强夯地基施工方案.docx

地基强夯加固
施工方案

一、工程概述
（一）工程概况
本工程位于广东省惠州市大亚湾石化区内,西距澳头镇约9km,东距霞涌镇约5km,北距惠州市惠阳区约20km.本工程为生产汽车轮胎专用的丁苯橡胶项目工程,全厂用地约200000m2。主要的建（构）筑物包括：
1、化学品配制区（＃200），二层装置区，钢筋混凝土框架，钢格栅楼层。
2、聚合反应区（＃300），二层装置区，钢筋混凝土框架，钢格栅楼层。
3、单体回收区（＃400）四层装置区，钢筋混凝土框架，钢格栅楼层。
4、单体和化学品贮存区（＃100）、胶乳贮存与掺合区（＃500），露天储罐设备区，最大储罐容积为1000m3。
5、后处理区（＃600）单层大跨度钢屋架屋面系统、钢筋混凝土柱建筑。
6、火炬基础，21m直径，内径12m，高33m，总重约160t。
7、办公楼，一层钢筋骨混凝土框架结构。
8、维修车间，二层钢筋混凝土框架结构，局部为单层轻钢屋面结构。
9、其余实验室、饭堂等单层建筑物及管架、消防水池等构筑物一批。
地基加固处理总面积约200000余平方米。地基加固方案是：对松散的杂填土和素填土进行强夯，强夯范围约21000平方米，主要强夯区域为#600、冷冻间、实验室、维修车间、警卫室、自行车棚、办公楼、控制室等。建筑物基础使用静压管桩基础。
（二）工程地质条件
勘察报告反映施工区内，工程地质条件由地表至下，主要分为8层：
1、杂填土或素填土：由侏罗系残积风化土夹较多碎石组成，厚度0.58～8.5 m，场地各部位厚薄不均。
2、人工填石层：主要为侏罗系中风化岩碎块，直径为0.1～0.4 m，最大者为1.0 m，此层全场零星布置，层厚0.6～4.8m.
3、耕植土。
4、第四系冲积粉砂质粘土：由黄褐色粉砂粘土组成，厚2.3～10.0 m。
5、第四系冲积圆砾层：由砂岩夹杂少量其它混合岩石砾石组成，厚0.5～5.3 m，平均厚2.40，顶板埋深4.9～10.5 m。
6、残积粉土：主要为粉砂质粘土，平均厚度2.2 m，埋深0.8～11.4 m。
7、强风化凝灰质砂岩：厚0.4～9.3 m，埋深0.5～15.0 m，天然持力层。
8、中风化凝灰质砂岩：厚1.0～19.60 m，顶板相应标高-6.03～13.87m。
（三）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》（JGJ 79—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。
（四）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%。
二、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。
三、施工的步骤、方法及要点
（一）施工步骤
修建道路
平整场地

场地
强夯方案
方案

试夯
修正方案
第一遍强夯

场地
间歇7天
第二遍强夯

场地
低能量满夯

间歇7天
天

载荷试验
天

1、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。
2、强夯区域顺序：为防止强夯造成将管桩挤斜和挤断的现象，必须先强夯，后压桩，先强夯有影响的区域，以提前插入压桩要工作，加快进度。
顺序为：冷冻间 → #600 → 实验室 → 维修车间 → 警卫室 → 自行车棚 → 办公楼 →控制室。
（二）施工方法
1．机具设备
（1）夯锤：采用20t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。
2．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
第一遍点夯间距为5×5m，每二遍点夯呈梅花状插在第一遍点夯之间，间距为5×5m；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。
（三）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）垫层铺设：强夯前需铺垫一层稍硬的表层，使其能支撑起重设备，便于对所施工的夯击能得到扩散，同时也可加大地下水位与地表的距离，并有利于雨天降水的集流排泄。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。强夯后，基坑应及时修整，浇筑混凝土垫层封闭。
（4）对于高饱和度的粉土、粘性土和新饱和填土，采取将原土上的淤泥清除，挖纵横盲沟，以排除土内的水分，同时在原土上铺50cm的砂石混合料，以保证强夯时土内的水分排除，在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，进行强夯置换等措施。通过强夯将坑底软土向四周挤出，使在夯点下形成块（碎）石墩，并与四周软土构成复合地基。
（5）雨季填土区强夯，应在场地四周设排水沟、截洪沟，防止雨水流入场内；填土应使中间稍高；土料含水率应符合要求；认真分层回填，分层推平、碾压，并使表面保持1%~2%的排水坡度；雨后抓紧排除积水，推掉表面稀泥和软土，再碾压；夯后夯坑立即推平、压实，使高于四周。
（6）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。
（7）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。
四、质量控制要点
（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。
五、工期计划
本工程工期紧，必须在7月31日前完成地基施工和检测，施工难度大。最大的难度是在同一区域同时存在强夯地基和静压桩基础（如#600），没有安全距离可言，也不能建立隔振沟带，为了使管桩不至于在强夯时被挤偏或挤断，必须严格遵循“先完成强夯，后静压管桩”的施工顺序。
因此尽量缩短强夯施工时间，把强夯纯施工时间控制在15天以内，同时先进行与静压桩在同一区域内强夯施工，以提前交出桩基础施工工作面。
为加快地基静载压板试验速度，加载可以利用起重机重量做加载配合。
详细的工期计划见进度计划表。
六、劳动力计划
每套夯机每台班需起重司机1名，起重挂钩员2名，测量员2名，共5人，工地采用6台夯机总计需劳动力30人。
如遇下雨需要赶工期，人员数时增加1倍。
七、机具计划
50t履带式起重机：采用12中时工作制，每台夯机每天可完成250 m2以上的三遍强夯工作量，要在15天完成21110 m2的强夯任务，需要夯机21110÷250÷15＝5.6台，共需履带式起重强夯机6台。
推土机：T3-100型，6台，用作回填、整平夯坑和作地锚。
挖土机：60型，1台。
全站仪：1台
水准仪：7台
经纬仪：J2型，1台
八、雨期施工措施
1、6、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。
2、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。
3、对强夯区域及时进行表面碾压。
4、掌握天气变化情况，做到事前预防。
5、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。
九、成品保护
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。
十、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。