1地基处理施工方案16311.docx
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1地基处理施工方案16311
RGD-A-01/1
海口湾南海明珠人工岛二期工程
施工方案报审表
标段：
I标段编号：
监理机构：
北京水规院京华工程管理有限公司南海明珠人工岛项目监理部
现报上地基处理工程施工方案，请予审查和批准。
附件：
1．《地基处理工程施工方案》
承包人：
技术负责人：
报审日期：
监理机构审查意见：
监理工程师：
日期：
总监理工程师：
日期：
业主机构审查意见：
业主代表：
日期：
本表由承包人填报，报监理、业主单位审批，建设单位、监理、承包人各一份。
海口湾南海明珠人工岛二期工程I标段
地基处理工程施工方案
编制：
审核：
编制单位：
中交天津航道局
海口湾南海明珠人工岛工程项目经理部
编制日期：
2016年3月3日
第一章编制依据及编制说明
1.1编制依据
1.1.1设计文件
（1）中交第四航务工程勘察设计院有限公司出版的《海口湾南海明珠人工岛二期工程水工工程技术规格书》和《地基处理施工图设计说明书》。
（2）《海航集团海口湾南海明珠人工岛二期工程招标文件》。
（3）《南海明珠人工岛二期工程施工组织设计》。
（4）交通运输部现行《港口工程技术规范》及有关行业标准、法律法规等。
1.1.2相关规范
（1）《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）；
（2）《水运工程塑料排水板应用技术规程》（JTS-206-1-2009）；
（3）《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）；
（4）《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）；
（5）《水运工程测量规范》（JTS131-2012）；
（6）《水运工程施工安全防护技术规范》（JTS205-1-2008）；
（7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）。
1.2编制说明
综合考虑本工程特点及施工工期编写本施工方案。
本施工方案主要包括塑料排水板打设、振冲、强夯施工的技术方法和质量保证措施等，是施工阶段的依据性技术文件。
本施工方案在严格执行合同文件的质量等级和各项技术指标的要求以及有关规范规定的基础上，合理制定施工工艺，以确保工程质量等各项指标的实现。
在现实合理的前提下，合理安排机械作业，保证工期目标的实现。
第二章工程概况
2.1工程地点
本工程拟建于琼州海峡南岸海口湾西部与澄迈湾交接处，位于海口市西海岸新国宾馆正前方3km处浅滩上，距离秀英港约7km;距离粤海铁路南港约10km，地理坐标为：
20°3'41"N，110°13'31"E，具体位置见下图：
2.2地理条件
（1）设计水位（秀英潮高基面起算）:
设计高水位：
2.66m
设计低水位：
0.48m
极端高水位：
4.09m
极端低水位：
-0.20m
（2）地形:
本工程区域泥面高程-9.5m～-2.0m。
（3）地层岩性
A区和B1区场地下卧层基本为粉细砂层，局部下卧层有均厚2m左右的淤泥～淤泥质土层，呈透镜体分布。
考虑到上部采用吹填砂成陆，回填厚度约为9.0～11.0米，局部软土厚度不大，在上部回填砂荷载作用和双面排水的条件下可以自然固结，因此本阶段不对此部分软土进行插设排水板处理，对上部回填砂进行强夯密实处理。
B2区下卧层有4.0～7.5m不等的淤泥～淤泥质土层分布，由于软土分布连续且厚度较大，采用上部回填砂作为预压荷载，对下卧软土层进行堆载预压处理，卸载后再采用强夯处理上部回填砂。
2.2.1工程地质
详见《海口湾南海明珠人工岛二期工程岩土勘察报告（施工图设计阶段）》。
2.2.2地震
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）,勘区抗震设防烈度为8度，地震动峰值加速度为0.30g。
探区的场地类别综合考虑为Ⅳ类；本场地处于对抗震不利的地段。
2.3工程分析
本标段地基处理工程工作内容主要包括强夯、振冲、排水板施工,具体施工内容如下图所示：
图2-1地基处理平面图
为满足后续施工要求，陆域回填区域需进行地基处理施工；现根据不同地质要求将陆域回填区域分为三个大区：
A区、B1区、B2区；其中A区、B1区进行强夯施工；B2区进行排水板打设；另外，对于护岸前沿线4m到10.5m范围内采用振动处理，护岸前沿线10.5m到40m范围内采用振冲处理，以避免强夯震动破坏护岸结构。
各区域设计要求
序号
区域
面积（㎡）
地基处理方案
交工标高（m）
合计（㎡）
备注
1
A
447238
强夯、碾压
+5.3
541450
振冲区域为外护岸以内10.5m至40m区域
94212
振冲、碾压
2
B1
601159
强夯、碾压
643624
42465
振冲、碾压
B2
265562
堆载预压
265562
232320
排水板、回填堆载、强夯、碾压
33242
振冲、碾压
交工标高验收标准
序号
项目
允许偏差或要求
检验单元和数量
单元测点
检验方法
1
交工标高
±100mm
且平均标高不低于交工标高
按10m的方格网布点测量
1
用水准仪测量
2
地基承载力
粘性土
≥80kPa
通过载荷板试验
3
砂性土
≥120kPa
第三章施工计划
3.1工期安排
2016年3月5日至2016年8月8日；施工进度计划如下表：
图3-1施工进度计划表
3.2人力资源设备计划
3.2.1设备选取及分析
3.2.1.1强夯
（1）夯锤选取
根据单击夯击能E=夯锤落距H*夯锤锤重W以及设计要求，单击夯击能取6000KN*m；目前有29t和16t夯锤两类，则可知夯锤落距H分别为：
20.69m和37.5m；从国内外的工程实例来看，使用落距大一些的居多。
从理论上说，当冲击波速高于土中6导波速时（在液化状态中）功能的效力大大增加;从起重机械的性能来说，当起重量由小增大时，扒杆往远往高伸，落距也越大，充分利用起重机的能力，经济效益自然也越好。
综合考虑，选取夯锤重和夯锤落距数值接近时的值，故选择29t夯锤进行强夯施工，16t夯锤进行普夯施工。
型号
高度（m）
底面直径（m）
底面积（㎡）
29t
1.2
2.5
24
16t
1.6
2.35
28
（2）强夯机选取
根据《港口工程地基规范》JTS147-1-2010中8.5.1.2可确定
现有100t履带吊臂长28m；考虑安全，按照25m起吊高度计算，可得锤重约为24t；故该履带吊满足施工要求。
根据强夯施工进度安排，A、B1、B2区共计需要完成1280717㎡；根据经验，强夯单机施工效率为700㎡/d；故共需要31台强夯机。
考虑到各区域工期部分存在交叉，因此，实际需要18台能够在计划内完成全部施工。
3.2.1.2排水板
根据地质探勘结果显示，施工区域最深约为20m，故采用机械打排水板施工。
根据工期安排，排水板实际施工天数为87天；机械插打排水板实际施工效率按照7000m/d计算，完成设计所需工程量450万延米需投入8台打板机才能满足施工要求。
3.2.1.3振冲
根据施工图设计说明书初定75kW的振冲器，其他各机械设备根据试验后进行确定。
3.2.2机械设备
故机械设备如下表所示
序号
机械设备名称
型号规格
数量
用途
备注
1
履带吊
50t
18台
强夯
60t
4台
振冲
4台搭配75kw振冲器进行振冲施工
2
夯锤
29t钢制圆锤
18个
强夯
3
插板机
LC-30
8台
排水板
4
振冲器
75kw
4台
振冲
5
振动压路机
YZ20H-I
10台
沉降补填、碾压整平
6
铲车
5台
7
推土机
10台
8
自卸车载斗
20台
9
抽砂船
300方
6艘
10
柴油发电机
100kw
12台
强夯、振冲、排水板施工
6台用于强夯、3台用于振冲、3台用于排水板施工
11
离心式水泵
22kw
4台
振冲
12
空气压缩机
7.5kw
2台
振冲
13
潜水泵
1.5kw
4台
振冲
14
电器控制柜
8个
强夯、振冲、排水板施工
3.2.3工具
GPS测量仪器3台、全站仪18台、水准仪18台、塔尺36副、钢尺18副。
3.2.4人员
振冲组4组，每组4人；强夯组18组，每组7人；排水板施工队12组，每组4人；测量队1组，3人；现场管理人员4人。
3.3材料计划
SPB-B型塑料排水板：
450万延米。
第四章施工工艺及质量控制措施
主要施工流程见下图
图4-1主要施工工艺流程图
4.1.强夯
4.1.1施工工艺流程
图4-2强夯施工工艺流程图
4.1.2施工步骤
（1）清理并平整施工场地。
（2）做好控制桩，将控制桩基准点设在固定不易改变的位置，用石灰标出每一夯击点的夯锤地面外围轮廓线，第一遍点夯的夯点布置为7×7m的正方形，并测量场地标高。
（3）起重机就位，夯锤对准夯点。
（4）测量夯前锤顶相对高程。
（5）将夯锤起吊到预定高度，使夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶相对高程。
若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时应及时将坑底整平。
图4-3地基强夯施工图
（6）重复步骤（5），按设计规定的夯击次数及控制标准，完成1个夯点的夯击。
（7）重复步骤（3）—（5），完成第一遍点夯全部夯点的夯击。
（8）用推土机将夯坑推平，并测量场地高程。
（9）清理并平整场地，标出第二遍点夯夯点位置、布点。
第二遍点夯的夯点布置为7×7m的正方形，位置位于第一遍夯点中心插档布置。
（10）重复步骤（3）—（5），完成第2遍点夯全部夯点的夯击。
（11）用推土机将夯坑推平，并测量夯后场地高程。
（12）进行满夯，夯1遍2击，夯锤搭接1/4，将场地表层松土夯实。
（13）用推土机将夯坑推平后测量夯后场地高程。
4.1.3施工参数
第1遍点夯
第2遍点夯
满夯
夯击能（kN.m）
6000
6000
1000
夯点布置形式
正方形布置
正方形布置
-
夯点间距
7m×7m
在第1遍夯点间插档7m×7m
按1/4锤印搭接
夯点击数
14～16
11～14
1遍2击
遍夯间隔时间
暂定为3天
区域
施工遍数
工作量
备注
1
A区
（447238m2）
6000kN.m第一遍
9320个点
6000kN.m第二遍
9320个点
6000kN.m满夯
447238m2
2
B1区
（601159㎡）
6000kN.m第一遍
12492个点
6000kN.m第二遍
12492个点
1000kN.m满夯
601159㎡
4.1.3.1点夯收锤标准：
（1）根据现场试夯，强夯收锤标准按下列条件综合确定：
（2）以夯坑的压缩量（夯沉量）最大、夯坑周围隆起最小为原则；
（3）最后两击的平均夯沉量不大于5cm；
（4）夯坑周围地面不应发生过大隆起；
（5）不因夯坑过深而发生起锤困难。
（6）正式施工前应试夯，具体参数根据试夯结果确定。
4.1.3.2点夯点位布置
图4-4夯点布置示意图
4.1.4工程质量控制措施
（1）开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；
（2）严格控制夯点中心位置，允许偏差为15cm。
（3）严格按照试夯取得的各项强夯参数和施工工艺施工，按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。
强夯施工时应对每一夯击点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等做好现场记录。
（4）强夯施工时先整平地面，按夯点布置放线，该起夯标高根据试夯结果和交工面标高进行调整。
（5）第一遍点夯：
控制单点夯击数在10～15击，且最后两击平均沉降量小于收锤标准规定的数值。
若夯坑深度过大引起起锤困难或出水时，则在强夯过程中适当向夯坑回填砂料进行二次复打，直至满足停夯标准要求为止。
（6）就地推平场地，夯第二遍：
控制单点夯击数在10～15击，且最后两击平均沉降量小于收锤标准规定的数值后移至下一夯点。
（7）严格控制停夯标准：
按照规范最后2击平均夯沉量≤50mm。
（8）下雨天不宜进行强夯，采取抽排水等措施将夯坑内或场地积水及时排除，地下水位较高时影响施工时，采取井点降水等措施降低地下水位。
（9）每台强夯机配备一名质监员检查、记录施工情况。
（10）强夯过程中发现夯坑倾斜而造成夯锤歪斜时及时将基底整平，严格按照设计要求进行施工自检。
其他要求见下表。
强夯地基允许偏差、检验数量和方法表
序号
检查项目
允许偏差
检验单元
和数量
单元
测点
检验方法
1
夯锤落距
±300mm
钢索设标志
2
锤重
±100kg
称重
3
夯点中心位置
150mm
每夯击点
（抽查5％）
2
用经纬仪、拉线和钢尺量纵横两个方向
4
夯击范围
（超出基础范围距离）
设计要求
用钢尺量
5
前后两遍夯间歇时间
设计要求
计数法
6
夯后整平标高
+20mm
－50mm
每100m2一处
1
用水准仪检查
4.1.5试夯
4.1.5.1试夯目的
对于各个强夯区，根据初步确定的强夯参数，进行现场试夯。
试夯时要配合进行单击夯沉量、平均夯沉量、地表的地形测量等项检测。
通过试夯前后测试数据的对比，检验强夯效果，确定强夯大规模施工时采用的强夯参数：
（1）强夯机具，夯锤重量及夯锤落距；
（2）单点夯击能（或夯击次数）与单击夯沉量；
（3）夯点间距及遍夯间歇时间；
试夯结束后，应对试夯前选定的技术参数进行校正，确定最佳施工参数后再进行大面积施工。
4.1.4.2试夯要求
在夯击前和夯击后需测量夯点处和夯点周围的地面标高。
4.1.5.3试夯施工参数
根据场地情况、工程规模、工程类型及施工工艺等，拟在A、B1、B2区选取三块35m×35m区域作为试夯区，试夯单点夯击能量拟定为6000KN•m，满夯能量均为1000KN•m，施工工艺采用两遍点夯一遍满夯，点夯夯点间距为7m，呈正方形布置，两遍点夯整体呈梅花型布置（如图4.1所示）；满夯锤印搭接1/4锤径，2击/点。
试夯区夯点布置如下图。
图4-5试验区夯点布置图
试验试夯夯击能量
试验区
第一遍点夯夯能
（kN·m）
第二遍点夯能
（kN·m）
满夯夯能（kN·m）
1区
6000
6000
1000
2区
6000
6000
1000
4.1.5.4试夯步骤
详见强夯施工步骤4.1.2
4.1.5.5试夯区的监测及检验
根据试夯区监测检验结果，以确定有效加固深度及夯点间土的改良情况。
经检测达到设计要求时，试夯所采用的强夯施工参数可推广运用于大面积强夯施工。
如试夯不合格，则重新选取试夯区，调整强夯施工参数再进行试验，直至合格。
4.2振冲
4.2.1施工工艺流程
图4-5振冲施工工艺流程图
4.2.2施工步骤
（1）先做试验，以确定振冲参数。
故试验结束，要做地基强度或地基承载力的检验。
确定振冲参数后，才能全面铺开施工。
（2）清理平整施工场地，用钢尺放测孔位，孔位正三角形布置，间距为3米。
施工前，检查振冲器的性能，电流表、电压表的准确度及回填料的性能。
（3）振冲器对准加固点。
打开水源和电源，检查水压，水量、电压、密实电流和振冲器的空载电流是否正常。
（4）启动吊机，为避免造孔中塌砂将振冲器抱住，下沉速度宜快，造孔速度控制在1～2m/min，并观察振冲器电流变化，电流最大值不得超过振冲器的额定电流，当超过额定电流值时，必须减慢振冲器下沉的速度直至停止下沉。
（5）当振冲器下沉到设计加固深度时，将射水量减至最小，并在这一深度上留振12~18s，速度提升振冲器。
电流趋于稳定，至超过规定密实电流值。
（6）以1.5m/min速度提升振冲器。
每提升0.5m就留振12~18s，并观察振冲器电流变化。
（7）关机、关水和移机定位，在另一个加固点上施工。
图4-6地基振冲施工图
4.2.3施工参数
（1）振冲采用≥75kW的振冲器，振冲间距初定为3m，孔位采用等边三角形布置。
（2）成孔贯入时水压可用200～600kPa，水量可用200～400L/min。
（3）为防止塌孔，振冲头下放速度宜快，可采用1～2m/min。
达到设计标高后将射水量减至最小，留振至密实电流稳定值大于规定值后，以0.3～1m/min的速度提升振冲器（振冲功率小时取小值，振冲功率大时取大值）。
如此交替上提、留振，直到孔顶。
施工时，如遇振冲器不能贯入，可增设辅助水管，加快下沉速率。
（4）一般每米留振时间约1分钟。
（5）根据典型施工试验确定的参数，严格控制密实电流、留振时间。
图4-7振冲孔布置示意图
4.2.4工程质量控制措施
（1）严格按工艺要求进行振冲密实施工，不得出现漏点现象。
（2）加强履带式起重机定位控制，在施工区段用显眼的标记标出每个振冲点的位置，振冲器定位时误差不能超过一个振冲头的直径，以确保振冲点位和间距的准确性。
（3）振冲密实过程中，为保证施工质量，电压、密实电流、留振时间要符合要求，电源电压低于350V时停止施工。
（4）振冲密实施工中，如遇到振冲器不能贯入，可增设辅助水管，以加快下沉速率。
（5）振冲加密施工过程中，必须按项目部提供的记录表格认真填写，当振冲加密过程中出现异常情况时，应注明原因及处理措施。
（6）严格按照设计深度进行振冲施工，造孔深度与设计桩底标高偏差不超过±200mm。
（7）振冲器对准桩位，偏差应小于100mm。
（8）施工顺序沿平行直线逐点进行，不得出现漏点现象。
（9）在振杆上标明刻度，每50cm一格；成孔之后，振冲器每0.5m分段上提，提升速度不宜过快，单次提升高度不能过大，以免某些深度欠振或漏振。
必须保证达到密实电流后再提升，留振时间不得小于10s。
（10）陆上振冲后的地基应满足设计要求的标贯击数≥15击，静力触探锥尖阻力要求大于6MPa，检查方法为现场标准贯入试验和静力触探试验。
其它要求见表5-2。
振冲施工记录表
振冲施工质量控制标准
项
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检验方法
单位
数值
主控项目
1
密实电流
A
（1.5～2.0）A0
电流表读数，A0为空振电流
一般项目
2
振冲器喷水中心与孔径中心偏差
mm
≤50
陆上用钢尺量,水上用GPS控制
3
成孔中心与设计孔位中心偏差
mm
≤100
陆上用钢尺量,水上用GPS控制
4
孔深
mm
±200
用钻杆或重锤量
振冲地基允许偏差、检验数量和方法表
序号
项目
允许偏差
检验数量
单元测点
检验方法
1
成孔中心与设计孔位中心偏差
100
逐孔检查
1
检查施工定位记录
2
孔深
±200
1
4.2.5振冲试验性施工
根据场地情况、工程规模、工程类型及施工工艺等，拟在振冲区域内选取一块20m×20m的区域作为实验性振冲施工，并根据初步设定数据进行施工。
4.2.5.1试验目的
大面积施工前需通过试验性施工，确定密实的可能性、振冲点距、密实电流值、振冲水压力、留振时间、提升速度、振冲后砂层的物理力学指标等各项技术参数，以及核定设备功效和人员配置情况。
4.2.5.2振冲试验性施工步骤
详见振冲施工步骤4.2.2
4.2.5.3试验区的监测及检验
振冲试验结束后进行检测，以检验试验加固效果和加固深度。
检测项目主要有：
载荷板试验、标准贯入试验。
载荷板试验布置1个，标贯试验布置2个。
根据试验区检测结果，确定加固效果。
若结果不理想，经设计、施工、监理等相关各方确诊后，可调整振冲功率、孔距、振密电流值、振冲水压力、留振时间、提升速度等参数，重新确定试验方案再行振冲试验。
其中陆上振冲后的地基应满足设计要求的标贯击数≥15击，静力触探锥尖阻力要求大于6MPa，检查方法为现场标准贯入试验和静力触探试验。
其它要求见表5-2、5-3。
4.3排水板施工
4.3.1施工工艺流程
图4-8排水板施工工艺流程图
4.3.2施工步骤
（1）采用RTK放出加固区边线，并做好明确标志，报请监理工程师验收。
在已放样确定的各加固块范围内，用钢尺按设计图纸要求进行排水板位布置，（测放误差控制在±30mm以内），并用竹签或排水板芯等插入作标记。
（2）插板机移机定位，安装排水板桩靴。
打设塑料排水板应采用套管式打设法，不采用裸打法，塑料排水板的打设按方形布置，间距1m。
（3）施打作业时，插板机的桩靴落地定位由插板机驾驶员在控制室内控制，其误差控制在±50mm范围内。
（4）施工操作人员根据安装在插板机上的金属活动垂针和刻度盘，控制桩管下插时的垂直度偏差不得大于±1.5%。
（5）上拔桩管至桩管下端高出砂面100cm。
上拔桩管时，施工人员应仔细观察排水板有没有回带现象，若回带长度超过50cm，则在板位旁20cm处补打一根。
按照设计要求严格控制塑料排水板的打设标高，不出现浅向偏差，当地质情况发生变化，无法按设计要求打设时，及时与监理工程师和现场的设计代表进行联系，并征得同意设计变更后方可变更打设标高。
（6）塑料排水板在打设时严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜的现象，尤其大风天施工，更容易出现扭结等现象，为此排水板施工时安排一人负责缕顺排水板，确保排水板平顺进入桩杆；若出现上述情况，则在插点附近补插。
（7）剪板时，控制砂垫层以上的塑料排水板外露长度应大于20cm。
排水板的回带长度应小于50cm，且回带的根数不宜超过打设总根数的5%。
（8）移机进行下一根排水板施工。
（9）在排水板施工过程中，要派专人做好施工原始记录（见记录表），以备抽查。
当检查符合验收标准的要求时方可移机打设下一根，否则应在邻近处补打一根。
图4-9排水板施工原始记录表
（10）各分区塑料排水板施工完成后，进行自检，待自检合格后再上报监理工程师验收。
一个区段的塑料排水板验收合格后，要及进行下道工序施工。
（11）打设完塑料排水板，进行有关观测仪器埋设。
（12）打入的塑料排水板宜为整板，长度不足需要接长时，需按规范接板，接板时将板外滤布剥开，板芯搭接不小于200mm，然后将滤布合上，用大号钉书钉钉接。
，同时做好打塑料板记录，需接长的接头不能多与1个，有接头的板根数不超过总数的10%，相邻板不同时出现接头。
（13）塑料排水板施工完成后及时清理杂物（包括插板过程中回带到地面的淤泥土），整理排水板板头，进行自检，待自检合格后再上报监理工程师验收。
图4-10机械插板施工图
4.3.3施工参数
根据地质探勘资料，为方便施工，现将排水板施工区域分为11个区域，打设按正方形布置、间距1.0m、从北往南，从东往西进行施工（见图4-12、4-13、4-14）；塑料排水板为SPB-B型。
共计232320㎡。
排水板数据详表
区域
面
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