振沖碎石樁專項施工方案

唐山港曹妃甸港區(qū)煤碼頭三期工程堆場區(qū)土建和安裝工程堆場泥區(qū)周邊砂混厚泥區(qū)地基處理專項施工方案編制單位：編制人：編制日期：

一、工程概況工程參建單位建設單位：河北華電曹妃甸儲運有限公司設計單位：中交第一航務工程勘察設計院有限公司監(jiān)理單位：北京水規(guī)院京華工程管理有限公司施工單位：中建港務建設有限公司工程位置本工程位于河北省唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)一港池西側，位于新建成的煤碼頭二期工程和通用散貨（弘毅）碼頭之間，距離唐海鎮(zhèn)約35公里，車程約半小時，位于一港池二港池之間，瀕臨首鋼規(guī)劃用地（碼頭）對面。本工程地基處理施工階段分為=1\*GB3①堆場西南淤泥集中區(qū)，采用打設塑料排水板堆載預壓+水泥攪拌樁、真空降水強夯處理。=2\*GB3②堆場西北部砂混薄泥區(qū)，采用無填料振沖+降水強夯置換處理。=3\*GB3③東部及中北部厚層吹砂區(qū)，采用無填料振沖+小能量強夯處理。=4\*GB3④堆場泥區(qū)周邊砂混厚泥區(qū)，采用振沖碎石樁+滿夯處理。本專項施工方案主要針對堆場泥區(qū)周邊砂混厚泥區(qū)地基處理進行編制。本工程具體位置如下圖所示：工程位置圖圖中陰影部分為本堆場泥區(qū)周邊砂混厚泥區(qū)范圍工程區(qū)域地質根據勘察報告，工程區(qū)域范圍內土層自上而下主要有：=1\*GB3①1粉細砂；流泥；=1\*GB3①2淤泥、=1\*GB3①2淤泥質粉質粘土、=1\*GB3①2粉質粘土；=1\*GB3①3粉細砂；=2\*GB3②1粉質粘土；=2\*GB3②2粉砂、=2\*GB3②2粉土；=2\*GB3②3粉質粘土、=2\*GB3②3粘土；③1粘土、③1粉質粘土；③2粉土。表層=1\*GB3①1粉細砂；流泥；=1\*GB3①2淤泥、=1\*GB3①2淤泥質粉質粘土、=1\*GB3①2粉質粘土為沖填土。吹填土以厚層粉細砂為主，松散層底標高變化在～之間，細顆粒含量相對較高，標貫擊數多數在1～10擊間，中等～嚴重液化，且較普遍存在較厚（4m～7m）淤泥質粉質粘土或粉質粘土夾層。工程內容及主要工作量本區(qū)域地基處理主要包括振沖碎石樁，其上進行小能量滿夯并壓實處理，處理面積約為萬平方米，施工主要工程量如下表所示：序號項目名稱計量單位工程數量項目特征1場地整平排水104m2場地高差整平、挖溝排除積水、若局部地表存在淤泥質土層應予以換填2振沖碎石樁104根75kW振沖器填料振沖，樁點間距，平均振沖深度15m，填料為粒徑40～150mm碎石，預估平均樁徑，樁體填料量約m23滿夯m2夯錘直徑大于，滿夯2遍4場地整平碾壓m2場地整平至標高~，200kN振動壓路機碾壓6～8遍5標貫試驗點個35在樁間進行，檢測深度約20m，每米標貫試驗一次，初擬5000平米一個測點重型動探試驗點個35在樁點上進行，檢測深度約20m，初擬5000平米一個測點載荷板試驗個9比較標貫及動探結果后選取代表區(qū)域進行，載荷板采用直徑圓板，地基承載力特征值不小于200kPa設計指標根據鉆探，本工程為軟土地基，需進行處理。通過對軟土的厚度和力學性能以及軟基處理的施工工期和經濟指標的綜合分析，本工程的軟土地基處理選用振沖碎石樁復合地基、滿夯、壓實等處理方法，初擬碎石樁設計參數：=1\*GB3①平均樁徑：（有效樁徑），平均樁長；=2\*GB3②樁位布置：正三角形布置，間距米；③樁體材料：含泥量不大于5%的碎石，不宜使用風化易碎的石料。粒徑：40～150mm；④樁頂墊層：山皮石m2；⑤滿夯二遍，單擊能600kN·m；⑥用20t振動壓路機碾壓6～8遍，達到無明顯輪跡為止。工程特點及難點1、本區(qū)域現地形高低不平、起伏較大，現狀地表高，距碎石樁樁頂標高2~4米，前期土方平整工作量大，地基強度低，不利于大面積施工展開。2、振沖碎石樁施工過程中產生的大量泥漿，對現場的環(huán)境將造成一定的影響，泥漿的循環(huán)與處理是文明施工的重點；3、振沖碎石樁施工時所需的大量水將成為制約碎石樁機投入數量的瓶頸，水源問題嚴重制約著施工進度；二、施工組織與部署施工工期規(guī)劃1、根據煤碼頭三期工程堆場節(jié)點工期的安排，軟基處理的施工制約著整體的堆場工程的工期，而振沖碎石樁工程數量較大，試驗檢驗也需要占用一定的時間，所以必須保證碎石樁施工的連續(xù)性及足夠的日完成量；2、堆場泥區(qū)周邊砂混厚泥區(qū)總共面積約萬平方米，計劃分南區(qū)北區(qū)兩個施工區(qū)域由東向西同時施工?？傮w工期要求：南側300m范圍堆取料機基礎施工時間為159天,其余施工時間212天要求日完成量：4000-5000延米。施工總體部署1、分區(qū)：根據現場實際情況，按南區(qū)和北區(qū)分成兩個施工工區(qū)，由兩家勞務組從東向西同時進行勞務作業(yè)。2、材料的堆放和儲備根據處理區(qū)域現場的實際情況，區(qū)域臨時道路兩側附近設置材料堆放點，在不影響其他工程的情況下，碎石分別堆放，采取裝載機現場拌和、運輸。3、場內道路充分利用現有道路，并修筑臨時道路，壓實平整，并視需要開挖排水溝及使用磚渣硬化道路。4、施工用水擬使用煤碼頭前沿港池水作為水源，通過鋼管接入現場，同時利用現場的自然水源或沉淀池水。在現場修筑多個蓄水池，每個水池容納50m3以上，水池周邊使用密目安全網進行圍蔽。5、施工用電可從煤二期碼頭接至施工區(qū)域附近的一級、二級箱接電，另外使用多臺柴油發(fā)電機發(fā)電提供電源。6、泥漿排放根據軟基處理位置，充分利用現場空間，開挖泥漿池、沉淀池、水池，現場產生的泥漿通過臨時溝排至泥漿池，經過多級沉淀、最后將清水匯流到清水池內，供施工使用。經常清理泥漿池，經現場晾曬后，收集處理。沉淀泥漿及時外運，具體泥漿沉淀池見布置圖。施工組織與安排1、施工現場管理組織：項目經理部專門成立振沖碎石隊，在經理部統(tǒng)一領導和監(jiān)督下，全面負責各區(qū)內的軟基處理工作。區(qū)域管理機構見圖，振沖隊機構組成見表1項目經理項目經理技術負責人生產經理技術負責人生產經理質檢、材料技術安全文明安全工程管理質檢、材料技術安全文明安全工程管理振沖隊振沖隊其他作業(yè)隊其他作業(yè)隊圖1：砂混厚泥區(qū)區(qū)域管理機構組織框圖表1：軟基處理現場管理機構一覽表序號崗位及類別姓名主要職責1總負責軟基施工總體施工調度、組織、安排2生產負責人施工現場組織管理3現場負責人4技術負責人技術交底、監(jiān)督方案實施、技術資料完善，過程記錄檢查5質檢負責人質量檢查、監(jiān)督整改6安全負責人安全管理7材料負責人材料計劃、組織進場存放、配合檢驗2、勞動力組織成立兩個振沖碎石勞務組，組成振沖班、機修班、材料組、排污供水組等班組，勞動力組織見表2表2：勞動力計劃表序號工種數量1機長24人2操作工56人3普工25人3、機械組織表3：機具組織一覽表序號設備名稱數量功率功效備注1ZCQ-75振沖設備10套90kW*545根/天﹒臺用于振沖碎石樁施工2挖機10臺1m3用于開挖明溝、清理明溝，碎石樁填料、碎石囤料，翻料。3裝載機10臺T50碎石樁填料4強夯機4臺50噸滿夯施工5滿夯錘4個10噸滿夯施工6推土機2臺T160用于場地平整和表層碾壓7壓路機2臺T200場地碾壓施工8泥漿泵12臺3PL-B場地平整9發(fā)電機組8臺120KW場地發(fā)電10各類管線10000米場地給排水三、施工工藝及施工方法施工準備1、技術準備在振沖碎石樁施工前，充分熟悉圖紙，并進行圖紙會審工作；組織施工人員學習有關規(guī)范標準，進行方案及技術交底，掌握施工工藝、控制方法及檢查手段，并制訂質量通病的防治方法。2、材料準備工程所用材料當區(qū)域臨時道路具備行駛能力后應先進一批碎石并按工程需要進行集中堆放，嚴格按程序進行計劃、檢驗報審，現場堆放。3、機械、人員組織進場組織充足的機械進場，并進行檢修，保證機械的完好率。按方案要求進場施工人員，進行安全技術交底。4、現場條件創(chuàng)造及準備通水：由于振沖施工需用大量的水，同時產生大量的泥漿污水，為保證樁機的正常需要，對部分有條件的地區(qū)，可就近采用碼頭前沿港池作為水源；對沒有條件的地區(qū)，保證接駁至現場或通過水車運輸的的水量能夠滿足樁機正常運轉的最低要求；通電：首選柴油發(fā)電機發(fā)電供應施工用電，詳細規(guī)劃發(fā)電機位置，嚴格按用電規(guī)程進行分級送電。臨建區(qū)由附近電源接駁；通路：為保證振沖施工順利進行不發(fā)生停工待料的現象，在加固區(qū)附近設置若干個料場。料場位置做到既滿足料場至各施工點的運距短，又防止運料路線干擾施工作業(yè)，對臨時道路進行適當硬化，保證道路暢通；場地平整：根據設計要求的樁頂設計標高，將施工現場的地面進行平整，必要時按要求填挖土方。遇到場地地下有障礙物，如大塊石、巨大的建筑垃圾等時必須清除，以免影響貫入，甚至損壞振沖器。5、測量準備根據設計圖紙的要求，在圖紙設計確定的軟土地基區(qū)域建立標高控制點，以備隨時對施工過程進行控制。測放道路軸線，使用木（竹）樁根據樁位平面布置圖，布設樁位。6、試樁試驗正式施工前進行試樁。試樁確定施工所采用的施工參數，如造孔電流、造孔水壓、加密電流、留振時間、填料量和加密段長度等。擬在現有進場臨時道路附近選取2～3根樁進行試樁，由計算機控制和數據采集系統(tǒng)記錄施工時的各種參數，經過分析，由監(jiān)理及設計審核后，作為正式施工的依據。施工流程測量放線（區(qū)域劃分）→駁土至場地標高~，用于西南區(qū)堆載預壓的堆載料、平整排水→振沖碎石樁施工→滿夯施工→場地平整、振動碾壓至場地標高~碎石樁施工工藝1、碎石樁施工工藝流程圖（見圖）：施工準備測量布樁成孔清孔逐段加密成樁單樁施工結束布置水、泥漿循環(huán)系統(tǒng)樁孔情況記錄造孔情況記錄加密情況記錄連續(xù)喂料成樁施工記錄清孔情況記錄電源布設、組裝調試設備轉入下一樁施工振沖樁試驗及檢驗墊層鋪筑沉降觀測及穩(wěn)定性觀測指揮對樁振沖碎石樁復合地基施工工藝流程圖2、施工順序本工程軟土地基的土體強度較低，為減少制樁過程對樁間土的擾動，根據現場情況采用多臺振沖器分塊施工、單向推進、間隔振沖的方式。、施工方法（一）測量放線（區(qū)域劃分）為便于振沖碎石樁和滿夯施工，根據現場地形狀況，將厚泥區(qū)分成5000㎡左右的小區(qū)（二）場地平整及排水根據現場場地情況進行高差平整、挖溝排除積水和局部地表淤泥質土層換填。以便于振沖碎石樁和滿夯施工。（三）振沖碎石樁初擬振沖參數：75kW振沖器施工，樁距等邊三角形布置，平均振沖深度15m，填料粒徑為40~150mm碎石。主要工藝流程如下：（1）清淤、清理場地，平整場地至標高~；布置樁位，根據試樁結果，確定施工技術參數，根據圖紙設計的樁間距，在現場用經緯儀和鋼尺配合，將樁位準確的標定在地面上，用木（竹）樁固定，做醒目標記樁號。（2）組裝調試施工設備吊機就位，連接振沖器和導桿，確定振沖標尺，連接控制電路，吊起振沖器，接通電源，啟動上水，開啟振沖器，記錄空載運行參數，按試樁確定的各項施工技術參數，調整電控系統(tǒng)、上水系統(tǒng)到正式開工狀態(tài)。（3）放線、定位：測量放線后吊車就位，徐徐吊起振沖器，使其豎直、懸空，距地面10~20cm，并讓尖端對準樁位，檢查水壓、電壓和振沖器電流是否正常。（3）造孔：將振沖器緩慢、穩(wěn)妥地吊起，對準樁位緩慢下降振沖器至離地面30cm以內，啟動清水泵供水，待振沖器下端射水口出水的水壓、水量達到工藝要求時，方啟動振沖器，拉緊防扭繩索；待振沖器內的偏心塊達到額定轉速時，下沉振沖器貫入土層進行造孔；造孔過程中吊機卷揚繩的下放速度控制在～2m/min之間，并始終保持振沖器處于懸掛狀態(tài)，以免造成斜孔；當遇到電流值超過電機的額定電流時，應暫停振沖器的下沉，或減速下沉，或上提一段距離，借助高壓水沖松土層后再繼續(xù)下沉造孔；造孔達到設計深度時，上提振沖器。為了定性地反映出土的強度變化，造孔過程中要及時記錄各深度的水壓、造孔電流等的變化以及相應的時間。（4）清孔：當造孔達到設計深度時，即將振沖器提出孔口，然后再次下沉振沖器，往復2～3次，使孔口泥漿變稀，進行清孔，清除孔內泥土，保證填料暢通，減小樁體含泥量。（5）填料、振密、制樁：清孔完畢，控制室改用加密電流，并改變水壓，采取連續(xù)填料，分段振密的制樁方法。將振沖器提離孔口~，裝載機向孔內倒石料，每次填料數量視土質條件而定，一般每次填料高度為~。待石料沉入孔底后，再緩慢下沉振沖器，振密孔底樁體，當振沖器工作電流達到規(guī)定的密實電流后，留振10~20s。循環(huán)上段工序，進行下一段樁體的壓密工作直至孔口，則完成一根樁的制樁過程。（6）關機、停水，振沖器移位至下一樁位。（7）清溝排污：打樁過程中，施工現場安排人力清溝，保證排污網絡暢通，避免泥漿漫淌，沉淀后的泥漿采用泥漿車出運至棄土場排放；做好場地整潔，文明施工。（8）填料記錄：每根樁體的充盈系數β=~，施工過程中通過振沖器上配備的振沖碎石樁施工自動監(jiān)控系統(tǒng)記錄儀，對每段樁體的成孔電流、密實電流、填料量及留振時間等進行現場施工過程的實時跟蹤記錄，作為設計、監(jiān)理部門質量簽認的主要依據。每樁施工均填寫施工記錄表。（四）滿夯滿夯施工緊隨振沖碎石樁施工。滿夯參數：夯錘直徑大于，600KN·m滿夯兩遍。具體夯擊能量根據試驗結果確定。樁頂處理完成經檢驗合格后，根據設計要求在施工完成1個月后，進行單樁復合地基承載力試驗；試驗合格、經過驗收后，振動碾壓密實至地基處理標高~，進入路基施工，并按設計要求進行沉降及穩(wěn)定性觀測。（五）質量檢驗=1\*GB3①檢查振沖施工各項施工記錄，如有遺漏或不符合規(guī)定要求的樁或振沖點，應補做或采取有效的補救措施。=2\*GB3②對砂土和粉土地基，振沖碎石樁施工后7天進行施工質量檢驗，對本工程地質條件，此間隔時間宜取21天。=3\*GB3③振沖樁的施工質量檢驗可采用單樁載荷試驗，對樁體采用重型動力觸探試驗檢測，對樁間土可采用標準貫入、靜力觸探等原位測試方法進行檢測。=4\*GB3④振沖處理后地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗。四、質量保證措施、質量目標單樁復合地基承載力試驗全部合格，各樁質量達到優(yōu)良標準，部位工程質量優(yōu)良。、碎石樁質量控制標準碎石材料符合設計要求；按試樁結果及設計要求控制水壓、電流和留振時間；分批加入碎石，控制填料高度不大于設計要求，切實注意振密擠實效果，防止發(fā)生“斷樁”或“縮徑”；單樁復合地基處理效果檢驗，承載力要求≥120Kpa，總沉降量≤20cm，不均勻沉降≤1%；碎石樁實測項目見表5表4：碎石樁實測項目一覽表項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差1樁距（mm）±1502樁徑（mm）不小于設計3樁長（mm）不小于設計4豎直度（%）%5灌石量不小于設計（95%）、質量保證措施所有施工人員充分熟悉本工程軟土地基工程水文地質資料，掌握碎石樁施工的控制重點及各項技術要求，配備專職質檢人員全過程監(jiān)控，選用業(yè)務精練、技術過硬、認真負責的機械操作人員；測量人員認真對圖紙進行分析，并結合現場的實際地形，準確布設放樣控制點后，實行測量復核制度，保證樁位正確；對使用的碎石按設計及施工規(guī)范的要求進行抽檢試驗，經試驗合格的碎石方可用于碎石樁的施工；加強施工環(huán)節(jié)的過程管理，經常檢查振沖器具的運轉情況，定時保養(yǎng)振沖器，使之正常運轉施工；檢查有關質量的電控系統(tǒng)，保證其良好的自控狀態(tài)，發(fā)現問題及時解決；隨時檢查各機組的造孔、清孔、加密的施工環(huán)節(jié)，檢查加密電流，加密水壓、留振時間、加密段等質量控制參數，使之在規(guī)定的參數下運轉施工；施工工藝質量控制重點：使用懸掛垂球的方法，成孔過程中檢查并保持振沖器呈鉛垂狀態(tài)，保證孔壁垂直；放樁位時按平面布置圖經常復核，逐行逐排施工，保證樁位及樁的數量；嚴格控制終孔，滿足達到設計樁頂標高及進入密實土層的長度，根據工程地質條件、泥漿情況及電流的變化確定樁長是否滿足要求；嚴格控制加密段長度，保證密實電流及留振時間滿足試樁及設計要求的規(guī)定值。施工中常見問題的處理：詳見表4表5：施工常見問題及處理類別問題原因處理方法成孔振沖器下沉速度太慢土質硬，阻力大加大水壓；使用大功率振沖器振沖器造孔電流過大貫入速度過快；振動力過大；孔壁土石塌坍造成減慢振沖器下沉速度；減小振動力孔口不返水水量不夠；遇強透水層加大水壓；穿過透水層填料石料填不下去孔口太小清孔；把孔口土挖除一次加料太多，造成孔道堵塞加大水壓，提拉振沖器，打通孔道；每次少加填料，做到“少吃多餐”地基有流塑性粘土造成縮孔堵塞孔道先固壁，后填料；采用強迫填料工藝（75KW振沖器）加密振沖器電流過大間斷填料，上部形成卡殼加大水壓、水量，慢慢沖開堵塞處；每次填料要少；采用連續(xù)填料工藝密實電流難達到土質軟；填料量不足繼續(xù)填料振密；提拉振沖器加速填料五、工期保證措施根據工程的節(jié)點工期目標，制定施工計劃，并編制勞動力、機械、材料計劃，按計劃進行勞動力、機械組織及材料進場；根據總體計劃，編制周計劃、日計劃，限定日完成量；對于房建施工相互影響的區(qū)域，