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强夯试验专项方案
南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南
新郑南段第三标段
强夯试验方案
中国水利水电第二工程局
南水北调中线工程新郑南段第三标段项目部
2月26日
第一章工程概况
1.1新郑南段三标概况
本标段为新郑南段第三施工标段,设计桩号为SH(3)127+200~SH(3)131+531.4,标段长度4.33km,标段内共有各类建筑物7座,其中河渠交叉建筑物1座,渠渠交叉建筑物1座,左岸排水建筑物1座,公路桥1座,生产桥3座。
本标段渠道为梯形断面,渠底宽度为23.5m,渠道内一级边坡为1:
2,一级马道(堤顶)宽5.0m,外坡一级边坡1:
2,二级边坡1:
2.5,渠道纵比降为1/26000。
全段采取混凝土衬砌,渠坡厚度10cm,渠底厚度8cm。
混凝土衬砌强度等级为C20,抗冻标号F150,抗渗标号W6。
全渠段采取复合土工膜防渗。
在渠底及渠坡防渗复合土工膜下均铺设保温板防冻层。
在渠道开口线和永久占地线之间设有截流沟、防护堤、林带。
截流沟纵比降依据地形确定,为预防冲刷,纵比降较陡处全断面采取干砌石护砌。
1.2强夯工程概况
本标段湿陷性黄土关键为第四系上更新统次生黄土,岩性关键为冲洪积成因粉质壤土(Q23)。
其中黄土状重粉质壤土具轻微~强烈湿陷性,需对上部黄土状土进行处理。
设计对黄土状湿陷性处理采取强夯及挤密土桩。
需进行强夯处理渠段顺轴线为桩号SH128+449.9~SH128+603.4,SH129+388.1~SH131+188.1,总长1953.5m,垂直于轴线范围为超出渠堤基础外边缘线3m。
1.3工程地质条件
该标段长4.3314km,跨双洎河支流段和双洎河南段。
桩号SH127+930~SH131+531.4,长度3.6014km,为黄土状土均一结构,以半挖半填为主,局部填方,挖深通常0.7~5.1m。
渠底和渠坡由黄土状轻粉质壤土(alplQ3)组成,该层厚8.5~14.0m,板在其上部。
黄土状轻粉质壤土具轻微~中等湿陷性,湿陷深度2~8m,湿陷起始压力5~150kPa,不利于渠坡和地基稳定。
地下水埋深较大,在渠底板之下;地下水受降水补给、浇灌等原因影响,各时期水位变幅较大。
第二章编制依据
1、南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南(委托建管项目)新郑南段第三施工标段(桩号:
SH(3)127+200~SH(3)131+531.4,协议编号:
HNJ-/XZ/SG-003)招标文件;
2、南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南(委托建管项目)新郑南段第三施工标段(桩号:
SH(3)127+200~SH(3)131+531.4,协议编号:
HNJ-/XZ/SG-003)招标图纸;
3、南水北调中线一期工程总干渠沙河南~黄河南(委托建管项目)新郑南段第三施工标段黄土状土湿陷性处理部署图(图号NZSⅡ(XZ3)-X001-3-01~NZSⅡ(XZ3)-X001-3-08);
4、《湿陷性黄土地域建筑规范》(GB50025-);
5、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-);
6、《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999);
7、《水利水电工程施工质量检验和评定规程》(SL176-);
8、《水利水电工程施工测量规范》(SL52-93)。
第三章强夯试验方案
3.1试验目标
制订试验方案,并依据试验结果确定经济合理施工参数,验证设计所提供地基处理方法是否能满足设计指标要求,得出最好施工技术参数和施工工艺,指导进行大面积施工,满足设计和规范要求。
3.2试验前准备工作
3.2.1试验地域选择
我方依据现场踏勘情况,选择强夯试验区。
强夯试验在强夯施工范围桩号SH129+388.1~SH130+590.0内选择二个区域,均在渠道左岸,Ⅰ号试验区在桩号SH129+526.3~SH129+536.3,Ⅱ号试验区在桩号SH129+536.3~SH129+546.3。
强夯各试验区位置和夯点部署见附图。
3.2.2试验区整平
自卸汽车配合挖掘机对强夯试验区清基大于30cm,用推土机进行整平,完全清除表层腐质土层,将大石块或垃圾拣出试验区,以免影响试验效果。
3.3试验初始参数
3.3.1强夯机具选择
夯锤选择
依据规范要求:
圆形锤印易于重合,依据我企业现有设备能力和设计地基承载能力要求,本工程选择圆形锤,夯锤锤重20t,底面直径2.5m,为铸钢材料,吊环为Ф50,4Ф300排气孔。
起重机选择
此次试验拟投入50t宇通履带式起重机1台,采取自动脱钩装置,起重能力大于1.5倍锤重,50t>20t×1.5=30t,最大落距为19m。
自动脱钩装置
50t履带式起重机采取自动脱钩装置。
拉绳一端固定在锁柄上,另一端穿过转向滑轮固定在臂杆底部横轴上,当夯锤起吊到预定高度时,开钩绳随即拉紧,而脱钩装置开启,夯锤脱钩下落。
同时可确保每次夯击落距相同。
3.3.2强夯试验初始参数
表5-1强夯试验初始参数
试验场地
试验施工参数
Ⅰ号试验区
Ⅱ号试验区
SH129+526.3~SH129+536.3
SH129+536.3~SH129+546.3
试验场地面积(m2)
553m2
553m2
落距(m)
15/15/4
15/15/6
夯击点部署
正三角形
正三角形
夯击遍数(遍)
3
3
每遍击数(击)
10/10/10
10/10/10
累计击数(击)
30
30
各遍夯击间隔(天)
21
28
3.3.3夯击能改变
夯击能改变拟采取改变落距措施来改变各级夯击能大小。
3.3.4夯击能选择
依据设计要求和现场设备情况,在Ⅰ号试验区第一遍布第二遍采取夯击能20t×15m=3000kN·m,最终一遍满堂夯选择夯击能20t×4m=800kN·m;在Ⅱ号试验区第一遍布第二遍采取夯击能20t×15m=3000kN·m,最终一遍满堂夯选择夯击能20t×5m=1000kN·m,并依据试验结果做合适调整。
强夯加固公式估算:
系数,通常取0.4~0.7,取值由试验确定。
夯锤重(t)
落距(m)
加固影响深度
我们取其中间值20m~6m,夯击能4000kN·m~1200kN·m。
3.3.5夯点部署
为预防强夯过程中对夯点周围土体造成剪切破坏造成夯坑周围地面过大隆起,根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-)要求,选择第一遍点夯夯点间距为2.5~3.5倍锤底直径,应为6.5m,夯点采取正三角形部署,跳档施工(见图1),第二遍夯点在第一遍夯点之间部署,满夯采取满堂搭接部署,每相邻夯点搭接1/4锤印,具体见图2。
图1跳档施工示意图
图2满堂夯搭接部署示意图
3.3.6夯击击数和夯击遍数
按土体竖向压缩最大,两侧向移动最小标准,经过单点试夯,观察夯击坑周围土体来确定夯击击数和夯击遍数,按规范要求,当夯击到每一击所产生瞬时沉降量达成规范标准,最终两击平均沉降量小于50mm,而且夯坑周围地面不应发生过大隆起,即认为基础已经扎实。
此时夯击数,即为最好夯击次数。
每夯击点夯击数及夯击遍数见表5-1,并依据试验结果做合适调整。
3.3.7两遍之间间歇时间
两遍之间间歇时间取决于强夯产生孔隙水压力消散情况。
通常土质颗粒细、含水量高、透水弱、粘土层厚,间歇时间宜加长。
各试验区间歇时间见表5-1。
前一遍夯击完成后,间歇时间达成要求后再进行下一遍夯击。
间隔时间依据试验结果做合适调整,若遇雨水天气,间隔时间及工期做对应顺延。
3.3.8强夯加固面积
按设计要求范围,强夯为垂直于轴线范围为超出渠堤基础外边缘线3m。
对强夯施工产生振动,为避免对邻近建筑物或设备产生有害影响,依据情况采取挖减振沟防振方法(以施工图中减振沟部署为基础,依据现场实际情况调整),减振沟通常尺寸为深3m,底宽1m,边坡1:
0.7,起始位置在强夯外边缘线外4m,现场试验时应对减振沟减振效果进行检测,若不能满足减振效果,需调整减振沟位置及尺寸,或采取其它减振方法。
3.4试验步骤
见下图。
关键强夯技术参数按下表进行统计:
施工主夯、满夯技术参数统计表
试验区
位置
处理深度(m)
试验区面积
(m2)
夯点
数
(点)
夯点
间距
(m)
夯点
排距
(m)
夯锤重量
(kN)
落距
(m)
单击
夯击能
(kN.m)
夯击
次数
(击)
设计
实际
A
B
A
B
3.5拟投入关键设备和人员
拟投入关键机械设备表
序号
机械设备名称
型号
单位
数量
1
推土机
T220
台
1
2
夯锤
直径2.5m锤重20t
个
1
3
宇通履带式起重机
50t
台
1
4
装载机
ZL50
台
1
拟投入关键人员表
序号
工种
人数
1
管理人员
1
2
技术人员
1
3
机械工
1
4
技术工人
1
5
普工
3
累计
7
3.6进度计划
3.6.1试验进度计划
1、施工进度计划说明
考虑到机械设备进场和安装调试,计划安排1台机械进行试验区强夯施工。
依据以往施工经验,计划天天每台机械完成1000m2。
按我方总体施工进度计划安排,强夯试验于3月1日进行。
1)试验Ⅰ区:
从进场到夯击完成计划工期为42天。
2)试验Ⅱ区:
从进场到夯击完成计划工期为56天。
2、前一遍夯击完成后,间歇时间达成要求后再进行下一遍夯击。
3.6.2进度确保方法
1、加强计划管理,制订工程施工总进度计划和月、周阶段性施工进度计划和工序交叉作业协调计划和材料设备供给计划;
2、对工程进度所包含各方面工作进行具体安排,反馈信息,对各项计划立即进行调整以适应施工现场实际条件;
3、合理组织施工工序,协调好各工序间交叉施工,处理好施工对现场周围环境影响,确保全天候作业条件,以充足利用有效工作时间。
3.7试验质量检测项目及合格标准
3.7.1夯击过程监测
在试验段进行强夯施工除了严格遵照施工步骤进行外,还应进行以下监测工作并做对应统计:
(1)开夯前应检验夯锤重和落距,以确保单击夯击能量符合设计要求。
若夯锤使用过久,往往因底面磨损而使重量减轻。
落距未达设计要求情况在施工中也常发生,这些全部将影响单击行仅能;
(2)夯点点位偏差应小于15cm,夯锤应保持垂直,其倾斜度应小于30°。
(3)强夯施工中夯点放线错误情况常有发生,所以在每遍夯击前,应对夯点放线进行复核,行完后检验夯坑位置,发觉偏差或漏夯应立即纠正。
(4)施工过程中应按设计要求检验每个夯点夯击次数和每击夯沉量。
3.7.2检验试验项目
在强夯试验施工前及施工结束后7~10天,均现场钻孔取样并进行室内土物理力学性能试验。
在强夯试验施工前从夯面起至其下8米深度范围内,和在施工完成后7~10天从夯击终止时夯面起至其下5~8米深度内每隔1米取原状土样进行室内试验,测定土干密度、湿陷系数,对前后数据进行对比,检验是否得到改善。
3.7.3质量检验合格标准
强夯处理质量检验合格标准为:
强夯施工结束后,处理深度范围内土层湿陷性系数小于0.015。
第四章安全生产方法
4.1安全生产目标
强化安全生产管理,经过组织落实、责任到人、定时检验,杜绝死亡事故,确保无重大工伤事故,严格控制轻伤频率在千分之三以内。
4.2安全管理制度
1、参与施工作业人员必需严格实施安全操作规程和技术要求,服从指挥,集中精神认真操作。
2、施工人员进入现场必需佩戴工作证,戴安全帽。
专业工种要有上岗证。
3、多种机械司机必需实施安全操作规程,严禁违章作业,酒后作业。
4、现场电线、闸箱必需按要求设置,非电工不得随便动用设备。
5、为确保安全,施工现场设专职安全员,严禁和施工无关人员进场。
6、开工前对参与施工人员,尤其是司机进行安全教育,对参与施工人员进行防火、防盗教育。
7、做好现场巡视工作,确保场地内人、财、物安全。
8、建立干部随班制度,杜绝多种违法犯罪行为发生。
9、施工时,夯击10m范围内不得有和施工无关人员,安排专员监督落实。
第五章文明环境保护生产方法
5.1文明施工管理工作
施工过程中,我们将关键控制和管理现场部署、临建计划、现场文明施工、大气污染、对水污染、噪音污染、道路遗撒、资源合理使用等。
在制订控制方法时,应考虑对企业形象影响、环境影响范围,影响程度、发生频次、小区关注程度、法规符合性、资源消耗、可节省程度等。
5.2文明生产具体方法
1、材料堆放整齐,不一样规格材料分开堆放,界限清楚。
2、施工机械放置合理、有序。
3、施工区同生活区应显著划分。
划分责任区,分片包干到人。
4、现场内杂物要立即清理,不得乱堆乱放,不得随地大小便。
5、完善消防组织,指定专员负责,配置义务消防员。
6、健全消防制度,落实防火岗位责任制。
7、施工现场要留消防通道,设置标志牌。
8、施工时尽可能降低噪音,减小粉尘污染,杜绝三废。
第六章技术资料管理
全部试验项目完成后,立即编制试验结果并上报监理工程师,试验结果包含试验汇报、施工检测、测量原始统计、夯点平均夯沉量结果表、夯击次数和夯沉量关系曲线,土样室内试验结果等内容。
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