1、强夯、强夯置换及振动碾压施工方案一、施工概述强夯法，又称动力固结法，即利用重锤高落产生的巨大冲击能，使土体产生强制压密而减小压缩性、提高强度的一种地基加固方法；与强夯法有所不同的是，强夯置换法是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降。本标段中，设计采用强夯法处理的包括：现有由开山石料回填的陆域Q区，码头后方回填区域A区，堆载预压S1区和S2区，以及真空联合堆载W区，其中，S1区、S2区和W区的强夯为待定项目；D区在真空联合堆载预压结束后，采用强夯置换法处理。两种方法相应的处理2、面积分别为528691m2（包含待定项目），和34488m2；具体分区情况见附图1（附图1-1：I标段地基处理平面布置示意图）。本标段强夯施工具有处理范围广，夯能类型多、夯能较高以及夯点布置多样等特点。由于施工区域未来交叉作业多，对安全防护和工序协调的要求很高，因此必须全面统筹，在确保本分项施工质量和安全的同时，也要确保周边分项作业人员和结构的安全。考虑到本工程北端靠惠澳大道一侧边界架设有高压线，为保证施工安全，从场地北侧边线往南15m宽的条带R区（平面位置如附图1所示）采用振动碾压法进行处理，处理面积为9276m2；码头现浇砼胸墙后缘至距码头前沿25m以内的范围也采用振动碾压法进行处理。碾压3、按设计方案分层进行，每层厚度满足设计要求。在强夯施工平面顺序上，首先进行Q1区的山体开挖，并同时进行Q1区、Q2区、Q3区、Q4区、Q5区、Q8区以及Q6区等现有施工区域的开挖整平施工，整平至强夯起始标高，然后安排强夯施工。Q5区强夯施工时，在现有前导标周围25m范围的区域，须拆除后方可进行强夯施工；Q8区在S2区堆载预压施工前进行强夯施工，以及Q6区靠近一期通用码头侧部分的T02块的强夯施工。接下来，进行Q6区沿吹填区周边区域的强夯施工，该区域施工赶在W区浅层预处理开工前完成，可有效利用交叉施工时间缩短工期，避免强夯振动对真空预压密封效果、堆载边坡稳定性的影响；Q7区在抛石挤淤或推填开山土石4、成陆后进行强夯施工，R1R3区振动碾压施工可与Q区强夯施工交叉同步作业；强夯置换D区在真空联合堆载预压施工结束后开始。Q5区和Q6区的强夯夯击能为10000kNm，属高能强夯施工，因此，配备进口的三台140T履带式起重机（美国曼尼托克制造）作强夯机，承担施工任务。施工时，夯击能、夯点间距等参数由现场试夯确定。各分区面积、起夯标高和夯击能等参数可见表1-1：表1-1:分区面积、起夯面标高及夯击能分块号面积(m2)起夯标高夯击能（kNm）备注 Q122201+6.6m5000Q214032+6.4m5000抛石挤淤后强夯Q35870+5.8m5000Q439995+5.3m5000Q511704+5、3.8m10000Q662691+3.8m10000Q7314+6.4m1500抛石挤淤后强夯Q875+3.8m3000A15610+3.8m600清淤回填后强夯A222573+3.8m3000清淤回填后强夯A36362+3.8m600清淤回填后强夯A414425+3.8m3000清淤回填后强夯A514503+3.8m5000清淤回填后强夯S1、S2及试验区66646+3.8m3000卸载后强夯W区241690+3.8m3000卸载后强夯二、设计标准1、使用荷载：重箱堆场区为50kPa，其余区域为30kPa；2、交工标高：码头前沿线后33m范围内的交工标高为+3.23m；码头前沿线后3370m6、范围内的交工标高为+3.15m；码头前沿线后70375.5m范围内的交工标高为+3.35m；其余区域按照约1%的坡度从+3.35m向北起坡；详情见图1-2：I标段地基处理交地标高图。注：码头前沿线后70m范围内的交工标高指地基处理后并经碾压平整后的交工标高；其余区域的交工标高包含了地基处理后预留的5cm碾压沉降量。3、地基承载力：排水预压区：包括S1/S2堆载预压区和真空联合堆载预压W区，强夯置换D区，及Q3区和Q4区（设计变更调整后），地基处理后交工标高处荷载试验要求承载力120kPa；除Q3区和Q4区外的其它强夯Q区，地基处理后交工标高处荷载试验要求承载力200kPa；4、残余沉降：使用期7、50年内工后残余沉降量25cm。三、工程量统计表 强夯、强夯置换以及振动碾压的工程量见表3-1表3-5：表3-1 1#泊位强夯工程量序号工程项目名称单位数量施工技术参数1场地内码头等障碍物拆除项12600kNm强夯m25610普夯600kNm ，普夯1遍，每点2击；31500 kNm强夯m2314普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。43000 kNm强夯m222648普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。55000 kNm强夯m282098普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。610000 kNm强夯m274395普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。表3-2 2#泊位强夯工8、程量序号工程项目或费用名称单位数量施工技术参数1600kNm强夯m26362普夯600kNm ，普夯1遍，每点2击。23000 kNm强夯m214425普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。35000 kNm强夯m214503普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。表3-3 强夯置换D区工程量序号工程项目或费用名称单位数量施工技术参数1W1W6块与抛石区之间的三角区4000kNm强夯置换m219541每100m2夯点数25以内，每点夯点数15；普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。2W7W9块与护岸围堰之间三角区4000kNm强夯置换m214947每100m2夯点数25以内，每点夯点9、数15；普夯1000kNm ，普夯1遍，每点2击。表3-4 排水预压卸载后预留强夯工程量序号工程项目或费用名称单位数量备注1S1区、S2区卸载后预留3000kNm强夯m266646夯击能3000kNm，每点夯5击每100m2夯点数9以内，暂列2真空联合堆载W区卸载后预留3000kNm强夯m2241690夯击能3000kNm，每点夯5击每100m2夯点数9以内，暂列表3-5 振动碾压工程量序号工程项目或费用名称单位数量备注1R区振动碾压m29276碾压5至8遍，直到不见明显轮迹为止21#泊位后方25m范围分二层普通碾压m28333碾压5至8遍，直到不见明显轮迹为止31#泊位后方2527m范围普通10、碾压m218203碾压5至8遍，直到不见明显轮迹为止42#泊位后方25m范围分二层普通碾压m28147碾压5至8遍，直到不见明显轮迹为止52#泊位后方2570m范围普通碾压m217798碾压5至8遍，直到不见明显轮迹为止四、强夯及强夯置换施工方法4.1 场地整平施工前，按上述强夯施工平面顺序分块对整个场地进行开挖整平，并做好测量放线等准备工作；测量后，将相应结果报表连同强夯施工主要设备、人员配备表及相关证书和证件提交业主和监理审核。各区起夯标高见表1-1。4.2施工测量根据统一建立的、经过业主和监理复核的施工区平面控制网及高程控制网，测放各区块的边界线；绘制夯布置图、相关报表提交给业主和监理审11、核。4.3 试夯根据现场场地条件，对3000kNm、5000 kNm和10000kNm三种点夯夯能各选择一块21m21m的有代表性区域进行试夯，以验证设计提供的包括夯击能、点夯击数、点夯间距、和一二遍夯停歇时间等施工技术参数，具体试夯地点经工程各方一致确定。强夯及强夯置换试夯区的监测及检验,由检测单位做出试夯大纲，经业主及监理确认后，将试夯施工参数作为大面积施工参数推广。试夯要求：试夯前将地下水位降至起夯标高2.0m深度以下；在夯击前和夯击后测量夯点处和夯点周围的地面标高；强夯工艺设计定为二遍点夯、一遍满夯。4.3.1强夯大面积施工前试夯:(1)收锤标准：、夯坑的压缩量(夯沉量)最大、夯坑周围12、隆起最小；、最后两击的平均夯沉量不大于下列数值：单击夯能小于4000kNm时为5cm；单击夯能为40006000kNm时为10cm；单击夯能大于6000kNm时为20cm；、夯坑周围地面不应发生过大隆起；、不因夯坑过深而发生起锤困难。(2)试夯区监测及检验的主要内容：强夯试夯的目的是验证设计提供的包括夯击能、点夯击数、点夯间距、和一二遍夯停歇时间等施工技术参数，试夯具体内容包括：、夯击点及夯坑周围土体变形测量：做出单点击数与单击（累计）夯沉量关系表（包括累计平均夯击能），绘制“单点击数夯沉量关系曲线图”（NS曲线），以确定达到设计与规范要求的收锤标准下的击数；测量夯点周围地面隆起体积，计算场地13、平均夯沉量。、通过试夯区施工，判断所选择强夯机械及施工参数在该场地的适用性：检查夯击能（落距、锤重）是否满足设计与规范要求；检查填土土性；检查夯点间距、夯击遍数等。、孔隙水压力监测：绘制“孔隙水压力增量和夯击次数关系曲线”，确定一二遍夯之间的停歇时间；将超静孔隙水压力消散80%所需时间作为遍夯施工的间歇时间。、夯后检测：试夯结束后，每个试夯区做2点载荷板试验对地基承载力进行验证。4.3.2强夯置换大面积施工前试夯:在强夯置换区选定一块21m21m的典型区域进行试夯，以确定最佳夯击能、夯点间距、遍夯间歇时间等施工参数，并对夯坑填料量、地基加固效果等进行验证。当场地较松软时，前13击的夯能可适当降14、低，防止夯坑过深导致起锤困难。降低后的夯能具体数值在试夯时确定。试夯结束后，做2点载荷板试验、2孔动力触探试验以验证地基加固效果。4.4各区设计施工参数各区设计施工参数详见以下各表（表4-1表4-7），实际施工按试夯或强夯典型施工确定的施工参数实施。表4-1Q1Q4和A5块强夯施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）500050001000夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距7m7m在第1遍夯点间插档7m7m按1/4锤印搭接夯点击数13132遍夯间隔时间暂定为7天，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准表4-2Q5和Q6块强夯施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）10015、00100001000夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距10m10m在第1遍夯点间插档10m10m按1/4锤印搭接夯点击数13132遍夯间隔时间暂定为7天，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准表4-3Q7块强夯施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）150015001000夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距6m6m在第1遍夯点间插档6m6m按1/4锤印搭接夯点击数882遍夯间隔时间暂定为7天，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准表4-4Q8、A2、A4块强夯施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）300030001000夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距616、m6m在第1遍夯点间插档6m6m按1/4锤印搭接夯点击数10102遍夯间隔时间暂定为7天，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准表4-5 A1、A3块强夯施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）600600600夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距6m6m在第1遍夯点间插档6m6m按1/4锤印搭接夯点击数552遍夯间隔时间暂定为7天，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准表4-6强夯置换施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）400040001000夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距4m4m在第1遍夯点间插档4m4m按1/4锤印搭接夯点击数15152遍夯间隔时间14天17、，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准表4-7 排水预压区(堆载预压S1/S2区、真空联合堆载预压W区)施工参数表第1遍点夯第2遍点夯满夯夯击能（kNm）300030001000夯点布置形式正方型布置正方型布置夯点间距7m7m在第1遍夯点间插档7m7m按1/4锤印搭接夯点击数552遍夯间隔时间7天，以实际孔隙水压力消散80%的时间为准4.5施工流程及要求(1)强夯施工强夯施工安排在围堰及吹填前期进行，可有效利用交叉施工时间缩短工期，避免强夯振动对真空预压密封效果、堆载边坡稳定性的影响。总体分为两个阶段，第1阶段施工Q1Q8区，第2阶段施工A1A5区，各区施工顺序根据现场实际情况确定。施工时，强18、夯锤质量取1040t，底面形式为圆形，锤底面积24m2，静接地压力4045kPa；锤底对称设置若干与其顶面贯通的排气孔，孔径约为2530cm。根据设计夯击能和锤重，确定相应的落距h。施工过程中，如果局部场地条件较差或地下水位较高时，设置0.52.0m厚的垫层，确保施工时地下水位低于起夯面至少2m；垫层材料选用含泥量较少的卸载料。具体施工步骤如下：、测量布点按设计第一、二遍夯夯点间距，每遍夯击前对夯点进行测放定位。放出控制点以后，用同一坐标网的不同控制点进行校核，确保夯击准位。强夯施工前，对夯点定位，夯点采用彩色塑料袋做为明显的标记，在每排夯点的头尾及中间进行编号，以便记录方便。夯点布置形式可参19、见下图（图4-1：夯点布置示意图）在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯及时纠正。图4-1：夯点布置示意图、点夯施工布点和整平结束后，夯机就位进行点夯施工：夯锤置于夯点位置，测量夯前锤顶标高，然后起吊到预定高度，开始脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，再次测量锤顶高程；重复上述步骤，按设计规定的夯击次数和收锤标准，完成一个夯点的夯击，夯机移位至下一夯点作业。现场施工记录要准确、规范，施工过程中及时检查各项测试数据（入夯沉量、地面隆起量等），操作流程可参见图4-2，现场实景见图4-3。图4-2：点夯施工操作流程图图4-3：点夯施工实景点夯收锤标准与试夯时收锤标准20、一致。、夯坑补料回填强夯施工时工作垫层和补料按设计要求执行，在夯击过程中及时回填开山石料，每一遍夯击过后推平夯坑，再进行下一趟夯击；夯坑补料采用汽车运输；Q1、Q3、Q4、Q5、Q6和A区夯沉补料粒径不大于50cm；Q2和Q7区夯沉补料粒径不大于50cm，且粒径小于5cm的石料含量不超过总重的30%，含泥量10%。、满夯施工点夯施工结束后，各分区进行低能量满夯施工，将场地表层松土夯实。、夯后场地进行整平，测量场地高程后交工。(2)强夯置换施工排水预压区块卸载后，强夯置换区堆载预压卸载后的开山土石，用作强夯置换临时施工垫层回填和置换料。墩体材料采用本区卸载开山土石，也可采用级配良好的块石、碎石、21、矿渣等坚硬粗颗粒材料，粒径大于30cm的颗粒含量不宜超过全重的30，含泥量10。采用异型夯锤，夯锤质量取1540t，锤体直径1.0m，锤底接地静压力值应为100200kPa。根据夯击能和锤重确定每个分区具体的落距h。强夯置换的施工流程与强夯施工流程基本一致，可参见上一部分；典型的强夯置换断面如图4-4所示，现场实景如图4-5所示。图4-4：典型强夯置换断面图4-5：强夯置换现场实景强夯置换收锤按下列标准控制：、墩底穿透设计要求的加固深度，且达到设计墩长；、累计夯沉量为设计墩长的1.52.0倍；、最后两击的平均夯沉量不大于10cm。4.6施工质量检测施工过程中，强夯和强夯置换的质量检测要求如下：22、（1）强夯质量检测、允许偏差、检验数量和方法见下表（表4-9）。表4-9 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格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每处（100m2一处）1用水准仪检查、检测手段和检测标准主要检测手段采用荷载板试验进行检测，要求地基容许承载力不小于200kPa；必要时可增加动力触探试验作为复核性检验手段。（2）强夯置换检测、允许偏差、检验23、数量和方法见下表（表4-10）。表4-10 强夯置换地基允许偏差、检验数量和方法表序号检查项目允许偏差检验单元格和数量检验方法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抽查5%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夯击数、两遍夯间歇时间设计要求计数法6夯后整平标高+20mm-50mm每处（100m2一处）用水准仪检查、检测手段和检测标准采用重型或超重型动力触探试验，检查置换墩体着底情况及相对密度随深度的变化；采用单墩复合地基现场载荷试验，以检测承载力和变形模量等，要求地基容许承载力不小于120 kPa。五、R区及码头后24、方区域振动碾压施工方法5.1施工范围R区和码头现浇砼胸墙后缘至距码头前沿25m以内的范围采用振动碾压法进行处理，施工范围见附图1，具体工程量见表3-5。码头前沿线后25m70m的范围在强夯后需碾压整平至交工标高。5.2 施工参数R区振动碾压激振力不小于300kN，设备自重不小于18T,碾压58遍至不见明显轮迹为止。1#、2#泊位码头前沿线后25m范围，普通碾压，分两层碾压，碾压58遍，直至不见明显轮迹。1#、2#泊位码头前沿线后25-70m范围，普通碾压，碾压58遍，直至不见明显轮迹。5.3 施工方法（1）、在振动碾压开工前一周，将有关压实施工中采用的碾压方法，包括压路机数量、型号及碾压遍数的25、建议提交业主代表和施工监理审核。（2）、在碾压场地上选取典型区域进行振动碾压58遍，并测量顶面标高是否满足设计交工标高及误差要求。图5-1 振动碾压施工（3）、碾压前对干燥得土层表面应先洒水后碾压。通过对土体取样试验，测得最优含水量及最少压实遍数，使表层土碾压后密实度不小于93。（4）、参照典型区域标高，对其它振动碾压区进行碾压施工，直至无轮迹，无漏压、无死角，碾压均匀，并满足设计交工标高及误差要求。振动碾压现场实景如右图5-1所示。（5）、所有排水沟、压膜沟须回填中粗砂料及夯坑补料后进行振动碾压。（6）、在重型压路机不易到位的边角拟采用小型打夯机夯压密实。六、施工注意事项（1）、施工前查明场26、地范围内的地下构筑物和各种地下、地表管线的位置及标高等，采取相应的保护措施，避免因施工造成破坏；（2）、当地下水位较高或降雨时，夯坑坑底积水，采用挖排水沟或使用水泵抽水的办法降低水位；做好施工期排洪工作，切实保证施工效果；（3）、施工过程中，若发现偏锤或者起锤困难，及时将坑底整平；若土质较软导致夯坑过深，可适当填料整平后再夯，补填料可选用砂料或者与垫层相同的材料；（4）、在进行Q1、Q3和Q4块施工时，由于靠近高压线（10千伏），需采取相应的保护措施，如设置防振沟等，并在施工的过程中保证足够的安全距离；（5）、为避免区域交界处出现漏夯，各施工分区强夯时向边界外扩大12排夯点，各强夯区域间形成一27、定的搭接宽度；（6）、每台强夯机配备一名专职质监员检查、记录施工情况，加强现场管理，严格按照设计要求完成各项施工作业。强夯记录表格式见附表。七、人员投入和设备使用计划本分项施工所需人员和设备材料使用情况见表7-1和表7-2。表7-1：人员投入计划序 号施工人员人 数备 注1分项主管12施工员103质检员104安全员55测量工人56机驶工107普通工20合计61表7-2：设备、材料使用计划序号设备、材料名称规格单位数量1美国曼尼托克履带式起重机吊机140t台32W200A履带式起重机50t台631040吨夯锤锤底面积24个941540吨异型锤锤体直径1.0m个5D85A-1推土机162KW台1628、PC300挖掘机1.4m3台17徕卡TC402全站仪2+2ppm台28NAL 132水准仪0.7mm台29强夯补料最大粒径500mm，含泥量10m3八、施工进度计划开工后，首先进行Q1区和Q2区的强夯施工，122天交工；然后进行Q4区和Q6区的强夯；接下来安排其他Q区强夯作业；待Q区强夯作业完成后进行下一阶段A区的强夯作业。强夯置换在卸载后开始作业。具体交工时间见表8-1，进度计划另见“总体施工进度计划横道图”。表8-1：地基处理各区交工时间表序号分块对应的地基处理区块交工期限1T05强夯Q1块、Q2块开工后122天2T02强夯Q6块在一期通用码头以西、S2区南端的一小部分开工后273天3T029、4强夯Q4块、S1区的东北角开工后273天4T06-1强夯Q3块开工后273天5T03-1S1区的南端一部分区域开工后308天6B区B区开工后334天7T03-2S1区东侧一大部分区域、及相邻强夯Q5块一小部分区域开工后338天8T03-3S2区、及相邻的强夯Q5块东侧部分区域开工后408天9T01强夯Q6块位于S1区西南端的一部分区域开工后426天10T06真空联合堆载预压W1W6块、强夯Q3块、强夯Q6位于S1区西侧的一大部分区域、S1区西侧部分区域、及强夯置换D块（W1W6块与抛石区之间的三角区）开工后945天11T07真空联合堆载预压W7W9块、强夯置换D块（W7W9块与护岸围堰之间的30、三角区）开工后1065天12R区与Q区施工同步进行交工时间待定总工期1065天九、施工安全、环境保证措施(1)、强夯施工前，必须对所有施工人员进行岗前安全培训和安全教育、质量技术交底，并签名确认。进入现场施工人员必须佩戴安全帽，非施工人员严禁进入施工现场；(2)、施工人员必须明确分工，各负其责，各岗位人员必须严格执行本工种的有关操作规程和强夯作业的安全规定；(3)、关键岗位必须持证上岗；(4)、施工人员集中统一指挥，信号明确；吊车司机、推土机、装载机司机应按信号操作；任何人员严禁由扒杆下方通过；(5)、吊车按性能要求使用，不得超负荷，工作一定时间后进行保养，现场准备适量枕木，以便必要时供吊车垫31、用；(6)、施工过程中经常对夯锤、脱钩装置、吊车臂杆、门架及索具等进行检查，发现问题及时处理后方可继续施工；(7)、施工现场应保持平整，夯坑回填时应注意压实，防止强夯机组夯打或移车时发生颠覆等意外；(8）、大风、大雾、雨天等恶劣气候条件下严禁强夯机作业，8级风以上时应放下扒杆；注意做好防台准备工作；(9）、如若夜间施工，则需配备足够的照明设备；(10）、夯击第一锤时，易产生碎石飞溅等现象，现场作业人员必须保持足够的安全距离、注意躲避，必要时需采用钢板保护墙；注意雨天及时排水，严禁夯坑积水作业；现场设置醒目的安全标示和警戒带；(11）、相邻强夯机应保持一定距离，一般宜在50米以上；(12）、天气炎热时，施工人员做好防暑降温工作，杜绝疲劳施工；(13）、现场临时用电须符合相关要求，如严禁使用不带接地的发电机等，防止发生触电事故；注意防火，不得在现场使用明火，现场须配有一定数量的性能良好的灭火器；(14）、加强机械设备的维修保养，防止各种油渍泄漏污染环境，有泄漏设备不准进场作业；(15）、在施工区域内设置垃圾桶，生活垃圾不能乱扔，应统一放入垃圾桶，每天送至指定地点或带回驻地统一处理