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壓重塊的設(shè)計計算—壓重塊的設(shè)計是要保證管道在水底的穩(wěn)定性，包括垂直方向的力平衡和水平方向的力平衡。垂直方向的力平衡是重力與浮力及升力的平衡，水平方向的力平衡是拖力和摩擦力的平衡。

管砂石樁（碎石樁、灰土樁、OG樁、低標號樁等）　　利用沉管制樁機械在地基中錘擊、振動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）沉管形成密實樁體，與原地基組成復(fù)合地基。　　

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、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)計樁長（不包括預(yù)制樁尖）另加加灌長度計算（計量單位：m3）　　V=S×（L+加灌長度）　　式中：V――沉管混凝土灌注樁工程量　　S――管外徑截面積　　L――設(shè)計樁長（不包括預(yù)制樁尖）　　加灌長度――設(shè)計有規(guī)定者，按設(shè)計要求計算；　　設(shè)計無規(guī)定者，按0.5m計算；　　樁頂標高已達到自然地坪時，不計加灌長度　　擴大樁的體積按單樁體積乘以復(fù)打次數(shù)計算，其復(fù)打部分乘以系數(shù)0.85（計量單位：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)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

遵義市水下鋪設(shè)施工新聞網(wǎng)★海工水下工程咨詢熱線：171-8515-9888   181-1868-6396   150-0511-8899★

“中運河輸水管線沉管工程關(guān)系到整個駱馬湖水源地原水管線工程的成敗，是全線80余公里原水管線實現(xiàn)全面貫通的至關(guān)重要的控制點�！瘪橊R湖水源地建設(shè)處負責(zé)人于孝民說，跨中運河輸水管線工程主要分為地下土層中頂管施工和水上水下沉管施工，其難度和風(fēng)險最大的就是過中運河的沉管施工。

CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，是在碎石樁基礎(chǔ)上加進一些石屑、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。它是磨至一定細度的粉煤灰在煤粉爐中燃燒（1100～1500。C）后，由收尖器懼的細灰（簡稱干灰）。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，一般粉煤灰越細，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，使其級配良好。石屑宜選用與同一種碎石原料進行加工，摻入的數(shù)量應(yīng)由試驗確定，不能隨意添加。其各項參數(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號普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量優(yōu)良，新鮮無結(jié)塊�！　�

2.機具設(shè)備　　

2.1主要機具振動打樁機是振動沉管法施工的主要機具。目前國產(chǎn)型號有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60／DZ120等，對于地質(zhì)情況較復(fù)雜的地基，功率大的打樁機比功率小的效果好，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吊機的起吊能力應(yīng)不小于10t，可用起落架代替吊機�！　�

2.2.2電氣控制設(shè)備是施工機械的心臟，控制電流操作臺要有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0.5立方計算需要運輸工具的數(shù)量�！　�

3.施工準備施工前，應(yīng)作好以下準備工作：　　

3.1認真核對施工現(xiàn)場地質(zhì)情況，防止施工時沉管振動破壞；　　

3.2按設(shè)計要地求布置樁位，繪出布樁平面圖，標出打樁順序和注明樁位編號，具體施工注意事項應(yīng)詳加說明；　　

3.3對現(xiàn)場及鄰近的地下管線、地上建筑物等應(yīng)事前進行清理；　　

3.4搞好現(xiàn)場測量工作，水準控制點及平面控制點應(yīng)按測規(guī)要求引至現(xiàn)場，以控制樁的調(diào)程及位置；　　

3.5完成施工現(xiàn)場“三通一平”工作，保證沉管機械進場。

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水下沉管怎么沉？先給水管灌滿水，再放下去“沉管將分三次完成，首次下沉的管道長度是739米。我們看到的在河面上管道兩端已經(jīng)被封閉，正在向管內(nèi)灌水，全部注滿后才能向水里沉放�！庇谛⒚窀嬖V記者，僅這段739米的管道，全部注滿水需要2000多噸，將耗時4個多小時。管道下沉正是通過向管內(nèi)注水增加下沉動力進行的，達到平穩(wěn)下沉。而從開始注水至管內(nèi)充滿水是最危險的時期，一旦注水不均勻或下沉速度不一，很容易引起整根管道傾覆，后果不堪設(shè)想。

4.施工方法CFG樁施工前，一般須進行試驗，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。　　其施工工藝如右圖所示。　　

4.1沉管　　

⑴樁機就位須水平、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啟動電動機，開始沉管過程中注意調(diào)整樁機的穩(wěn)定，嚴禁傾斜和錯位；　　

⑷沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次，對土層變化處應(yīng)特別說明，直到沉管至設(shè)計標高。　　

4.2投料　　

⑴在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設(shè)計標高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管料口平齊；　　

⑵如上料量不多，須在拔管過程中進行孔中投料，以保證成樁樁頂標高滿足設(shè)計要求　

⑶混合料配比應(yīng)嚴格按設(shè)計文件規(guī)定執(zhí)行，碎石和石屑含雜質(zhì)不大于5%；　　

⑷按設(shè)計配比配制混合料，投入攪拌機加水拌和，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200mm；　　

⑸混合料的攪拌須均勻，攪拌時間不得小于1min. 　　

4.3拔管　　

⑴當(dāng)混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機，沉管原地留振10s，然后邊振動邊拔管；　　

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，確認樁符合設(shè)計要求后用粒狀材料或濕粘土封頂，然后移機繼續(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；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，在已打樁中間補打新樁時，已打樁可能被振斷或振裂�！　≡谲浲林�，樁距較大可采用隔樁跳打；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，無論樁距大小，均不宜從四周向內(nèi)推進施工。施打新樁時與已打樁間隔時間不應(yīng)小于7天�！　�

4.5混合料坍落度為避免樁頂浮漿過多，混合料坍落度一般為3～5cm. 　　

4.6保護樁長所謂保護樁長是指成樁時預(yù)先設(shè)定加長的一段樁長，基礎(chǔ)施工時將其剔掉�！　”Ｗo樁長越長，樁的施工質(zhì)量越容易控制，但浪費的料也就越多�！　≡O(shè)計樁頂標高離地表距離不大于1.5m時，保護樁長可取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到一定強度（一般為7天左右），方可進行基槽開挖。在基槽開挖中，如果設(shè)計樁頂標高距地面不深（一般不大于1.5m），宜考慮采用人工開挖，不僅可防止對樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響，而且經(jīng)濟可行；如果基槽開挖較較深，開挖面積大，采用人工開挖不經(jīng)濟，可考慮采用機械和人工聯(lián)合開挖，但人工開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)嚴格按設(shè)計規(guī)定辦理。其材料多為粗砂、中砂或級配砂石，限制最大粒么不超過3cm. 　　

施工時先虛鋪，再采用靜力壓實，當(dāng)樁間土含水量不大時也可夯實。樁間土含水量較高，特別是高靈敏度土，要注意施工擾動對樁間土的影響，以避免產(chǎn)生橡皮土。

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這種方法最早出現(xiàn)在上世紀50年代，開發(fā)淺海區(qū)油氣田時，多采用人工開出一條能通行淺水船的河道，并在一種用浮箱拼裝而成的鋪管駁船上，把管子組裝起來，當(dāng)駁船向后移動時，焊接好的管段即滑入水中。這種鋪管駁船逐步發(fā)展成為大型鋪管船。1956年，第一艘較大型的鋪管船投入使用。1979年半潛式“卡斯特羅”號鋪管船，在建設(shè)由非洲阿爾及利亞經(jīng)突尼斯穿過突尼斯海峽通向歐洲意大利的輸氣管道時，成功地在608米深的海域中鋪設(shè)了500毫米管徑的管道。

5.施工質(zhì)量控制　　

5.1施工監(jiān)測　　

⑴打樁過程中隨時測量地面是否發(fā)生隆起，因為斷樁常常和地表隆起相聯(lián)系；　　

⑵打新樁時對已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以估算樁徑的縮小量；　　

⑶打新樁時對已打并結(jié)硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以判斷是否斷樁。一般當(dāng)樁頂位移超過10mm，需開挖進行查驗�！　�

5.2逐樁靜壓對重要工程或施工監(jiān)測發(fā)現(xiàn)樁頂上升量較大且樁數(shù)較多時，可對樁進行快速靜壓，將可能斷裂并脫開的樁連接起來。但這一處理方式應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況確定或設(shè)計文件有特別規(guī)定需做處理�！　�

5.3靜壓振拔技術(shù)靜壓振拔是指沉管時不啟動電動機，借助樁機自重將沉管沉至預(yù)定標高，填料后啟動電動機振動拔管。對飽和土采用這一技術(shù)對保證施工質(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)樁長范圍內(nèi)樁端有可能落在好的土層上時，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CFG樁施工結(jié)束后，應(yīng)間隔一定時間方可 進行質(zhì)量檢驗。一般養(yǎng)護齡期可取28天�！　�

6.1樁間土檢驗樁間土質(zhì)量檢驗可用標準貫入、靜力觸探和鉆孔取樣等試驗對樁間土進行處理前后的對比試驗。對砂性土地基可采用標準貫入或動力觸探等方法檢測擠密程度。　　

6.2單樁和復(fù)合地基檢驗可采用單樁載荷試驗、單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗進行處理效果檢驗。檢驗點數(shù)量可按處理面積大小取2～4點。

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除了焊接之外，在準備沉管前，施工方在十幾米深水下已經(jīng)預(yù)先安裝了二十余個鋼管、樁管、橋管等支撐結(jié)構(gòu)。

7.常見問題及施工措施　　

6.1施工中常見問題　　

6.1.1施工擾動土的強度降低振動沉管CFG樁施工時，對土體擾動較大，而不同密度的土受到擾動后，承載力變化也不一樣，對密實較高的土，如采用振動沉管成樁工藝，振動使土的結(jié)構(gòu)強度破壞，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，樁機的振動力較小，當(dāng)采用連打作業(yè)時，新打樁對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，嚴重時還會造成縮頸和斷樁。而在上部有較硬土層或中間夾有硬土層的土中成樁，樁機振動較大，會對已打樁產(chǎn)生振動破壞。采用跳打法時，若已打樁硬結(jié)強度又不太高，在中間補樁時，已打樁可能被振裂口

6.1.3樁體強度不均勻樁機卷揚機系統(tǒng)沉管線速度太快時，為控制平均速度，一般采用提升一級距離，停下留振一段時間，非留振時速度太快可能導(dǎo)致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時間過長，都會使樁端水泥含量少，樁頂浮漿過多，混合料也容易產(chǎn)生離析，造成樁身強度不均勻�！　�

6.1.4樁料與土的混合當(dāng)采用活瓣樁靴成樁時，可能出現(xiàn)的問題是樁靴開口寬度不夠，混合料下落不充分，造成樁端與土接觸不密實或樁端一段樁徑偏小。若采用反插法施工，如果樁管不垂直，反插時使土體與樁體材料混合，造成樁身摻土等缺陷。　　

6.2施工措施施工措施由于振動沉管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施工前進行工藝試驗工藝試驗的目的是考查設(shè)計的樁距和沉樁順序能否有效的保證樁身質(zhì)量。工藝試驗可結(jié)合工程樁施工進行，并做如下觀測：　　

首先，考查新打樁對尚未結(jié)硬的已打樁的影響。觀測前應(yīng)在已打樁的樁頂設(shè)置標桿，沉新樁時，測量已打樁的上升高度，據(jù)此推測其直徑的縮小值，直至已打樁完全結(jié)硬后，開挖以檢測其質(zhì)量及樁徑。　　

其次，考查新打樁對已結(jié)硬的已打樁的影響。具體作法是將標桿埋設(shè)于尚未結(jié)硬的已打樁的樁頂，持樁體結(jié)硬后，測量打新樁時已打樁的樁頂位移�！　D密效果好的土，打樁振動會引起地表下沉，樁頂因為受擠上升而產(chǎn)生斷樁的可能性不大，如果發(fā)現(xiàn)樁頂向上位移過大時，樁可能發(fā)生斷開，若上升超過10mm，則斷樁可能性較小。　　

6.2.2加強施工監(jiān)測施工過程中，如能加強對沉樁的監(jiān)測，可以使技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題。便于施工管理人員進行決策，從而保證工程質(zhì)量�！　∈┕で埃x擇足夠的有代表性的測點，以測量場地標高，沉管過程中也應(yīng)隨時測量地面標高是否隆起，防止斷樁口施工過程中，應(yīng)加強對樁頂標高的觀測，必要時，對樁頂上升幅度較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量事故的樁應(yīng)開挖探查�！　�

6.2.3逐樁靜壓對重要工程或監(jiān)測中發(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樁，快速靜壓，以消除可能出現(xiàn)的斷樁對地基承載力產(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�！　∈┕r，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)計荷載為宜，當(dāng)樁身達到一定強度后進行逐樁靜壓，每根樁靜壓時間一般為3min.采取靜壓技術(shù)可以將可能發(fā)生的斷樁連接起來，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不啟動馬達，借助樁機自重將沉管壓至設(shè)計標高，填滿混合料后再啟動馬達振動拔管。　　

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，它可以避免因振動土體而導(dǎo)致的過大孔隙水壓力對樁體影響，也可以防止土體受到劇烈擾動而使其強度大幅度降低。

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我國實際應(yīng)用在水中鋪設(shè)輸水的塑料管道還剛起步，目前只有不多的應(yīng)用實例。例如：臨海市偉星新型建材有限公司于2003年9月率先在舟山市岱山縣長涂鎮(zhèn)的跨海輸水工程中試用了水中鋪設(shè)的HDPE管道。該管道從大長涂島至小長涂島，跨海2100米，水深20米，直徑DN250mm，壓力等級PN10，材質(zhì)為PE80。工程運行至今已有兩年時間，運行狀態(tài)良好，充分顯示了塑料管道的優(yōu)越性。長涂鎮(zhèn)過去跨海輸水曾經(jīng)采用防腐鋼管，施工難，抗腐差，一般一年左右即會腐蝕穿孔，七年來更換了十根管。此外，偉星公司先后在舟山地區(qū)、三門縣等眾多海島區(qū)域承接跨海工程十余個。又如：浙江楓葉集團2001年7月完成了諸暨至店口給水管道的水下過江工程。穿越的浦陽江寬300米，水深3-6米。工程全線采用DN630、SDR26聚乙烯管道。管道在河岸上焊接，試壓合格后安裝鋼筋混凝土壓重塊，整體下水后沉入江底預(yù)先開挖的溝槽內(nèi)再回填。此外江蘇星河集團等企業(yè)也先后完成過水中鋪設(shè)輸水管道的工程。