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在海底鋪設(shè)輸送石油和天然氣管道的工程，這其中又包括海上定位、鋪設(shè)管道及開溝等項(xiàng)作業(yè)。

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)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請(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)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。

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鋼管重量1500噸左右，沉管難度大，工藝國(guó)內(nèi)首創(chuàng)采訪中，記者了解到，跨中運(yùn)河的這段管道為異形鋼管，整體為中間下凹、兩端上抬彎管形式(倒虹管形式)，看上去像兩端帶把手的平底鍋縱切面，并非處于同一標(biāo)高的一根水平直管。

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)。

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填埋，覆蓋和錨固

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。　　其施工工藝如右圖所示?！　?

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；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。　　在軟土中，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(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)行基槽開挖。在基槽開挖中，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；如果基槽開挖較較深，開挖面積大，采用人工開挖不經(jīng)濟(jì)，可考慮采用機(jī)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(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。

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在水底開挖溝槽和回填覆蓋有一些特殊的技術(shù)問題要注意。

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)。

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海上油氣開采用有特殊要求的塑料管道在水中鋪設(shè)和應(yīng)用塑料管道的另一個(gè)領(lǐng)域是海上開采石油和天然氣業(yè)大量應(yīng)用的管道。在海上油氣開采業(yè)這種管道被稱為‘可彎曲管FlexiblePipe'。對(duì)撓性管有多方面的要求：可以彎曲的連續(xù)長(zhǎng)管、耐內(nèi)壓、耐外壓、耐腐蝕…..等，通常采用多層復(fù)合管，由熱塑性塑料層、纖維或鋼絲增強(qiáng)耐內(nèi)壓層、鋼帶纏繞增強(qiáng)耐外壓層等組成。

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(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(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。　　對(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，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)施工中的問題。便于施工管理人員進(jìn)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(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?！　∈┕r(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。

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國(guó)際上已經(jīng)有很多成功利用塑料管道做排海工程的實(shí)例。最近一個(gè)著名的實(shí)例是前文提到的法國(guó)蒙彼利埃市Montpellier排海工程[5]：蒙彼利埃市是法國(guó)南部地中海邊的文化和旅游名城，2000年起擴(kuò)建其污水處理廠，其中排海工程是建設(shè)一條直徑1600毫米，陸上9公里海中11公里的排放管道。參加競(jìng)爭(zhēng)的有鋼管，混凝土管，玻璃鋼管和PE管。最后是Pipelife公司的PE管在2002年9月中標(biāo)。采用的管材是直徑1600毫米，SDR26（PN6.3）的PE100管。管材在由Pipelife公司在挪威的工廠生產(chǎn)，材料用的北歐化工的Borstar?HE3490-LS。每根擠出管材550米長(zhǎng)，總共20根，在海面上分4批經(jīng)過(guò)北海，大西洋，拖運(yùn)到地中海邊的工地。PE管采用管端對(duì)接焊，然后用專門設(shè)計(jì)的玻璃鋼連接件把管道連接起來(lái)。在PE管外套上既起壓重作用又起保護(hù)作用的混凝土管段以后，逐步鋪入在海底開挖的2米深管溝。管道最末端的排放擴(kuò)散口在水深30米處。管道上再鋪上混凝土保護(hù)板。全部工程在2004年1月完成。