段进行，中间不得漏振;
7）碎石灌入量不少于设计值的95%；
8）地基质量检验标准,参照GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)相关规定执行。
9）施工完毕，整平场地，进行碾压，压实度达到设计及规范要求。
4.结语
（1）采用此方法虽比比传统方法造价高，但效果好。能克服地质条件困难的问题，达到设计要求的基础承载力。
（2）通过工程实际验证，项目基础成型效果好，给类似的项目提供参考。
参考文献：
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[2]袁清虎. 淤泥质地层振动沉管碎石桩施工技术探析[J]. 交通世界,2017(11):64-65.
[3]罗剑帅. 浅谈振动沉管碎石桩处理软弱土地基中的应用[J]. 科技风,2015(24):156.
论文作者:彭阳,袁喜燕,戴至奇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/27
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