中緬油氣管道為我國四大能源戰(zhàn)略通道之一。天然氣管道干線從云南瑞麗市進入中國境內(nèi),與原油管道干線并行,在貴州安順市油氣管道分離。其中,中緬油氣管道瑞麗天然氣分輸壓氣站、瑞麗原油泵站為油氣合建站場,位于云南省瑞麗市弄島鎮(zhèn)拉相村,占地面積133439m2,場地地層分別為粘土、粉砂、細砂、中粗砂、礫砂、粗砂、圓礫、卵石層,其中砂土為液化土層,液化等級為嚴(yán)重液化。采用振沖碎石樁法處理瑞麗站嚴(yán)重液化地基,可消除砂土液化,提高地基承載力,對確保站場的安全運行具有重要意義。
1 砂土液化現(xiàn)象及其危害
砂土液化是指某些類型的土壤失去其強度且呈高粘流體的一種現(xiàn)象[1],其實質(zhì)是土體抗剪強度消失,超孔隙水壓力不斷增大而有效應(yīng)力不斷減小,當(dāng)有效應(yīng)力為零時,砂土就完全液化,最終使土粒全部處于懸浮狀態(tài),土的抗剪強度全部喪失而沒有任何承載能力。在沖擊荷載下,飽和、疏松、細顆粒到中顆粒的粉土和砂土是最易引起液化的土壤類型。
瑞麗油氣合建站為嚴(yán)重液化場地,地震時將導(dǎo)致站內(nèi)建( 構(gòu)) 筑物等發(fā)生地基液化沉陷,直接威脅到油氣站場的安全,而采用振沖碎石樁法利用振沖器成孔和制成的樁,與樁間土共同形成復(fù)合地基,通過振沖碎石樁振沖擠密砂土提高地基承載力,有效消除砂土液化[3]。
2 施工步驟及檢測技術(shù)指標(biāo)2.1 施工步驟
瑞麗油氣合建站場區(qū)采用振沖碎石樁進行地基處理,施工工藝為大功率振沖設(shè)備+外接水管+外接氣管,樁徑1m,樁間距2m,正三角形布樁,擴出基礎(chǔ)外邊緣10m,樁頂鑿除1m長虛樁層,然后樁頂鋪設(shè)0.3m厚碎石墊層,夯填度不大于0.9。
2.1.1?材料準(zhǔn)備
樁體材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石等其他性能穩(wěn)定的硬質(zhì)材料,不宜使用風(fēng)化易碎的石料。
2.1.2?定位
施工機具就位,振沖器對準(zhǔn)樁位(誤差應(yīng)小于10cm),開啟水泵,待振沖器下端噴水口出水后,啟動振沖器,檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流是否正常。2.1.3?成孔
啟動吊車卷揚機下放振沖器,使其以0.5~2.0m/min速度貫入地基中,成孔過程應(yīng)使振沖器保持垂直狀態(tài)。在振沖器下沉過程中,電流值若超過電機額定電流值,則需暫停下沉或減速下沉,采用高壓水松動土層,電流值下降到額定電流內(nèi)繼續(xù)下沉。
2.1.4?留振時間和上拔速度
當(dāng)振沖達到設(shè)計深度后可在此留振30s,將水壓和水量降至孔口有一定量回水但無大量細小顆粒帶走程度。若遇中部硬夾層,應(yīng)適當(dāng)通孔,每深入1m應(yīng)停留擴孔5m~10m,達到深度后,振沖器再往返1~2次進行擴孔,振沖器留在孔底以上50cm處準(zhǔn)備填料。
2.1.5?清孔
成孔后,因返水中含泥量較高、孔口被泥淤堵塞及孔中有強度較高黏性土導(dǎo)致成孔直徑小時,一般需清孔,即將振沖器提出孔口或需清孔的位置,再重復(fù)(3)、(4)步驟1~2遍,借助于循環(huán)水清除孔內(nèi)泥土,保證填料暢通。2.1.6?填料
采用連續(xù)填料時,振沖器成孔后停留在設(shè)計加固深度以上50cm處,向孔內(nèi)不斷填料,并在整個制樁過程中石料均處于滿口狀態(tài)。如此反復(fù),直到制樁完成。
2.1.7?成樁
制樁加固至樁頂設(shè)計標(biāo)高以上時,應(yīng)先關(guān)閉振沖器,再關(guān)閉供水泵,然后移至新孔位。
2.1.8?填寫施工記錄表。2.2 檢測技術(shù)指標(biāo)
瑞麗油氣合建站振沖碎石樁施工的現(xiàn)場應(yīng)用表明:采用振沖碎石樁處理地基施工速度快,施工質(zhì)量易于控制,技術(shù)可靠,機具設(shè)備簡單,操作技術(shù)易于掌握,充分利用了原狀地基土,增大地基變形模量,減小基礎(chǔ)沉降,可有效消除地震時地基的砂土液化,在類似工程建設(shè)中值得推廣應(yīng)用。