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强夯施工方案
珠海茂盛海洋石油工程有限公司
制造场地码头及滑道工程
强夯施工方案
珠海市建安昌盛工程有限公司项目经理部
2013年1月
目录
第一章工程概述1
1.1工程概况1
1.2强夯范围1
第二章基础条件2
2.1气象资料2
2.2工程地质3
2.3场地地下水5
第三章地基处理要求7
第四章地基处理设计方案8
4.1强夯设计8
第五章施工技术控制10
5.2施工准备10
5.3施工工艺10
5.4施工技术控制11
5.5特别说明事项12
5.6施工加固效果检验12
第一章工程概述
1.工程概况
本工程位于珠海市高栏岛临港工业区内，场地西北侧为尚未开发的围海区，东北侧约300m为已建的珠海巨涛海洋石油服务有限公司厂房，东南与已建的预制场相接，西南临黄茅海。
本工程场地全部作为预制场地，其平面尺度为170m×115m。
为适应地基的不均匀沉降，预制场地采用级配碎石面层铺砌结构。
2.强夯范围
地基处理设计范围根据初步设计文件、投标文件、地质资料及场地功能分区荷载要求等，其需进行地基处理平面尺度为170m×115m。
3.依据规范
《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）；
《强夯地基技术规程》（YST209-92，YBJ25-92）；
《建筑地基处理规范》（JGJ79-2002）；
《岩土工程勘察规范（GB50021-2001）》
《港口岩土工程勘察规范》（JTS133-1-2010）
第二章基础条件
1.气象资料
珠海市属亚热带海洋性气候，冬季多偏北风，空气干燥；夏季多东南风，光照充足、气温高、湿度大；夏秋季常受台风影响，风力强、雨量大；春季冷暖气流交替，阴雨多雾。
1.1降雨量资料统计
年最大降雨量：
3379.6mm
历年最小年降雨量：
1308.7mm
多年平均降雨量：
2183.2mm
1.2历年各月降水量分配
高栏岛年内降水量分配不均匀，4~9月为雨季，占全年降水量的87.4%，5~6月份降水量最多，占全年的45%。
1.3历年降雨日数
历年平均降雨日数：
164d
最大年降雨日数：
197d
最小年降雨日数：
143d
1.4历年最大降水量
一日最大降水量：
353.9mm
一小时最大降雨量：
90.7mm
一次连续最大降水量：
339.0mm
一次连续最长降水历时：
26h07m
1.5年暴雨日数
历年平均暴雨日数：
12.6d
最多年暴雨日数：
17d
最少年暴雨日数：
6d
2.工程地质
2.1地层岩性
根据《珠海茂盛海洋石油工程有限公司制造场地码头及滑道工程工程地质勘察报告》钻探揭露，在钻孔揭露深度范围内，场地底层由第四系人工填土层（Q4ml）、第四系海相沉积层（Q4m）、第四系海陆交互相沉积层（Q4mc）、第四系残积层（Qec）和燕山期侵入花岗岩（r52-3）构成。
在地质分层后，根据岩土工程力学性质再细分为若干层，现分别描述如下：
（1）第四系人工填土层（Q4ml）
-1人工填石：
黄色、灰黄色等，松散状，主要由花岗岩碎块石及粘性土组成，碎块石分布不均匀，含量高达85%以上，局部地段以粘性土为主。
该层见于陆地上ZK1~ZK18号钻孔及其附近分布，层厚2.80~9.50m，平均厚度5.39m，层顶高程3.05~4.44m。
-2人工填砂：
黄色、灰黄色，松散~稍密状，砂以粗砂为主，中、细砂次之，分选性一般，粘性土约占10%左右。
土质不均匀，局部夹杂砾石、碎石。
该层仅见于堤上ZK14~ZK17号钻孔及其附近有分布，层厚2.50~4.10m，平均厚度3.30m，层顶深度7.20~9.50m，层顶高程-5.09~-2.96m。
（2）第四系海相沉积层（Q4m）
第四系海相沉积层按照室内试验定名可分为
-1层淤泥、
-2层淤泥质土共2个亚层。
-1层淤泥：
灰、黄灰色，饱和，流塑状，富含有机质，具腥臭味，土质均匀、细腻，局部夹薄层状粉土。
以淤泥为主，局部为淤泥质土。
该层见于海上ZK19~ZK28号钻孔及其附近有分布，层厚7.10~11.20m，平均厚度8.57m，层顶高程-3.04~-2.13m。
-1层淤泥质土：
灰、深灰色，饱和，流~软塑状，富含有机质，具腥臭味，土质均匀、细腻，局部夹薄层状粉土。
以淤泥质土为主，局部为淤泥。
该层见于陆上ZK1~ZK18号钻孔及其附近有分布，层厚2.50~11.60m，平均厚度8.25m，层顶深度2.80~12.00m，层顶高程-7.70~0.61m。
（3）第四系海陆交互相沉积层（Q4mc）
第四系海陆相交互沉积层可分为以海相沉积为主的6个亚层和以陆相沉积为主的8个亚层，具体分层描述详见地质报告。
2.2地基土评价
-1层人工填石，松散状，土质极不均匀，稳定性差，工程性能差，未经处理不可作为拟建建筑物的基础持力层。
-2层人工填砂，松散~稍密状，水上休止角Φ=34°，水下休止角Φ=32°，平均标贯击数N=10.5击。
该层仅堤上四个钻孔有分布，不宜选作拟建建筑物的基础持力层。
-1层淤泥，流塑状，饱和，W=56.40%，天然直剪C=6.9kPa，Φ=0.5°，固结快剪C=15.1kPa，Φ=12.7°，压缩系数αv1-2=1.23mpa-1，原状土室内无侧限抗压强度平均值qu=13.7kPa，重塑土室内无侧限抗压强度平均值qu′=7.4kPa，灵敏度St=2.0，平均标贯击数N＜1击。
具高含水量、高压缩性、欠固结、灵敏度高，承载力极低等特性，未经处理不可作为拟建建筑物的基础持力层。
-2层淤泥质土，流塑~流塑状，饱和，W=46.60%，天然直剪C=13.6kPa，Φ=6.6°，固结快剪C=17.0kPa，Φ=14.3°，压缩系数αv1-2=1.02mpa-1，原状土室内无侧限抗压强度平均值qu=31.9kPa，平均标贯击数N=1.11击。
具高含水量、高压缩性、欠固结、灵敏度高，承载力极低等特性，未经处理不可作为拟建建筑物的基础持力层。
其余地层地基吐评价详见地质报告。
2.3主要力学参数
表1各土层地基承载力容许值及压缩模量Es指标建议值一览表
层号
岩土名称
地基承载力容许值（kPa）
压缩模量Es（Mpa）
-1
人工填石
-
-2
人工填砂
100
-1
淤泥
40
1.5
-2
淤泥质土
60
2.0
-1
淤泥质土混砂
65
2.0
-2
淤泥质土
60
2.0
-3
粉质粘土
140
4.5
-4
淤泥质土
70
2.5
-5
粉质粘土
140
5.0
-6
粘土
120
4.0
注：
人工填土层的承载力特征值及变形模量建议地基处理后由载荷试验确定。
3场地地下水
3.1孔隙水
孔隙水为潜水类型，主要赋存于第四系地层中。
人工填石、人工填砂、中砂、粗砂、砂砾、圆砾等层位为强透水层，含水量较为丰富，其中人工填石、人工填砂、中砂、粗砂、砂砾、圆砾层透水性极强，地下水与海水连通性极好，水位与潮水位基本保持一致，水量丰富；淤泥层、淤泥质土层、淤泥质土混砂层、粉质粘土层、粘土层等为相对弱透水层，水量很小；粉砂、砾质粘性土等层为中等偏弱透水层，水量一般。
受弱透水层阻隔，本场地孔隙潜水分为上下两层，上层孔隙潜水赋存于
-1层淤泥、
-2层淤泥质土以上的
-1层人工填石、
-2层人工填砂层，直接接受海水和大气降水补给；下层孔隙潜水主要赋存于第四系其它中等或强透水层中，主要接受侧向含水层补给，略具承压性。
3.2基岩裂隙水
基岩裂隙水主要赋存于基岩风化带及其裂隙中，因中风化岩裂隙发育、微风化岩裂隙微发育，透水性偏弱，全、强风化层透水性中等偏弱，富水性贫乏。
基岩裂隙水主要接受侧向裂隙水补给，具承压性。
3.3土层的透水性
根据地质报告，人工填石和人工填砂属强透水性，淤泥和淤泥质土属微透水性，再往下的土层属弱透水性。
第三章地基处理要求
根据工艺要求，本工程场地的地基承载力均载须达到150kPa，流动机械荷载为300t履带吊和200t动力平板车。
现有场地自然地形高程未达到设计要求标高，需先进行陆域回填至场地粗平标高2.95m（珠江基面）。
根据地质勘察资料，场地表面有2.80~9.50m人工填石，平均厚度为5.39m，下面为8~10m的淤泥质土，属高压缩性、高含水量、承载力较低。
对于预制场地，要求地基承载力均载达到150kPa，必须进行地基处理方能满足使用要求。
初步设计对预制场地的地基处理提出了堆载预压和强夯两种方案，若采用强夯，其工后沉降将达0.8m，考虑到深层软基处理工期较长，不能满足工期要求且耗资巨大。
业主要求中明确提出采用强夯进行地基处理。
因场地淤泥层较厚，埋深较深，强夯加固下淤泥质土内的孔隙水难以有效消散，处理后场地的残余沉降量预估为0.8m，要求处理后的地基承载力均载须达到150kPa，其上采用级配碎石等柔性面层铺砌结构以适应场地的不均匀残余沉降。
第四章地基处理设计方案
1.强夯参数
1.1排水体的设计
因上层为人工填石或人工填砂，渗透系数较高，具有良好的排水性,所以本身就可以作为排水层。
1.2夯锤重量与落距的设计
根据Menard及后人研究，强夯法的加固影响深度Ｈ为
按设计技术要求，结合勘察资料，加固影响深度Ｈ可按平均6.0m考虑。
在此，取夯锤重为W=200kN，落距为h=10m。
1.3单击夯击能
表2强夯法锤重，落距
加固影响深度H（m）
系数α
锤重Ｗ（kN）
落距h（m）
6.0
0.4～0.5
200
10
根据上面设计，单击夯击能为：
E＝W×H＝200×10＝2000kN·m
取单击夯击能为2000kN·m,即落距取10m。
夯击时遵循离海堤及已建滑道越来越远的原则,即先夯击邻近海堤及滑道区域.然后再夯击其他区域。
1.4夯击遍数
根据工程经验，强夯夯击遍数取2,轻锤满夯2遍（遍数可以根据现场的群夯试验来适当的调整）。
1.5夯点布置
根据规范要求，夯点间距取夯锤直径的2.5～3.5倍。
选夯点间距为7.0m，夯点布置如图1。
图1夯点布置
1.6收锤标准
收锤标准应满足：
最后两击夯沉量之和小于10cm且最后两击夯沉量之差小于5cm
1.7夯击间歇时间
本工程加固层为回填开山石土，含石量较高，根据规范，可不考虑土中超孔隙水压力作用，应根据夯击点平面布置连续夯击。
1.8轻锤满夯
夯击能力取500kN·m，两点之间锤印搭接40cm,每点2击。
第五章施工技术控制
1.施工准备
1.1人员配备：
首先成立项目经理部，并根据工期要求、设备情况配备施工人员，限期到位。
1.2场地准备：
平整场地，设置适当的排水设施，测量场地高程并作好场地移交记录。
1.3技术准备：
请建设、监理、设计等各方一道对图纸进行会审，澄清设计意图及不明之处。
对施工人员进行技术、安全交底，准备各种表格供施工使用。
1.4测量放线：
根据建设、设计单位确定的轴线定位坐标测放轴线，进而测放出各个夯点。
定位轴线要引至强夯施工影响范围以外以便保存（以备随时复核之用），并绘制成图，报监理工程师核验、办理相关手续。
1.5设备进场安装调试。
1.6后勤工作：
确定好临时工棚、现场居住、办公场地等。
1.7安全防护：
在场地入口处设警示标志，防止闲杂人员进入工地。
1.8试夯，为正式施工提供依据。
2.1施工工艺
2.1平整场地，如果需要清除表面硬层。
2.2在已平整好的场地上测放出夯点，用装有土的红塑料袋置放于夯点中心部位作为明显标志，并测量场地高程。
2.3强夯机就位，使夯锤对准夯点位置，并测量夯前锤顶高程。
落锤需对准夯点，误差±10cm。
2.4将夯锤起吊至预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，并做好记录。
2.5重复第2.4步工作，直至达到收锤标准，完成一个夯点的夯击。
2.6重复步骤2.3～2.5，完成全部夯点的夯击。
2.7待监理验收合格后用推土机将夯坑推平，并平整场地。
2.8重复步骤2.3～2.7，进行第二遍夯击。
2.9满夯。
2.10推平场地，并测量夯后场地高程。
2.11强夯后检测。
2.12资料整理，竣工验收。
3.施工技术控制
3.1清除障碍物并平整场区后准确放出强夯施工区位置线，测放夯点位置，其误差<5cm，夯锤对中误差不大于10cm。
3.2夯锤着地时应基本水平，若发生斜锤现象要采取措施调平。
3.3施工中应对各项参数及施工情况作详细记录，发现漏夯和偏差时应及时纠正。
3.4严格按设计的要求施工，保证提升高度。
强夯施工前必须测量提升高度，更换脱钩器拉绳时，必须重新测量提升高度。
3.5测量夯沉量，出现异常情况应及时与技术人员反映或与现场管理人员联系，经研究解决后方可继续施工。
3.6技术人员每天都要检查施工情况，质检员、安全员与项目经理要经常在现场检查施工情况。
3.7在夯击过程中，如果形成的夯坑较深时，应填满夯坑后再继续夯击，如此反复进行，直至最后两击夯沉量之和小于10cm且最后两击夯沉量之差小于5cm。
再最后填平夯坑，复夯2锤。
3.8点夯完毕后整平场地时，应控制夯坑填料质量，确保施工质量。
3.9强夯时，夯锤透气孔应保持畅通，严格按规定收锤标准收锤。
3.10雨季施工注意场地排水和防雷。
4.特别说明事项
4.1先做强夯试验，根据强夯试验的结果将设计参数作适当调整。
4.2强夯前和强夯过程中应对地下水进行监测，若过高应采取降低地下水位的措施。
4.3强夯过程中应加强对海堤位移及已建滑道的观测，以监测强夯处理对海堤及滑道的影响，必要时应设置隔振沟。
4.4强夯施工过程中须结合地质勘察报告和对现场地质条件的判断，针对人工回填层较薄的区域采用较低夯能强夯，不断的夯沉、回填，直至地基承载力满足设计要求。
5.施工加固效果检验
施工加固效果检验应在夯后10天进行，主要采用荷载板试验进行检验。
利用砂袋，钢梁组成反力系统，由置于压板和反力系统之间的油压千斤顶进行加荷，加荷是由千斤顶之压力表读出，测出强夯后土体地基承载力。
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