青岛温泉龙凤岛围堰强夯置换施工工艺

文/吕远 中国人民解放军72681部队 山东青岛 266031

1、工程基本情况

龙凤两人工岛的陆域形成，龙隐岛外侧围堰长度4958.86m，凤鸣岛外侧围堰长度2456.27m。围堰堤心采用10～300kg开山块石，堤顶高程5.0m。

根据工程勘察报告，地基土自上而下分为：粉砂、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、全风化砂岩、强风化砂岩、强风化花岗岩。凤鸣岛局部含有粉砂、粉土。

基础采用强夯置换碎石桩，三个标段工程量均为8万平方米。设计单击夯击能为5000KN.m，强夯时回填10～100kg块石，含泥量不大于5%。

2、施工工艺方法

强夯置换施工各标段施工工程量均为8万平方米。本工程为海上施工，而且又回填较厚堤心开山石，属于淤泥等软弱土层和液化、震陷等不良地质现象，故地基处理的难度较大，地基处理工艺也因此而较为复杂。

地基强夯处理的基本思路是：以高能级加固深层，采用强夯置换法施工，随夯随填。夯击时，以多项标准控制施工质量，即①夯坑累计夯沉量应达到一定的深度要求，才能达到最大的加固深度。②最后二击夯沉量的平均值应小于规范规定的标准，以满足地基均匀性和强度的要求。③单点夯击数不小于某一基数。通过试夯确定岩土工程设计参数和工艺的可行性。

2.1 夯锤及起重设备

根据设计要求及工程特点，采用底面积小、高度较大的圆柱型锤头，增加锤头重量和静接地压力，提高锤头高度，加大夯击能，增加锤头的穿透力，快速穿透软弱地层，更好地形成密实的夯墩。本工程选择圆形夯锤，直径2.52m，质量为25t，起重设备选用履带式50T起重机。为提高夯击效果，夯锤底面对称设置若干与其顶面贯通的排气孔，以利于夯锤着地时坑底空气迅速排出和起锤时减小坑底的吸力。排气孔直径为25cm。利用通过动滑轮组以脱钩装置来起落夯锤。

2.2 施工顺序

由于地基土很软弱,要求单夯点一次性达到设计要求，单墩投石量过大，夯击数较多，容易形成“大肚子”。现场采取隔点跳夯的顺序进行施工，根据地层情况每间隔一个夯点或两个夯点夯成墩后，再夯中间的夯点。夯区夯墩的投石量和夯击数保持基本一致，同时增加夯墩间地基土的休止时间，提高挤密效果。

2.3 工艺流程

施工场地清理整平→测量放线→夯点定位→夯机安装→夯机就位→夯锤提升→夯锤脱钩→落锤强夯→测量沉降→填加石料→再次提锤→反复强夯→沉降达到要求→夯机移位。

2.4 施工步骤

（1）清理并平整施工场地，若表土松软时可铺设一层厚度为1.0～2.0m的砂石施工垫层；（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。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击；（6）按由内向外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工；（7）继续填筑堤心石，并分层碾压密实。

2.5 强夯工艺要求

开夯前应检查夯锤重和落距。夯击过程中，如夯沉量过大，应及时回填。

夯击前，对夯点放线进行复核；夯完后检查夯坑位置，发现偏位或漏夯时应及时补夯，检查完毕后用外来10～100kg开山石料填平夯坑或推平夯坑。

前两遍单点单次夯5击或夯锤埋入夯坑约1.5至2米，粗填料夯击，如此循环4次。夯点的夯击数应通过现场试夯确定，回填毛石段还应满足：墩底穿透软弱土层。

2.6 施工难点和关键工序

（1）施工难点

本场地强夯处理的难点是：淤泥、粘土的物理力学指标的改善,地基承载力的特征值、变形指标Es的提高。施工受潮位影响，每天可作业时间短，工作量大，高潮时，施工机械需离开施工现场到临时道路暂存，往返较多。

（2）关键工序

要达到处理软土层的目的，置换填料应达到淤泥层的底部，必须要求累计夯沉量要大于淤泥层底深度。施工质量控制标准必须满足三条：累计夯沉量应大于软土层底埋深。最后二击夯沉量平均值应小于100mm。单点夯击数必须达到一定的标准。

2.7 施工要点

（1）现场的控制桩采用半永久性水泥固桩，并设立明显标志，施工中注意保护并定期进行复核。（2）夯点位置放样时，首先用明显标志标出夯位中心点，再洒出夯位轮廓线。（3）为保证强夯能级，严格控制落距，锁定控制落距钢丝绳。（4）施工中随时保证夯锤气孔的畅通，如遇堵塞，及时将塞土清除。（5）强夯填料必须采用级配良好的碎石土、块石等开挖物。（6）施工中若发生夯锤偏位，必须立即调整对中。（7）夯击后若坑底歪斜较大，及时用填料将坑底垫平后继续夯击。（8）对每点的沉降量都进行沉降观测和记载，掌握好停锤标准。认真做好强夯记录。保证施工的可追溯性。（9）密切注意异常现象，对夯锤反弹、地表隆起等异常现象及时报告。

2.8 偏差控制

夯点测量定位允许偏差≤±5cm，夯锤就位允许偏差≤±15 cm，满夯后场地整平平整度≤±10 cm

3、功效分析

根据施工经验，5000KN.m机组每台班工作可施工夯实200击，本工程受潮水影响，每天可工作1个台班左右，即200击。三个标段工程量相同，计划施工安排一致，计划工期115天，有效工作日按98天考虑，1、2、3每标段工程量均为80000平方米，考虑检测间隔时间，则每天需完成强夯置换作业1000平方米，每标段投入夯实机组15个，夯实间距按3.5＊3.5m考虑，按每夯点20击考虑，每个机组每天可完成夯实面积100平方米左右，配备15个机组可完成强夯置换作业1500平方米，考虑天气及机械自身维护等因素引起的效率降低，亦可满足施工需求。

[1]《重力式码头设计与施工规范》JTS167-2-2009.

[2]《港口工程地基规范》JTS147-1-2010.