强夯地基施工方案设计.docx

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强夯地基施工方案设计

第一章编制依据

1.1编制依据

1）《曹妃甸综合保税区智慧仓储物流园工程降水、地基及桩基工程专业分包招标文件》中铁十六局集团有限公司曹妃甸综合保税区智慧仓储物流园工程项目经理部/2016.5.15；

2）《强夯地基处理设计及施工组织方案》；

3）《曹妃甸综合保税区智慧仓储物流园工程地基处理说明》；

4）《曹妃甸综合保税区项目一期岩土工程初步勘察报告》2016-SZ16；

5）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；

6）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012；

7）《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003；

8）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）；

9）《建筑与地基基础工程施工验收规范》GB50202-2002；

10）《河北省建筑工程资料管理规程》DB13（J）/T145-2012；

11）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012；

12）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011。

1.2编制原则

1）满足业主对工程工期、质量、投资、安全生产、文明施工、环境保护等要求的原则；

2）服从业主、服从设计、服从监理，团结协作，一切为工程服务；

3）精心组织，科学管理，合理配置各种资源，做到连续均衡生产；

4）根据工程特点，结合我们公司在地基处理工程方面多年的施工经验采用先进的施工技术、施工工艺，确保工程的施工质量，提高工程施工的科技含量，降低工程成本。

1.3编制指导思想

本企业立足于：

以质量求生存，以管理求效益，以信誉求发展的战略目标。

恪守顾客至上，维护和保证业主对工程工期、质量及安全生产、文明施工、环境保护等最理想的需求为目标和期望。

精心组织：

我公司将组织最强最精干的人员、设备投入本工程的施工，采用先进施工工艺，确保工程的施工质量和施工工期，确保环境符合业主要求。

科学管理：

通过标准化、规范化的管理手段，实现全员、全过程、全方位、全天候控制工序和工艺，保证施工质量。

第二章工程概况

2.1工程说明

曹妃甸综合保税区智慧仓储物流园工程地处本项目位于河北省唐山市曹妃甸内，地处唐山南部沿海、渤海湾中心地带。

曹妃甸毗邻京津冀城市群，距离唐山市中心区80公里，距离北京220公里，距离天津140公里。

基地范围为：

B4路以南，B5N路以北，内环南路以东，沿堤南路以西，项目红线内总用地面积为374912.33m2（约562.37亩），其中地块一用地面积94737.92m2（约142.11亩）。

2.2工程地质及水文地质条件

2.2.1工程地质条件

拟建场区位于唐山市曹妃甸区滨海道南侧300m处，交通便利。

场地地表为2010年间吹海造田形成的冲填土，勘察期间地表略有起伏。

场地原始地貌为海相沉积平原。

拟建场地本次勘察范围内所见地层，除上部冲填土外，其它为第四系全新统（Q4）海相沉积物。

主要分为：

粉质粘土、粉砂、粉土层。

按岩性特征，埋藏分布和工程特性指标等情况共分为9个主要工程地质层。

现将所见地层的埋藏、分布与特征情况分述如下：

第1层冲填土层厚2.50—4.900m

灰褐色，松散，湿-饱和，以粉土、粉细砂为主，含贝壳碎片及少量碎石块，偶见粉质粘土团块，局部表层有新近素填土，底部多含流塑状态粉质粘土。

层底埋深（标高）2.50—4.90m（-0.43—1.81m）

第2层粉土层厚6.90—10.80m

深灰，松散-稍密，饱和，具中等压缩性。

切面粗糙，干强度及韧性低，摇振反应中等，含贝壳碎片及粉质粘土薄层，土质不均，局部含粉砂薄层。

层底埋深（标高）2.00—7.80m（-6.27—-2.43m）

第3层粉质粘土层厚10.30—14.00m

灰黑色，软塑-可塑，具中等压缩性。

切面光滑，干强度及韧性中等，含贝壳碎片，土质不均，局部含粉土薄层及粉细砂微薄层。

层底埋深（标高）2.50—4.10m（-9.47—-6.04m）

第4层粉质粘土层厚15.80—16.70m

灰色，软塑，具中等压缩性。

切面光滑，干强度及韧性中等，含贝壳碎片，土质不均，局部含粉土薄层及粉细砂微薄层。

层底埋深（标高）3.40—4.80m（-12.62—-11.33m）

第4-1层粉土层厚12.00—16.50m

灰色，稍密，饱和，具中等压缩性。

切面粗糙，干强度及韧性低，摇振反应缓慢，含贝壳碎片，土质均匀，砂感明显。

层底埋深（标高）1.00—2.50m（-11.97—-7.69m）

第5层粉砂层厚16.20—19.60m

灰色，中密-密实，饱和，石英长石质，磨圆度中等，级配不良，分选性较好，含云母及贝壳碎片，夹杂少量粘粒。

层底埋深（标高）0.30—3.10m（-15.07—-11.89m）

第6层粉质粘土层厚19.70—21.90m

灰色，可塑，具中等压缩性。

切面稍有光泽，干强度及韧性中等，土质不均，局部含粉细砂及粉土夹层，偶见植物腐殖质。

层底埋深（标高）1.90—4.70m（-17.82—-15.39m）

第7层粉砂层厚1.50—3.80m

浅灰色，饱和，中密-密实，石英长石质，磨圆度中等，级配不良，分选性较好，含云母，砂质纯，局部含粉土薄层。

层底埋深（标高）22.70—25.50m（-21.44—-18.23m）

第8层粉质粘土层厚0.50—5.00m

浅灰色，可塑，具中等压缩性，切面稍有光泽，干强度及韧性中等，含砂粒，土质不均，局部含粉土薄层。

层底埋深（标高）24.50—30.00m（-25.83—-20.03m）

第9层粉砂层厚1.00—5.50m

浅灰色，饱和，中密-密实，石英长石质，磨圆度中等，级配不良，分选性较好，含云母，砂质纯，局部含粉土薄层。

层底埋深（标高）27.00—30.00m（-25.53—-22.92m）

第9-1层粉质粘土层厚0.60—3.60m

浅灰色，可塑，具中等压缩性，切面稍有光泽，干强度及韧性中等，含砂粒，土质不均，局部含粉土薄层。

见厚（最大）3.60m

本次勘察未钻透此层。

2.2.2地下水与地表水

本次勘察测得稳定地下水位埋深为1.00-1.50m，相当于本次勘察采用的高程系统高程值约2.65m。

据当地水文地质资料显示，场区地下水位近几年以来地下水位年变化幅度约为1.0m，主要受大气降水的影响，属于孔隙型潜水类型。

根据现场勘察，场地附近未看到河溪湖塘等地表水系和较大水体。

第三章地基处理设计方案

3.1设计现状

由于该项目目前详细地勘未完成，经设计院研讨并结合初步地勘报告及周边工程经验，给出以下处理意见：

1、仓库一层地面处理

由于一层地面需考虑的荷载较大，且冲填土会沉降影响使用。

考虑以上因素，我方建议对一层地面进行强夯处理，以保证地面密实，减少沉降。

3.2强夯初步设计参数

1、有效加固深度

按照下列公式计算

Z=α√0.1Mh

式中Z—有效加固深度；

M—夯锤重（t）；

h—落距（m）；

α—修正系数，可采用0.5

本次强夯选用夯锤重为13t，落距为12m，故单击有效加固深度约为6m，满足设计要求。

2、夯击点布置

根据拟建建筑物结构类型，采用等边三角形布设夯点，夯点范围超出基础外3～5m。

3、夯击点间距

根据加固深度要求及经验确定，夯击点间距为5.0m。

4、夯击击数与遍数

夯击击数根据现场试夯得到的夯击击数与夯沉降量关系曲线确定。

夯击遍数采用2遍点夯，1遍为低能量满夯。

5、施工技术要求

（1）、试夯要求

每个施工区不少于1个试夯区，试夯区不少于3个试夯点。

出现下列情况之一者为满足设计要求，并确定夯击击数：

①后两击平均下沉量小于50mm（重10吨）；

②出现夯锤反弹。

（根据试夯的结果，确定每点夯击数取试夯平均数加1锤）。

（2）、强夯检查要求：

①强夯前后须根据地强夯设计标高进行场地预留土层标高复测，以便调整预留下沉量。

②试夯前及每日开夯前须检测落距。

③根据试夯确定的夯击数，每个施工区需进行夯击下沉量观测，要求每100m2不少于1个观测点，并做好沉降观测施工记录。

3.3强夯加固参数和施工参数

强夯地基承载力特征值为≥200KPa，Eo=10MPa；加固影响深度≥8.0m。

根据建筑物结构类型及设计要求，按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—91），分三遍夯击，第一遍点夯单击能为3000KN·m，第二遍点夯单击能为2500KN·m，第三遍为满夯，满夯单击能为1000KN·m；第一、二遍点夯时间间隔初步定在7天。

3.4强夯法的原理和特点

强夯法是用起重机械将大吨位夯锤起吊到6~30m高度后自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种地基加固方法。

强夯法加固特点是：

使用工地常备简单设备；施工工艺简单；适用土质范围广；可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2~5倍；变形沉降量小，压缩性可降低2~10倍，加固影响深度可达6~10m；工效高，施工速度快较换土回填和桩基缩短工期一半；节省加固原材料；节省投资，比换土回填节省60%费用；与预制桩加固地基相比可节省投资50%~70%；与砂桩相比可节省投资40%~50%。

第四章施工工艺

4.1准备工作

（1）熟悉施工图纸和工程地质勘察报告，理解设计意图，掌握各项参数。

（2）场地和坐标网移交，进行测量基准交底，复测及验收工作。

（3）制定施工方案和确定强夯参数，定位放线。

（3）场地平整，修筑设备进场道路，在强夯范围预留夯沉量需要的土厚。

（4）选择有代表性的区域作强夯试验，跟据试验结果修正强夯施工方案和强夯参数、锤击数。

（5）对现场施工人员进行技术交底，专业工种进行短期专业培训。

4.2施工的步骤、方法及要点

4.21施工步骤

4.22每遍夯击的步骤为：

标出第一遍夯点位置、测量场地高程→起重机就位→测量夯前锤顶高程→夯锤吊到预定高度自由下落夯击，测量锤顶高程→按规定夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→完成第一遍全部夯点的夯击→用推土机将夯坑填平，测量场地高程→间隔7天后，按上述程序完成第二遍夯击→用低能量满夯，测量夯后场地高程。

4.3施工方法

4.31机具设备

（1）夯锤：

采用13t夯锤，用钢板作成组合成的夯锤（如下图）。

夯锤底面为圆形，锤底直径为2m。

夯锤中设2个直径250mm上下贯通的排气孔，减小锤底与土面间形成真空产生的强吸附力和夯锤下落时的空气阻力。

装配式钢夯锤图

1-50mm厚钢板底盘；2-15mm厚钢板外壳；3-30mm厚钢板顶板；

4-中间块（50mm厚钢板）；5-φ50mm吊环；6-φ200mm排气孔；7-M48mm螺栓

（2）起重设备：

由于履带式起重机重心低，稳定性好，行走方便，使用起重量为50t的履带式起重机（带摩擦离合器）（如下图）。

用履带式起重机强夯图

1-夯锤；2-自动脱钩装置；3=起重臂杆；4-拉绳；5-锚绳；6-废轮胎

（3）脱钩装置：

通过动滑轮组用脱钩装置来起落夯锤。

自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成（如下图）。

拉绳一端固定在销柄上，另一端穿过转向滑轮，固定在悬臂杆底部横轴上，当夯锤起吊到要求高度，升钩拉绳随即拉开销柄，夯锤便自动脱钩下落，同时可控制每次夯击落距一致。

强夯自动脱钩器图

1-吊环；2-耳板；3-销环轴辊；4-销柄；5-拉绳

（4）锚系设备：

当用起重机起吊夯锤时，为防止夯锤突然脱钩使起重臂后倾和减小对臂杆的振动，应用T1-100型推土机一台设在起重机的前方作地锚（如上图），在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳连接，推土机还可用于夯完后作表土推平、压实工作。

4.32施工技术参数

（1）锤重与落距：

采用锤重15t与落距20m，或锤重20t与落距15m。

（2）单位夯击能

第一遍点夯单击能为3000KN·m，每遍6~8击；

第二遍点夯单击能为2500KN·m，每遍6~8击；

第三遍为满夯，满夯单击能为1000KN·m，满夯搭接三分之一锤。

（3）夯击点布置及间距

第一遍点夯呈等边三角形间距为5m，第二遍点夯呈等边三角形状插在第一遍点夯之间，间距为5m；第三遍为满夯。

（4）单点的夯击数与夯击遍数

单点夯击数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足以下条件：

1）最后两击的平均夯沉量不大于50mm；2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起；3）不因夯坑过深而发生起锤困难。

每夯击点之夯击数一般为5~10击。

夯击遍数采用3遍，最后一遍以低能量满夯一遍，以加固前几遍之间的松土和被振松的表土层。

（5）两遍间隔时间

两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散，待地基土稳定后再夯下遍，两遍之间间隔采用7天。

（6）处理范围

强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2~2/3，并且不小于3m。

4.33施工方法要点

（1）强夯前应平整场地，周围作好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。

地下水位较高时，应采取降低地下水位后再强夯。

（2）强夯应分段进行，顺序从边缘夯向中央，先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。

（3）夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行，落锤应保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除。

坑底上含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。

在每一遍夯击之后，要用新土或周围的土将夯击坑填平，再进行下一遍夯击。

（4）做好施工过程中的监测和记录工作，包括检查夯锤重和落距，对夯点放线进行复核，检查夯坑位置，按要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等，并对各项参数及施工情况进行详细记录，作为质量控制的根据。

（5）标定夯点位置及测量场地标高：

夯击的位置应根据网点设计要求布设，施工场地四周及中间主要控制点应有明显标志，测量站点应离夯击点稍远，最好的施工场地处围夯击影响不到的地段设置多个固定观测点。

第五章质量控制

5.1质量控制要求

（1）施工前应检查夯锤重量、尺寸、落锤控制手段、排水设施及被夯地基的土质。

（2）施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。

（3）施工结束后，检查被夯地基的强度并进行承载力检验，采用静载压板试验。

强夯后的土体强度随间歇时间的增加而增加，检验强夯效果的测试工作，宜在强夯之后1周后进行，而不宜在强夯结束后立即进行测试工作，否则测得的强度偏低。

（4）强夯地基质量检验标准下如表所示。

强夯地基质量检验标准表

项

序

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

单位

数值

主控项目

1

地基强度

设计要求

按规定方法

2

地基承载力

设计要求

按规定方法

一般项目

1

夯锤落距

mm

±300

钢索设标志

2

锤重

kg

±100

称重

3

夯击遍数及顺序

设计要求

计数法

4

夯点间距

mm

±500

用钢尺量

5

夯击范围（超出基础范围距离）

设计要求

用钢尺量

6

前后两遍间歇时间

设计要求

（5）起锤至预定标高下落锤击：

落锤要求保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除，坑底含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。

若发现坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。

第六章工期及劳动计划

6.1工期

本工程工期紧，把强夯纯施工时间控制在31天以内.

6.2劳动力计划

每套夯机每台班需起重司机1名，起重挂钩员1名，测量员2名，共4人，工地采用2台夯机总计需劳动力8人。

如遇下雨需要赶工期，人员数时增加1倍。

50t履带式起重机：

采用24时工作制，每台夯机每天可完成1500m2以上的三遍强夯工作量，要在15天完成94737.92m2的强夯任务，需要夯机94737.92÷1500÷31＝2.03台，共需履带式起重强夯机2台。

推土机：

T3-100型，1台，用作回填、整平夯坑。

挖土机：

200型，1台。

全站仪：

1台

水准仪：

2台

第七章雨期施工措施

7.1雨季施工措施

7.116、7月份正值雨季，对强夯施工极为不利，因为雨天强夯施工达不到收锤标准，且容易产生吸锤现象，不能保证强夯的施工质量。

应尽量避开下雨天气强夯，如果下雨，必须停止施工，应通过增加强夯机数量和采用两班工作制来赶工期。

7.12雨期施工时应做好排水系统，采取措施防止场地积水导致土质变软，以致出现挤出现象，防止降低强夯效果。

7.13对强夯区域及时进行表面碾压。

7.14掌握天气变化情况，做到事前预防。

7.15履带式起重机在雨后强夯时，严禁在未经夯实的虚土上作业，同时应进行试吊，确定稳妥后方可正式强夯。

第八章成品保护

8.1成品保护措施

1、做好现场测量控制桩、控制网的保护工作。

2、做好现场夯击位置布点的保护工作。

3、做好隔振沟，减小冲击波，以做好对现场排水系统及围墙、临设的保护工作。

第九章安全环保措施

9.1安全环保措施

1、建立健全安全生产责任制和安全保证体系，对全体施工人员进行安全教育，组织学习安全技术规范及施工设备的安全操作规程。

2、定期和不定期地组织安全检查，发现隐患及时整改。

3、吊机起重臂活动范围内严禁站人，非工作人员严禁进入强夯区域。

4、进入现场必须戴安全帽，特殊工种应持证上岗。

5、夯机驾驶室前应安装安全防护网，测量仪器应架设在距夯机30米以外的地方，夯机下落位置与施工人员的安全距离为20米。

6、施工时应随时观察机械的工作状态，发现问题及时予以解决。

7、严禁雨天强夯，以避免泥土溅起伤人。

8、施工就按计划有序进行，保持现场安全文明施工。

9、施工垃圾、生活垃圾应定期清理，以免污染环境。