青島溫泉龍鳳島圍堰強夯置換施工工藝

文/呂遠 中國人民解放軍72681部隊 山東青島 266031

1、工程基本情況

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

根據工程勘察報告，地基土自上而下分為：粉砂、淤泥質粉質粘土、粉質粘土、全風化砂巖、強風化砂巖、強風化花崗巖。鳳鳴島局部含有粉砂、粉土。

基礎采用強夯置換碎石樁，三個標段工程量均為8萬平方米。設計單擊夯擊能為5000KN.m，強夯時回填10～100kg塊石，含泥量不大于5%。

2、施工工藝方法

強夯置換施工各標段施工工程量均為8萬平方米。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、震陷等不良地質現象，故地基處理的難度較大，地基處理工藝也因此而較為復雜。

地基強夯處理的基本思路是：以高能級加固深層，采用強夯置換法施工，隨夯隨填。夯擊時，以多項標準控制施工質量，即①夯坑累計夯沉量應達到一定的深度要求，才能達到最大的加固深度。②最后二擊夯沉量的平均值應小于規范規定的標準，以滿足地基均勻性和強度的要求。③單點夯擊數不小于某一基數。通過試夯確定巖土工程設計參數和工藝的可行性。

2.1 夯錘及起重設備

根據設計要求及工程特點，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，更好地形成密實的夯墩。本工程選擇圓形夯錘，直徑2.52m，質量為25t，起重設備選用履帶式50T起重機。為提高夯擊效果，夯錘底面對稱設置若干與其頂面貫通的排氣孔，以利于夯錘著地時坑底空氣迅速排出和起錘時減小坑底的吸力。排氣孔直徑為25cm。利用通過動滑輪組以脫鉤裝置來起落夯錘。

2.2 施工順序

由于地基土很軟弱,要求單夯點一次性達到設計要求，單墩投石量過大，夯擊數較多，容易形成“大肚子”。現場采取隔點跳夯的順序進行施工，根據地層情況每間隔一個夯點或兩個夯點夯成墩后，再夯中間的夯點。夯區夯墩的投石量和夯擊數保持基本一致，同時增加夯墩間地基土的休止時間，提高擠密效果。

2.3 工藝流程

施工場地清理整平→測量放線→夯點定位→夯機安裝→夯機就位→夯錘提升→夯錘脫鉤→落錘強夯→測量沉降→填加石料→再次提錘→反復強夯→沉降達到要求→夯機移位。

2.4 施工步驟

（1）清理并平整施工場地，若表土松軟時可鋪設一層厚度為1.0～2.0m的砂石施工墊層；（2）標出夯點位置，并測量場地高程；（3）起重機就位，夯錘置于夯點位置；（4）測量夯前錘頂高程；（5）夯擊并逐擊記錄夯坑深度。當夯坑過深而發生起錘困難時停夯，向坑內填料直至與坑頂平，記錄填料數量，如此重復直至滿足規定的夯擊次數及控制標準完成一個墩體的夯擊；（6）按由內向外，隔行跳打原則完成全部夯點的施工；（7）繼續填筑堤心石，并分層碾壓密實。

2.5 強夯工藝要求

開夯前應檢查夯錘重和落距。夯擊過程中，如夯沉量過大，應及時回填。

夯擊前，對夯點放線進行復核；夯完后檢查夯坑位置，發現偏位或漏夯時應及時補夯，檢查完畢后用外來10～100kg開山石料填平夯坑或推平夯坑。

前兩遍單點單次夯5擊或夯錘埋入夯坑約1.5至2米，粗填料夯擊，如此循環4次。夯點的夯擊數應通過現場試夯確定，回填毛石段還應滿足：墩底穿透軟弱土層。

2.6 施工難點和關鍵工序

（1）施工難點

本場地強夯處理的難點是：淤泥、粘土的物理力學指標的改善,地基承載力的特征值、變形指標Es的提高。施工受潮位影響，每天可作業時間短，工作量大，高潮時，施工機械需離開施工現場到臨時道路暫存，往返較多。

（2）關鍵工序

要達到處理軟土層的目的，置換填料應達到淤泥層的底部，必須要求累計夯沉量要大于淤泥層底深度。施工質量控制標準必須滿足三條：累計夯沉量應大于軟土層底埋深。最后二擊夯沉量平均值應小于100mm。單點夯擊數必須達到一定的標準。

2.7 施工要點

（1）現場的控制樁采用半永久性水泥固樁，并設立明顯標志，施工中注意保護并定期進行復核。（2）夯點位置放樣時，首先用明顯標志標出夯位中心點，再灑出夯位輪廓線。（3）為保證強夯能級，嚴格控制落距，鎖定控制落距鋼絲繩。（4）施工中隨時保證夯錘氣孔的暢通，如遇堵塞，及時將塞土清除。（5）強夯填料必須采用級配良好的碎石土、塊石等開挖物。（6）施工中若發生夯錘偏位，必須立即調整對中。（7）夯擊后若坑底歪斜較大，及時用填料將坑底墊平后繼續夯擊。（8）對每點的沉降量都進行沉降觀測和記載，掌握好停錘標準。認真做好強夯記錄。保證施工的可追溯性。（9）密切注意異?，F象，對夯錘反彈、地表隆起等異?，F象及時報告。

2.8 偏差控制

夯點測量定位允許偏差≤±5cm，夯錘就位允許偏差≤±15 cm，滿夯后場地整平平整度≤±10 cm

3、功效分析

根據施工經驗，5000KN.m機組每臺班工作可施工夯實200擊，本工程受潮水影響，每天可工作1個臺班左右，即200擊。三個標段工程量相同，計劃施工安排一致，計劃工期115天，有效工作日按98天考慮，1、2、3每標段工程量均為80000平方米，考慮檢測間隔時間，則每天需完成強夯置換作業1000平方米，每標段投入夯實機組15個，夯實間距按3.5＊3.5m考慮，按每夯點20擊考慮，每個機組每天可完成夯實面積100平方米左右，配備15個機組可完成強夯置換作業1500平方米，考慮天氣及機械自身維護等因素引起的效率降低，亦可滿足施工需求。

[1]《重力式碼頭設計與施工規范》JTS167-2-2009.

[2]《港口工程地基規范》JTS147-1-2010.