阐释优化设计汀步工程优化设计与施工

论文导读：
摘要：某园林工程在设计中采用了“汀步”这一景观设计，由于该汀步工程所在地基为砂卵石地基，地层中存在较多的大卵石和孤石，原设计对汀步桩采用打桩机打桩施工，但经过试桩施工后发现打桩施工难以保证汀步工程的施工质量和景观效果。后对设计与施工方案进行综合优化，决定采用在混凝土基础上进行分层埋桩的设计施工方案，通过优化设计与施工方案后，工程达到了预期的景观设计效果。
关键词：汀步；优化；混凝土基础；安装

1 概况
汀步，又称步石、飞石、掇步、踏步，原指在浅水中按一定间距布设块石，微露水面，使人易于蹑步而行，跨步而过，现行设计除采用天然块石外，对于河水较深处多采用混凝土预制汀步桩。
某生态园林工程围绕一较大水系而建，因此在设计中大量采用了“汀步”这一景观设计。总共有三道汀步，汀步桩采用钢筋混凝土预制，桩体直径350mm，桩长4.8m，桩上端头扩大部分直径为500mm，桩下端头为尖顶型，共计340根汀步桩，汀步桩外露面采用仿原木处理。为增加桩体的稳定性，汀步桩打桩施工完成后要对汀步桩所处的砂卵石地基进行压密灌浆处理。
根据勘探资料，工程所在场地卵砾石层厚度均大于10m，无液化土层及软弱地层，为中等复杂场地，简单地基。地基土层均为卵砾石层，地质勘探过程中未揭穿卵砾石层，卵石粒径大小不均。河水为中性淡水，对混凝土及混凝土中的钢筋均不具腐蚀性。
由于原地质报告中对大卵石、孤石的情况勘测不详，在实际施工过程中则发现该汀步工程所在地基为砂卵石地基，地层中存在较多的大卵石和孤石。原设计方案为采用打桩机打桩施工，但经过试桩施工后发现，打桩施工难以保证汀步工程的施工质量，甚至因大卵石及孤石的存在在，连汀步桩的平面位置、桩顶高程都难以达到设计要求。后对设计与施工方案进行综合优化，决定采用在混凝土基础上进行分层埋桩的设计施工方案。
2 优化设计与施工

2.1优化思路

为保证景观的总体设计效果，这就要求汀步的平面位置及水上部分不能与原设计有不同之处，所能变化的就是水下部分。优化的重点放在两个方面：一是汀步桩的基础形式，二是汀步桩的施工方法。综合考虑多方因素后，工程最终采用在混凝土基础上进行分层埋桩的设计与施工方案，同时取消对汀步桩下地基进行压密灌浆处理。具体如下图：

2.2 施工工艺流程

围堰施工 → 基坑排水与开挖 → 砼垫层施工 → 基础底层砼底板 → 预制桩安装 → 基础上层砼底板 → 仿木装饰 → 土方回填与围堰拆除

2.3 施工工艺

2.3.1 围堰施工

在汀步工程开始施工前，应做好河道的导流与围堰填筑工作。填筑围堰时，围堰的平面位源于：标准论文www.7ctime.com
置及围堰的断面形式应满足施工及工程安全的需要，围堰顶宽度不应小于4m，以方便施工。因工程地处场地为砂卵石地基，透水性较强，可先采用进占的方法用砂砾石土料填筑围堰，然后再用粘土换填成围堰芯墙，换填深度应达到汀步桩基础500㎜以下，同时应采取放冲措施加强对围堰迎水面的防护。

2.3.2 基坑排水与开挖

河道施工导流、上下游施工围堰做好之后，可进行基坑的排水与开挖工作，基坑开挖之前先用大型水泵抽排围堰内的河水，开挖过程中基坑四周应设置集水沟槽，用小型水泵进行抽排。基坑开挖到设计高程之后，应进行尺寸复核，准备备用水泵及备用电源，以保证在整个汀步桩施工过程中基坑内无积水。

2.3.2 混凝土垫层施工

进行混凝土垫层浇筑前，基坑底部应人工修整平整，并夯实，且基面上无积水。同时为保证汀步桩的顶高程符合设计要求，应严格控制混凝土垫层顶面高程，不能出现超高现象，在混凝土浇筑好后，应及时做好养护工作。

2.3.4 基础底层混凝土底板

在垫层混凝土浇筑好后，应至少间隔一天后，可进行基础底层混凝土的底板施工，此层混凝土的施工质量将直接影响到后期汀步桩的安装质量，因此必须予以严格控制。首先预制桩的预留孔模板可采用DN400的PVC管直接作为预埋套管，因汀步桩直径为350mm，当采用直径为400mm预埋套管时，在确保汀步桩能顺利放入预留孔洞的同时，也能保证在汀步桩精确定位安装时，两侧能有一定量的调节余地。PVC预埋套管在制作时，上下端口应修整平齐，不能出现坡口，预埋套管上端口应高出基础底层混凝土的底板面100mm，以防在浇筑混凝土时，混凝土流入预留孔中。
对于PVC预埋套管的安装定位应予以足够的重视，管预埋套管的中心位置应与对于汀步桩的中心位置完全吻合，只有这样才能为下一步汀步桩的安装创造良好的条件。PVC预埋套管的下端口可采用水泥钉与混凝土底板下层钢筋予以固定；上端口可通过两根木方定位，木方两端头固定在底板侧模板上端部。PVC预埋套管上下端口固定好后，应在下端口的四周用水泥砂浆进行密封，预埋套管的上端口应用厚的塑料薄膜予以包扎，以防在后期施工时浇筑混凝土串入其中。
在浇筑混凝土时，应控制混凝土的下料位置，不能冲击PVC预埋套管；在混凝土振捣时，振捣器不能触及PVC预埋套管。

2.3.5 预制汀步桩安装

待基础底层混凝土强度达到规范要求后，可进行预制汀步桩的安装。在安装前应清除混凝土表面的残留物，切除PVC预埋套管的上部多余部分，清理预留孔内的杂物。对预留孔位置重新测量复核，对于每一根汀步桩应在其对应预留孔上端口混凝土底板上画出十字控制线。预制汀步桩吊装就位时，应利用汀步桩与预埋套管间的间隙对预制汀步桩进行调整、定位，预制汀步桩安装定位好后可用水泥砂浆把汀步桩与套管间的缝隙浇灌密实。

2.3.6 基础上层混凝土底板

预制汀步桩安装好之后，待汀步桩与套管间的浇灌砂浆强度达到要求后可进行基础上层底板的混凝土的施工。在浇筑混凝土时，应控制混凝土的下料位置，不能冲击已安装好的汀步桩，在混凝土振捣时，振捣器也不能触及汀步桩。同时，应按设计要求对顶层混凝土的标高予以控制。

2.3.7 仿木装饰施工

在进行预制桩仿木装饰施工时，应先对汀步桩表面进行清理，然后在汀步桩表面贴铁丝网；用水泥细沙混合砂浆涂抹在铁丝网上，使所制作的物件有一个初步轮廓；用水泥加染料和成水泥浆，按不同造型构造物件的外部形体，并用刻刀和毛刷进一步修饰物件，使仿木工程符合设计要求。

2.3.8 土方回填与围堰拆除

土方回填时，应保证前序工作已全部完成，基底清理干净，且基坑内无积水。回填土应按设计要求分层碾压夯实。当基坑回填土验收合格后，可对基坑进行充水，冲水口应设在下游围堰上，且过程中应控制河水进入基坑的速度与流量，不能对已完工程造成破坏。围堰内外河水达到平衡后，开始进行围堰的拆除，过程中应控制拆除围堰后的河床高程，不能超过设计要求的偏差范围。
3 经济分析
对于此工程，按原设计采用汀步桩打桩施工方案，并采用对汀步桩砂卵石地基进行压密灌浆处理，仅此两项预算造价达70万元。当采用在混凝土基础上进行分层埋桩的设计与施工方案后，虽然增加了混凝土垫层与基础，但预制混凝土汀步桩的混凝土量减少了一半，地基也不需再进行压密灌浆处理，同时施工过程中不需要调用大型打桩设备以及施工道路铺设工作，施工措施费用大大降低。综合下来，此单项工程节约建设资金约25万元。
4 结论
此项工程通过对原汀步工程设计与施工方案的优化，不但保证了施工进度、工程质量，同时也节约了建设资金，最终达到了工程设计的景观效果。