地基强夯专项施工方案文档格式.docx
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车辆段用地呈西南-东北向的三角形地块,地块南侧为4号线正线、规划高铁及福厦铁路用地,东西长度为800~1050m,南北宽约168~400m,占地面积约20.17公顷;
地块自然地势西高东低,南北高,中间低,地势起伏较大,且场地内有多处水塘、湿地;
车辆段用地南侧靠近铁路有三个山包,标高在10~40m之间;
西侧用地
标高在6~13m之间,用地北侧及东侧地势较低,标高在2~5m之间。
场地内地势高差较大,自然地面平均标高约为8.2m;
车辆段的设计场坪标高为10.25m。
当前本工点附近重要建(构)筑物为既有线福厦铁路,结构形式为高架桥梁和路基段,从工点南侧通过,距本工点约40~80m。
软土地基处理面积为72310m2,其中强夯置换处理区域面积34170m2,位于B-1施工区域。
根据地质勘察资料,强夯置换处理区域地质由上至下依次是素填土、淤泥质粘土、粉质粘土、中粗砂。
2、主要建设内容及工程量
主要工程数量:
B区地基采用强夯置换+点夯+满夯,处理面积51510㎡,其中强夯置换处理面积34170㎡,置换墩数为1609个;
C区地基采用点夯+满夯,处理面积20800㎡。
3、气象、水文地质条件
厦门市轨道交通4号线工程(后溪至翔安机场段)后溪车辆段,属滨海平原区、残丘台地区等地貌单元,沿线地形起伏相对较小,地形总体较为平缓~一般倾斜,地面高程3~25m。
场地主要为软件园三期建设用地、农业用地、林地、果园、水塘及道路。
拟建场地地层主要为人工填土,局部存在流塑状淤泥质填土和填石;
上部流塑状淤泥、流塑~软塑状粉质黏土、可塑~硬塑状的粉质黏土、松散~稍密中粗砂、可塑~硬塑残积砂质黏性土、全风化花岗岩及散体状、碎裂状强风化花岗岩,下部为中、微风化花岗岩。
3.1岩土物理力学性质
(1)素填土①2:
灰黄~褐黄色,松散~中密,填料成分主要为黏性土,局部为淤泥
质填土,局部地段含少量碎石,该层填筑时间不一,尚未完成自重固结。
总体评价该层密实度及均匀性差异大,工程性能总体不良,填土分布厚度约0.4~10.3m。
(2)淤泥质填土①5:
呈黑灰色,流~软塑,成分主要由黏性土组成,局部含砂较多,含腐殖质,具腐臭味。
该层具天然含水量高、孔隙比大、强度低的特性,属高压缩性软弱土,工程性能不良,人工填土分布厚度约0.4~10.3m。
(3)淤泥②1:
该层分布厚度约0.4~5.8m,呈黑色~灰黑色,饱和、流塑,成分主要为黏性土,含腐殖质,具腐臭味。
该层含水量高、孔隙比大、强度低,属高压缩性软土,固结状态为欠固结,工程性质不良。
(4)粉质黏土③1:
该层分布厚度约0.3~6.9m,呈灰白、褐黄色、灰黄等色,可塑为主,成分由粘、粉粒和少量砂粒组成,原状土芯样摇震无反应,切面较光滑且光泽度较好,干强度及韧性中等。
该层属中等压缩性土,力学强度较低。
(5)粉质黏土③1-1:
该层分布厚度约0.4~6.2m,呈浅灰、灰黑等色,软塑~流塑,成分由粘、粉粒和少量砂粒组成,原状土芯样摇震无反应,切面较光滑,干强度及韧性中等。
该层属高压缩性土,力学强度较低。
(6)中粗砂③4:
该层分布厚度约0.5~9.9m,呈浅灰、褐黄色,饱和,中密为主,局部稍密。
成分以石英为主,含泥一般约15~20%,级配一般。
该层属中等压缩性土,力学强度较低。
(7)坡积粉质黏土⑩1:
该层分布厚度约0.9~5.4m。
呈砖红、灰黄色,可~硬塑,成分主要由粉、粘粒和约10~20%的石英砂组成。
摇振无反应,切面较光滑,韧性及干强度较高。
该层属中等压缩性土,力学强度一般~较高。
(8)砂质黏性土?
1:
该层分布厚度约0.6~12.8m。
灰黄、灰白色或花斑色,可~硬塑,原状芯样摇振无反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等。
成分主要由长石风化而成的粉、粘粒、石英颗粒及少量云母碎屑等组成,原岩结构特征可辨,系花岗岩风化残积而成。
该层在天然状态下力学强度一般~较高,且具随深度增加强度渐高的特点。
但具有泡水易软化、崩解使强度降低的不良特性。
该层属中等压缩性土,力学强度一般~较高。
(9)全风化花岗岩?
褐黄色为主,局部灰白色,岩体风化严重,结构基本破坏,除石英外,其余矿物均已风化成黏土矿物,干钻易钻进,岩芯呈黏性土混石英质砾石状,层厚0.5~10.9m,强度一般~较高,工程性能一般。
开挖后,具泡水易软化、崩解使强度降低的不良特性。
(10)散体状强风化花岗岩?
2:
褐黄色为主,局部灰白色,岩体结构大部分破坏,局部尚可辨认,除石英外,大部分矿物已风化变异,矿物间联结力散失,干钻可钻进,岩芯呈密实泥质中粗砂状,层厚0.4~36.8m,中等偏低压缩性,强度一般~较高,工程性能一般。
开挖后,具泡水易软化、崩解使强度降低的不良特性。
(11)碎裂状强风化花岗岩?
3:
褐黄色,风化裂隙发育,钻进时响声大,取出芯样多呈1~5cm碎块状,岩芯表面粗糙,锤击易碎,强度较低,点载荷试验换算单轴抗压强度为0.89~28.34MPa,属极软~较软岩,岩体基本质量等级Ⅴ级,层厚0.4~19.3m。
(12)中等风化花岗岩?
4:
灰色、黄褐色,中粗粒结构,块状构造,风化裂隙较发育,沿裂隙面岩石风化作用加剧,岩芯多呈6cm左右短柱状及10~30cm柱状,RQD=20~45%,岩石饱和单轴抗压强度21.56~68.51MPa,强度高,工程性能好,属较软~较硬岩,岩体基本质量等级Ⅱ~Ⅲ级。
(13)微风化花岗岩?
5:
灰白色,中粗粒结构,块状构造,见少量节理,裂隙面较平整,岩芯多呈长柱状,岩质坚硬,锤击声脆。
RQD=65~92%,岩石饱和单轴抗压强度62.47~165.72MPa,强度很高,按坚硬程度划分,可定为坚硬岩,工程性能很好,岩体基本质量等级为Ⅰ~Ⅱ级;
未揭穿,属于坚硬岩。
3.2不良地质与特殊性岩土
(1)不良地质现象拟建场地位于厦门市集美区,根据区域地质资料,拟建场地内未发现滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,亦未发现人工采空区、空洞等,且建设线路沿线地形平缓~一般倾斜,现状地质灾害危险性小。
(2)特殊性岩土场区特殊性岩土主要为人工填土、软弱土、残积土及风化岩、球状风化体(孤石)等。
人工填土:
场区普遍分布有人工填土,厚约0.4~10.3m,主要为素填土、杂填土,局部暗塘有淤泥质填土,混填石、块石、碎石,且成份较复杂不均一,结构疏密不均,固结性差,富水性、透水性及工程性能差异较大。
目前现场软件园三期正在平整场地,结合原始地形图及现场地形情况判断,现场标高在3.5~9.5m之间的填土基本为近期软件园三期施工所填。
软弱土:
为淤泥,分布在场地局部第四系全新统地层中,灰黑色,流塑,饱和,有腐臭味,均匀性差,厚度变化大,一般厚1.1-4.2m,呈高压缩性、低强度,为欠固结土,极易产生较大沉降和不均匀沉降,发生破坏。
现场主要分布在塘1~塘3底部及暗1~暗
3范围内。
残积土与风化岩:
场地基岩主要由燕山早期花岗岩(γ52(3)c)构成,花岗岩残积层均匀性较差,强度不一,接近地表的残积土受水的淋滤作用,形成网纹结构,土质较坚硬,而其强度较低,下部由于风化程度减弱强度逐渐增加。
残积层及全、强风化岩开挖暴露后,具遇水易软化、崩解、强度急剧降低的特点,且同一开挖断面上具有上下、左右软硬不均的特点。
球状风化体(孤石):
主要为中等风化体,揭示厚度0.2~9.8m,钻孔遇孤石比例
为40.8%。
根据厦门地区花岗岩的风化特征,球状不均匀风化现象较发育,属地下障碍物种类之一,造成地层软弱不均,对基坑开挖及桩基等地下结构施工不利。
3.3水文地质条件
(1)地表水、地下水的类型及赋存环境
场地内现存在3个明塘,面积从3000至6000平米不等,深度约1~3m,水量较小,排泄经人工渠道或沟谷汇流入东侧后溪,补给主要为大气降水。
另对照原始地形及钻探成果,还发现3个暗浜,系近期软件园三期建设,原水塘被填埋所致。
地下水按赋存介质可分为四类:
赋存于人工填土中上层滞水,第四系孔隙潜水,赋存于残积层及全、散体状强风化带中的风化残积孔隙裂隙水和赋存于碎裂状强风化~中、微风化带的基岩裂隙水。
勘察期间揭示地下水位埋深0.3~10.8m,根据区域水文地质资料,沿线地下水位年变幅约1~3m。
(2)地下水补给、径流、排泄及动态特征上层滞水及第四系孔隙潜水主要接受大气降水、生活污水和供、排水管道渗漏水垂直下渗补给,水量有限。
基岩风化残积孔隙裂隙水除接受第四系土层中的松散岩类孔隙水补给外,尚有基岩裂隙水的侧向补给或托顶上渗补给。
在风化层上部具有一层渗透性能较差的黏性土、黏性素填土隔离的地段,该含水层组具微承压性;
在风化层上部为中粗砂层的地段,该含水层与第四系空隙潜水连通。
基岩裂隙水受其它类型地下水的入渗补给,其径流严格受节理裂隙形态控制,呈层状或带状分布,有时互不连通,无统一水面。
基岩裂隙水与上覆地层水利联系密切。
地下水的径流主要受地形、地貌的控制,第四系松散岩类孔隙水、风化孔隙裂隙水及基岩裂隙水向低处汇流,总体流向海域。
地下水的动态变化受年降水量变化规律的控制,地下水位一般3月开始上升,9月逐渐下降,5~6月为最高水位,12月至翌年2月为最低水位,其变化幅度又因地形、含水层的不同而有差异,总体上基岩裂隙水和风化残积孔隙裂隙水水位随降水变化较
小,第四系松散层地下水变幅较大。
勘察期间揭示地下水位基础深度0.3~11.5m,根据
区域水文地质资料,沿线地下水位年变幅约1~3m。
(3)水化学特征和腐蚀性的评价地表水对混凝土结构及混凝土结构中钢筋均具微腐蚀性,地下水对对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中钢筋在干湿交替条件下具弱腐蚀性,在长期浸水条件下具微腐蚀性。
场地按Ⅱ类环境判定,残丘台地区(Ⅱ区)地下水在A类地层渗透性条件下对
砼结构具弱腐蚀性,在B类地层渗透条件下对砼结构具微腐蚀性;
对钢筋砼结构中的钢筋具微腐蚀性。
3.4工程场地稳定性
(1)场地的稳定性评价拟建场地地貌为滨海平原区和残丘台地区,沿线地形平缓~一般倾斜,场区内及其附近目前不存在对工程安全有影响的滑坡、泥石流、岩溶、崩塌、地下洞穴、地面塌陷和地裂缝等不良地质作用。
根据《厦门地区地壳稳定性评价报告》,场区处于构造稳定区。
(2)地基土的稳定性、均匀性评价场区地基土表层主要为人工填土,局部存在流塑状淤泥质填土和填石;
上部流塑淤泥、可塑~硬塑状的粉质黏土、松散~稍密粉砂、中粗砂、可塑~硬塑残积砂质黏性土、全风化岩及散体状、碎裂状强风化花岗岩,下部为中、微风化花岗岩,地基土稳定性总体较好。
除人工填土外,其它地层属基本稳定~稳定地基。
(3)地震动参数、软土震陷及地震液化根据《中国地震动参数区划图》(GB18036-2015)和《建筑抗震设计规范》
(GB50011-2010)(2016局部修订)有关规定,本工点场区抗震设防烈度为7度,设计地震加速度值0.15g,地震动反应谱特征周期为0.45S,设计地震分组为第三组。
按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)第5.7.11条文说明,按抗震设防烈度7度考虑,当等效剪切波速υse大于90m/s或承载力特征值fDK大于80kPa时,可不考虑震陷影响。
场地淤泥分布面积小,且厚度较薄,建议对其采取合适的地基基础措施,可不考虑软土震陷的影响。
依据勘察资料,③4中粗砂存在液化可能,液化评价为轻微液化。
4、依据规范
(1)《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012);
(2)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版);
(3)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012);
(4)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);
(5)《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014);
(6)《铁路工程地基处理技术规程》(TB10106-2010);
(7)地方标准福建省《建筑地基基础技术规范》(DBJ13-07-2006);
(8)地方标准福建省《岩土工程勘察规范》(DBJ13-84-2006);
(9)地方标准福建省《桩基础与地下结构防腐技术规程》(DBJ/T13-200-2014);
(10)其它:
国家或行业强制性规范或规定。
二、施工方案
1、施工准备
1)强夯和强夯置换施工前,应在施工现场有代表性的场地选取一个试验区,进行试夯或试验性施工。
每个试验区面积不宜小于20mX20m,确定强夯置换方法适用性和处理效果,建议冲击能不小于4000KN·
N,在施工中按试验和设计确定的参数进行。
2)施工进场需清除场区内地表植被、杂物、积水、淤泥,场区内杂填土层全部清除换填处理;
场区内明塘(如存在)底部淤泥层全部换填处理,进行换填须提前做好抽排水措施,保持坑内干燥方可施工。
3)场地整平B区股道区(强夯置换区)地基处理前场区整平标高5.000m,非股道区(强夯区)整平标高7.000m;
C区强夯地基处理前场区整平标高7.000m;
未达地基处理施工标高处,填土分层填筑,分层厚度不大于60cm,压实系数不小于0.90。
4)强夯前应详细查明施工区域周围及场地范围内的地下构筑物和管线埋设情况,以免因强夯施工而造成损坏。
5)地基处理交工标高至路基基床底层底,填土采用分层填筑,分层厚度不大于30cm,压实系数不小于0.94(按照站场设计要求)。
6)压实填土的最大干密度、最优含水量wop压实系数,采用现场击实试验确定,控制含水量wop±
2%。
2、施工流程
(1)施工顺序
在强夯施工过程中应遵循先深后浅、先中间后周边、先密集区域后稀疏区域施工原理。
试夯→放线定位、场地整平→强夯置换施工→场地平整→放线定位→点夯施工→场地平整→两遍满夯→地基检测→竣工验收。
(2)工艺流程框图
图1施工工艺流程框图
3、施工工艺
1)试夯
根据地质勘察资料,强夯置换处理区域地质由上至下依次是素填土、淤泥质粘土、粉质粘土、中粗砂。
根据设计要求,本次置换范围为碎石置换墩穿透淤泥质粘土,置于粉质粘土上。
在大面积开始强夯置换前,进行典型施工,用以确定:
1、最佳夯击能;
2、达到收锤标准的夯击次数;
3、夯坑填料量、强夯置换工效、人机料配置是否满足进度要求;
4、夯点间距确定、强夯置换顺序(最佳机械行走路线);
5、夯后场地地基承载力。
(试桩过程中出现单墩碎石量填料量过大的情况,可采用小锤径大夯击能进行试桩,且施工过程中严格控制施工质量,最终施工参数以现场试验最终确定。
)
图2试夯区平面位置图
2)B区-强夯置换施工步骤
B区采用强夯置换后再采用“一遍点夯,两遍满夯”的形式,地基处理面积51510㎡,强夯置换处理面积34170㎡。
其施工步骤如下:
1)清理并整平施工场地;
2)标出夯点位置,并测量场地高程;
3)起重机就位,夯锤置于夯点位置;
4)测量夯前锤顶高程;
5)夯击并逐击记录夯坑深度;
当夯坑过深,起锤困难时,应停夯,向夯坑内填料直至与坑顶齐平,记录填料数量;
工序重复,直至满足设计夯击次数及质量控制标准,完成一个墩体的夯击;
当夯点周围软土挤出,影响施工时,应随时清理,并宜在夯点周围铺垫随时后,继续施工;
6)按照“由内而外,隔行跳打”的原则,完成全部夯点的施工;
7)推平场地,采用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。
图3强夯置换及点夯布点大样图
3)C区-点夯及满夯施工步骤
C区采用“两遍点夯,两遍满夯”的处理方式,处理面积20800㎡。
其施工步骤如下:
2)标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;
5)将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置,夯锤脱钩自由下落,放下吊钩,测量锤顶高程;
若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;
6)重复步骤5),直至满足设计夯击次数及质量控制标准,完成一个墩体的夯击;
当夯坑过深,出现提锤困难,但无明显隆起,而尚未达到控制标准时,宜将夯坑回填至
与坑顶齐平后,继续夯击;
7)换夯点,重复步骤3)~6),完成第一遍全部夯点的夯击;
8)用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;
9)在规定的间隔时间后,按照上述步骤逐次完成全部夯击遍数;
最后,采用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。
图4点夯布点大样图
4)施工监测
每一遍夯击前,应对夯点放线进行复查,夯完后检查夯坑位置,发现偏差或漏夯应及时纠正;
检查每个夯点的夯击次数、每击的夯沉量、最后两击的平均夯沉量、夯点施工起止时间。
强夯置换施工时,尚应检查置换深度。
5)地基检测
1)强夯地基检验宜在施工结束后14~28d,强夯置换地基检验宜在施工结束后28d。
试验检测位置由甲方、监理单位、设计单位、检测单位结合场地具体条件决定。
2)地基承载力采用平板载荷试验进行承载力检验,检验数量不少于墩点数的0.2%
且不少于3点。
B区强夯置换地基应采用单墩载荷试验进行承载力检验,检测数量为4
点,墩间土为3点;
C区地基承载力检测数量为3点;
单墩承载力特征值不小于550kN,地基承载力不小于120kPa;
3)B区强夯置换应采用动力触探对墩体密实度进行随机检验,检验数量不少于墩点数的0.2%且不少于3根,共检验4根;
采用静力触探检查墩间土的强度,每3000m2抽样检验6点,共检查72点;
4)采用标准贯入及静力触探试验对地基强夯有效加固深度进行检验,检验数量为每3000m2抽样检验9点,其中标准贯入试验点6点,静力触探3点。
B区检测数量为标准贯入试验108点,静力触探54点;
C区检测数量为标准贯入试验42点,静力触探21点;
5)采用钻探取芯实验获取有效加固深度范围地层压缩模量,检算加固区沉降控制是否满足设计要求,其中B区点夯墩3点(碎石置换墩不取),强夯置换墩墩间土3点(未点夯处);
C区6点(点夯墩和墩间土各3点);
6)试验检测由具有检测资质的第三方单位完成,检测合格方可进行下步工序施工;
7)强夯施工及验收应严格按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)执行;
8)检测数量主要依据《铁路工程地基处理技术规程》(TB10106-2010)执行,检
测数量依据如下表所示。
检测工程量
检测目的
检测方法
检测位置
检测数量
单墩承载力
单墩平板载荷试验
B区置换墩
4点
地基承载力
平板载荷试验
墩间土
3点
C区
置换墩密实度
动力触探
4根
墩间土强度
静力触探
72点
地基有效加固
深度
标准贯入试验
B区
108点
54点
42点
21点
地层压缩模量
钻探取芯实验
B区点夯墩
强夯置换墩墩间土3点(未点夯处)
C区点夯墩和墩间土各3点
6点
注:
单墩承载力不小于550kN,地基承载力不小于120kPa
4、技术要求及保证措施
(1)强夯置换法施工处理方法及要求
1)检查施工过程中的各项测试数据和施工记录,不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。
2)强夯置换地基处理前场区整平标高5.000m。
强夯置换采用直径1.2m,重量不小于约200KN的夯锤,夯扩墩直径1.4m,墩长6.5m,置换墩采用梅花型布置。
每个置换点填料量初步按照10.00m3计算,墩数1609个。
单墩承载力特征值不小于550KN。
3)墩体材料科采用级配良好的碎石、矿渣等坚硬粗颗粒材料,且粒径大于300mm
的颗粒含量不宜超过30%。
(2)点夯及满夯施工处理方法及要求
1)点夯单击夯击能不小于4000KN·
N,夯点梅花型布置,单点夯击击数根据现场试验确定,一般4~6击,夯锤直径不小于2.3m,最后两击的平均夯沉量不大于100mm;
2)满夯单击夯击能1000KN·
m。
满夯锤印搭接不小于1/4,单点夯击击数2击;
3)施工期间素填土不宜处于饱和状态,应避免雨季施工,并注意场地排水。
(3)地基沉降处理要求
1)库内线整体道床对轨道结构下部结构要求工后沉降不大于20mm;
2)库外平交道口要求工后沉降不大于30mm;
3)试车线及库外线碎石道床要求路基工后沉降不大于20cm;
4)其他平交道口及试车线检查坑整体道床与碎石道床间过渡段要求路基工后沉降不大于15cm;
5)路桥过渡段沉降不大于10cm;
(4)减少强夯施工损害的质量措施
1)减少强夯施工对场地现有及即将施工的管线、结构造成损害的质量措施:
2)确定强夯范围时应离开现有建筑物或设施距离不少于20m。
三、人员、材料、机械设备
1、项目管理及技术专业人员配备
项目部管理人员由40人组成,其中含项目经理、项目副经理、项目技术负责人等领导人员,其余人员分别负责工程技术、施工、安全、质量、机械、材料、测量、计量、
试验、文档、合约、财务和其它管理等具体业务;
各作业队根据工作需要分别设作业队长、
副队长、技术员、领工员、安全员、质量员、试验员等岗位,负责具体施工作业管理
2、拟投入本工程的主要施工设备表
序号
设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定功率(KW)
生产能力
用于施工部位
备注
1
挖掘机
ZAX330
2
日本
2009
181
400m3/台班
土方
租赁
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