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强夯工艺性试验方案

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2020年4月19日
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新建京沪高速铁路土建工程JHTJ-3标段
第五工区强夯工艺性试验方案

编制：

审核：

批准：

中国水利水电建设集团京沪高速铁路
JHTJ-3标段项目经理部第五工区（水电三局）

京沪高速铁路第三标段
第五工区强夯工艺性试验方案

一、工程概况
新建京沪高速铁路土建工程JHTJ-3标段：DIK412+062.274～DK667+026.73，正线全长266.617km；第五工区九处的管段起讫范围为：DK496+265～DK514+786.04，全长18.52km，区段内路基总长 km，其中有五段路堤基底设计采用强夯加固，总量为 km，夯击能建议值为：点夯3000KN*m，满夯1000 KN*m。 基底铺高0.5m碎石垫层。本次强夯工艺性试验地点选定在DK514+545.6～+786.04段，此段路堤地面表层为粉质黏土，厚0～4.3m；粗砂，厚0～2.7m；砂岩，层状构造，泥质胶结；片麻岩，中细粒变晶结构，节理裂隙发育，片麻状构造，全风化～强风化。试验段长240.44m，宽57m，面积为13705.08m2。
二、试验目的
结合设计要求，经过强夯前后对地面标高测量及标准贯入试验、静力触探试验、荷载试验，经过计算分析，确定强夯施工的各种参数：夯点间距、夯击遍数、夯击能等。以指导后续施工作业。
三、地形、地貌、地质情况
DK496+265～DK514+786.04段地表为冲击平原，地形较平坦，均辟为耕地，表覆第四系上更新统冲积层，粉质黏土，黏土，细砂，中砂，粗砂，砾砂，局部为圆砾，下伏第三系，砂岩，泥岩，砂质泥岩，砾岩。本次试验段地质情况与此类似。
四、施工设备配置及人员投入
1、主要施工机械配置见下表

主要施工机械配置表
序号
设备名称
型号
用途
施工能力
进场数量
1
履带式起重机
JCQU50
点夯、满夯、
3000KN·M
1
2
夯锤
20T
点夯

1
3
夯锤
14T
面夯

1
4
拖车机组
斯太尔
转移设备
40（t）
1
5
汽车起重机
徐工
夯机装卸
25（t）
1
6
测量仪器
全站仪/水准仪
测放线、监测

各1套
7
挖掘机
小松
土方开挖

1
8
推土机
T140
场区清表及平夯坑

1
2、主要施工人员见下表
施工人员表
序号
工 种
人数
备注
1
施工负责人
1
负责全面施工组织协调工作
2
路基工程师
2
负责施工现场技术工作

4
实验人员
4
负责实验工作
5
测量人员
4
负责测量工作
6
机械操作人员
3
机械设备的操作及维修保养
7
安全员
1
负责施工现场的安全工作
8
施工配合人员
10
配合现场施工作业

五、时间安排
1、 试验开始时间： 4月10日
试验结束时间： 5月20日
六、设计要求及试夯区强夯施工技术参数
1、 设计要求
1) 强夯宜在土体最佳含水量±3%时进行，当土的天然含水量低于10%时，应对其增湿至接近最佳含水量。当土的天然含水量大于塑限含水量3%以上时，应采用晾干或其它措施调整含水量。
2) 强夯施工前，应清除场地上空和地下障碍物，做好强夯场地的平整工作。并将施工测量控制点引至不受施工影响的稳固地点。夯点定位允许偏差为±50mm，且夯点应有明显标记和编号。
3) 强夯采用点夯和面夯结合的方案。
4) 地基加固处理范围：路堤为坡脚排水沟外1.0m或设计加固深度的1/2。
5) 强夯锤的质量取用10～40t，采用圆形或多边形。施工使用的起重设备选用起重能力大于锤重1.5～2.0倍的履带式起重机或其它起重设备，但必须满足提升高度的要求，并设置安全装置。
6) 夯击时，夯击点中心位移偏差应小于150mm。当夯坑底倾斜大于30°时，将坑底填平后再进行夯击。
7) 夯击次数用最后两击的夯沉量之差不大于5cm控制，两遍夯击间歇时间为10～15天，以孔隙水压力消散时间的长短来确定。
8) 每夯击一遍完成后，将场地整平，同时测量整平后的标高。当进行下一遍的夯击时，应重新布置夯击点位。
9) 最后一遍满夯，应采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击。满夯有效加固深度不应小于3.0m，夯印彼此搭接部分不应小于锤底面积的1/3～1/5。
2、 强夯试验施工技术参数
1) 夯点布置：采用正方形布点，间距3.5*3.5m。
2) 夯击能量：根据勘察报告及相关规范，本次强夯共分为三遍夯击，第一遍点夯单击夯击能3000kN·m；第二遍点夯位于第一遍夯点夯中间，采用能量3000 kN·m。并满足最后两击平均夯沉量不大于50mm，夯坑周围地面不应发生过大隆起。点夯完成后进行满夯，满夯夯击能为1200 kN·m，夯锤印搭接部分不小于锤底面积的1/3~1/5。
3) 夯点布置示意如下：
主夯点：●
次夯点：○
● ○ ● ○ ●
○ ●　 ○ ● ○
● ○ ● ○ ●
七、 试夯施工
1、 强夯施工工艺流程如下图所示

质量检验、场地平整、测量高程
点夯夯点施工
点夯夯点放样
测量场地高程
区块定位
质量检验、场地平整、测量高程
满夯施工
放满夯范围线
夯后检测

2、 场地高程测量
在强夯施工前后，用推土机进行场地整平，并按20m×20m方格网测量场地高程。
3、 夯点放样
放样用全站仪和钢尺依据区块定位桩实施。经过夯点放样，预先在场地上标定出每遍主夯点，在每一遍主夯点施工前，在强夯区内用白灰放测直径等于夯锤直径的圆形点位，圆心即为夯点中心，圆心撒上白灰，作为夯锤找点的标志。
4、 主夯点作业
主夯点施工是一个基本作业程序的重复循环过程。夯锤重量为20吨，初次选择夯击落距为15米（夯锤落距应为从吊起的夯锤底部至地面的距离），夯锤脱落由自动脱钩器控制，每击夯沉量经过测记锤顶高度变化来计算，由专门记录员用水准仪、水准尺测读，逐击记录并随即计算出夯沉量，当夯击次数和夯沉量满足停夯标准时即发出指令，进行下一个主夯点的循环作业。在强夯施工中，为保证夯锤夯击位置准确，每一夯击点要夯锤试放，试放位置准确后才可起高夯击。第一遍最后两击夯沉量之差满足要求后，移至下一夯点，若夯坑深度过大引起起锤困难或出水则在夯击过程中适当回填石渣，第二遍最后两击夯沉量之差满足要求后，移至下一夯点。点夯两遍间隔在10~15天，以空隙水压力消散时间的长短来确定。点夯作业程序参见如下程序框图。
主夯点作业程序参图
核验夯锤重量、标定夯击落距
夯机就位
对点稳锤
测记夯前锤顶高度读数
起锤夯击
测记夯后锤顶高度读数
本点是否满足停夯标准
本遍夯点是否全部完成
转入下一夯点

5、 满夯作业
夯锤重量为14吨，初次选择夯击落距为8.6米（夯锤落距应为从吊起的夯锤底部至地面的距离），满夯施工前先在场地上标明满夯施工边线，并以保证夯锤印搭接部分不小于锤底面积的1/3~1/5，不出现漏空或少击现象。夯锤起升至控制高度，由自动脱钩器控制落钩。
6、 施工步骤
1) 清理并平整施工场地，按设计标高整平后夯击；
2) 在施工现场范围内布放夯点；
3) 夯机就位，夯锤对准夯点；
4) 测量夯前锤顶标高；
5) 夯锤起吊到设计高度，夯锤脱钩自由落下后，测量锤顶高度，计出夯沉量并记录夯击次数，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；
6) 重复步骤5），按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；
7) 重复3）～ 6）步骤，直到完成主夯点施工；
8) 推平夯坑，测量场地标高；
9) 待孔隙水压力消散后（一般间隙期10～15天），按上述步骤完成满夯施工，满夯单点夯击2～3击，夯锤印搭接部分不小于锤底面积的1/3～1/5；满夯完后间歇期满后检测。
八、 检测项目和数据收集整理
1、 强夯试验过程应及时按要求测量标高并进行标准贯入度试验、静力触探试验、载荷试验。
2、 在强夯工艺试验过程中，对于各项工艺性参数严格控制，并详细记录，对各项检测项目的检测报告及时整理，及时完善签字手续，及时形成报告。
九、 施工阶段控制要点与检测要求
1、 施工前应检查夯锤重量、尺寸，落距控制手段，排水设施及被夯地基的土质。为避免强夯振动对周边设施的影响，施工前必须对附近建筑物进行调查，必要时采用相应的防震或隔振措施。施工时应由邻近建筑物开始夯击逐渐向远处移动。
2、 施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。
3、 每遍每夯点得夯击击数应按现场试夯得到的夯击击数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：①夯坑周围地面不能发生过大隆起；②不因夯坑过深而发生起锤困难。
4、 施工过程中出现异常情况时，应停止施工，调整工艺或参数后再继续进行。
5、 强夯处理夯击点布置应满足设计要求。
6、 夯锤印搭接部分不小于锤底面积的1/3~1/5。
7、 质量检测。强夯施工结束3~4周后，对地基进行标准贯入试验，以检验地基强度是否达到设计强度：
标准贯击数修正后的N63.5≥10；
粘性土Ps≥1.2MPa；
检验数量：本次实验段共抽检24点，其中：标准贯入试验12点，静力触探试验6点，载荷试验6点。
十、 安全措施及注意事项
1、 技能、纪律要求
负责打夯机操作人员，必须持证上岗、技术熟悉，有操作经验，工作认真负责。能自觉遵守劳动纪律严格执行各项规章制度。
2、 安全技术操作要求：
1) 打夯机行驶和工作场地应保持平坦坚实，并与沟渠、基坑保持安全距离。
2) 操作时不得穿拖鞋，装卸夯锤时有专人员指挥，必须按安全规定操作。打夯机旋转半径内不得有人员停留。
3) 打夯机启动前重点检查以下项目：
①、各安全保护装置和指示仪表齐全完好。
②、钢丝绳及连接部位符合规定。
③、燃油、润滑油、液压油及冷却水添加充分。
④、各连接件无松动
4) 启动前，应将各操纵杆放在空档位置，手制动器应锁死，并应按照发动机的安全操作规程进行操作。
5) 启动后，应怠速运转，观察各仪表指示值，运转正常后接合液压泵，待压力达到规定值，油温超过30℃时，方可开始作业。
6) 起重臂伸缩时，应按规定程序进行，在伸臂的同时应相应下降吊钩。当限制器发出警报时，应立即停止伸臂。起重臂缩回时，仰角不宜太小。
7) 伸出起重臂后，出现前节臂杆的长度大于后节臂杆的长度时，必须进行调整，消除不正常情况后，方可进行作业。
8) 起重臂伸出后，或主副壁全部伸出后，变幅不得小于各长度所规定的仰角。
9) 作业中发现起重机倾斜、等异常现象时，应立即使夯锤下降落在安全的地方，下降中严禁制动。
10) 夯锤在空中需要较长时间停留时，应将提升卷筒手动锁住，操作人员不得离开驾驶室。
11) 夯机带夯锤回转时，操作应平稳，避免急剧回转或停止，换向应在停稳后进行。
12) 当打夯机机挂夯锤行走时，道路必须平坦坚实，夯锤底离地面不得超过500mm，并应拴好拉绳，缓慢行驶。
13) 作业后，应将起重臂全部缩回放在支架上。吊钩应用专用钢丝绳挂牢；应将防止机身旋转的销式制动器插入销孔，并将取力器手柄放在脱开位置，最后锁住起重机操纵室门。
14) 行驶前，应检查并确认各部件工作正常。