青島溫泉龍鳳島圍堰強(qiáng)夯置換施工工藝

文/呂遠(yuǎn) 中國(guó)人民解放軍72681部隊(duì) 山東青島 266031

1、工程基本情況

龍鳳兩人工島的陸域形成，龍隱島外側(cè)圍堰長(zhǎng)度4958.86m，鳳鳴島外側(cè)圍堰長(zhǎng)度2456.27m。圍堰堤心采用10～300kg開山塊石，堤頂高程5.0m。

根據(jù)工程勘察報(bào)告，地基土自上而下分為：粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。鳳鳴島局部含有粉砂、粉土。

基礎(chǔ)采用強(qiáng)夯置換碎石樁，三個(gè)標(biāo)段工程量均為8萬(wàn)平方米。設(shè)計(jì)單擊夯擊能為5000KN.m，強(qiáng)夯時(shí)回填10～100kg塊石，含泥量不大于5%。

2、施工工藝方法

強(qiáng)夯置換施工各標(biāo)段施工工程量均為8萬(wàn)平方米。本工程為海上施工，而且又回填較厚堤心開山石，屬于淤泥等軟弱土層和液化、震陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，故地基處理的難度較大，地基處理工藝也因此而較為復(fù)雜。

地基強(qiáng)夯處理的基本思路是：以高能級(jí)加固深層，采用強(qiáng)夯置換法施工，隨夯隨填。夯擊時(shí)，以多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)控制施工質(zhì)量，即①夯坑累計(jì)夯沉量應(yīng)達(dá)到一定的深度要求，才能達(dá)到最大的加固深度。②最后二擊夯沉量的平均值應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，以滿足地基均勻性和強(qiáng)度的要求。③單點(diǎn)夯擊數(shù)不小于某一基數(shù)。通過(guò)試夯確定巖土工程設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝的可行性。

2.1 夯錘及起重設(shè)備

根據(jù)設(shè)計(jì)要求及工程特點(diǎn)，采用底面積小、高度較大的圓柱型錘頭，增加錘頭重量和靜接地壓力，提高錘頭高度，加大夯擊能，增加錘頭的穿透力，快速穿透軟弱地層，更好地形成密實(shí)的夯墩。本工程選擇圓形夯錘，直徑2.52m，質(zhì)量為25t，起重設(shè)備選用履帶式50T起重機(jī)。為提高夯擊效果，夯錘底面對(duì)稱設(shè)置若干與其頂面貫通的排氣孔，以利于夯錘著地時(shí)坑底空氣迅速排出和起錘時(shí)減小坑底的吸力。排氣孔直徑為25cm。利用通過(guò)動(dòng)滑輪組以脫鉤裝置來(lái)起落夯錘。

2.2 施工順序

由于地基土很軟弱,要求單夯點(diǎn)一次性達(dá)到設(shè)計(jì)要求，單墩投石量過(guò)大，夯擊數(shù)較多，容易形成“大肚子”。現(xiàn)場(chǎng)采取隔點(diǎn)跳夯的順序進(jìn)行施工，根據(jù)地層情況每間隔一個(gè)夯點(diǎn)或兩個(gè)夯點(diǎn)夯成墩后，再夯中間的夯點(diǎn)。夯區(qū)夯墩的投石量和夯擊數(shù)保持基本一致，同時(shí)增加夯墩間地基土的休止時(shí)間，提高擠密效果。

2.3 工藝流程

施工場(chǎng)地清理整平→測(cè)量放線→夯點(diǎn)定位→夯機(jī)安裝→夯機(jī)就位→夯錘提升→夯錘脫鉤→落錘強(qiáng)夯→測(cè)量沉降→填加石料→再次提錘→反復(fù)強(qiáng)夯→沉降達(dá)到要求→夯機(jī)移位。

2.4 施工步驟

（1）清理并平整施工場(chǎng)地，若表土松軟時(shí)可鋪設(shè)一層厚度為1.0～2.0m的砂石施工墊層；（2）標(biāo)出夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；（3）起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置；（4）測(cè)量夯前錘頂高程；（5）夯擊并逐擊記錄夯坑深度。當(dāng)夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難時(shí)停夯，向坑內(nèi)填料直至與坑頂平，記錄填料數(shù)量，如此重復(fù)直至滿足規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)完成一個(gè)墩體的夯擊；（6）按由內(nèi)向外，隔行跳打原則完成全部夯點(diǎn)的施工；（7）繼續(xù)填筑堤心石，并分層碾壓密實(shí)。

2.5 強(qiáng)夯工藝要求

開夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距。夯擊過(guò)程中，如夯沉量過(guò)大，應(yīng)及時(shí)回填。

夯擊前，對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核；夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏位或漏夯時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)夯，檢查完畢后用外來(lái)10～100kg開山石料填平夯坑或推平夯坑。

前兩遍單點(diǎn)單次夯5擊或夯錘埋入夯坑約1.5至2米，粗填料夯擊，如此循環(huán)4次。夯點(diǎn)的夯擊數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯確定，回填毛石段還應(yīng)滿足：墩底穿透軟弱土層。

2.6 施工難點(diǎn)和關(guān)鍵工序

（1）施工難點(diǎn)

本場(chǎng)地強(qiáng)夯處理的難點(diǎn)是：淤泥、粘土的物理力學(xué)指標(biāo)的改善,地基承載力的特征值、變形指標(biāo)Es的提高。施工受潮位影響，每天可作業(yè)時(shí)間短，工作量大，高潮時(shí)，施工機(jī)械需離開施工現(xiàn)場(chǎng)到臨時(shí)道路暫存，往返較多。

（2）關(guān)鍵工序

要達(dá)到處理軟土層的目的，置換填料應(yīng)達(dá)到淤泥層的底部，必須要求累計(jì)夯沉量要大于淤泥層底深度。施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)必須滿足三條：累計(jì)夯沉量應(yīng)大于軟土層底埋深。最后二擊夯沉量平均值應(yīng)小于100mm。單點(diǎn)夯擊數(shù)必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.7 施工要點(diǎn)

（1）現(xiàn)場(chǎng)的控制樁采用半永久性水泥固樁，并設(shè)立明顯標(biāo)志，施工中注意保護(hù)并定期進(jìn)行復(fù)核。（2）夯點(diǎn)位置放樣時(shí)，首先用明顯標(biāo)志標(biāo)出夯位中心點(diǎn)，再灑出夯位輪廓線。（3）為保證強(qiáng)夯能級(jí)，嚴(yán)格控制落距，鎖定控制落距鋼絲繩。（4）施工中隨時(shí)保證夯錘氣孔的暢通，如遇堵塞，及時(shí)將塞土清除。（5）強(qiáng)夯填料必須采用級(jí)配良好的碎石土、塊石等開挖物。（6）施工中若發(fā)生夯錘偏位，必須立即調(diào)整對(duì)中。（7）夯擊后若坑底歪斜較大，及時(shí)用填料將坑底墊平后繼續(xù)夯擊。（8）對(duì)每點(diǎn)的沉降量都進(jìn)行沉降觀測(cè)和記載，掌握好停錘標(biāo)準(zhǔn)。認(rèn)真做好強(qiáng)夯記錄。保證施工的可追溯性。（9）密切注意異?，F(xiàn)象，對(duì)夯錘反彈、地表隆起等異?，F(xiàn)象及時(shí)報(bào)告。

2.8 偏差控制

夯點(diǎn)測(cè)量定位允許偏差≤±5cm，夯錘就位允許偏差≤±15 cm，滿夯后場(chǎng)地整平平整度≤±10 cm

3、功效分析

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，5000KN.m機(jī)組每臺(tái)班工作可施工夯實(shí)200擊，本工程受潮水影響，每天可工作1個(gè)臺(tái)班左右，即200擊。三個(gè)標(biāo)段工程量相同，計(jì)劃施工安排一致，計(jì)劃工期115天，有效工作日按98天考慮，1、2、3每標(biāo)段工程量均為80000平方米，考慮檢測(cè)間隔時(shí)間，則每天需完成強(qiáng)夯置換作業(yè)1000平方米，每標(biāo)段投入夯實(shí)機(jī)組15個(gè)，夯實(shí)間距按3.5＊3.5m考慮，按每夯點(diǎn)20擊考慮，每個(gè)機(jī)組每天可完成夯實(shí)面積100平方米左右，配備15個(gè)機(jī)組可完成強(qiáng)夯置換作業(yè)1500平方米，考慮天氣及機(jī)械自身維護(hù)等因素引起的效率降低，亦可滿足施工需求。

[1]《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》JTS167-2-2009.

[2]《港口工程地基規(guī)范》JTS147-1-2010.