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1、一、工程概況1.1概述擬建的xx口岸人工島位于xx市拱北灣近岸海域，地理坐標為221231”N，223431”E。港xx大橋xx口岸人工島填海工程的設計工作包括人工島護岸、陸域形成、地基處理、施工棧橋及交通船碼頭。形成后的陸域交工標高為4.5m。本工程軟基處理分為島壁區和島內區，面積約229萬m2。島壁區地基處理屬于西北護岸岸壁服務，由于岸坡穩定及工期的需要，該處地基處理方式采用真空聯合堆載預壓，面積約53萬m2，島內采用降水聯合堆載預壓和堆載預壓的方式，面積約176萬m2。二、地基處理的施工工藝及流程2.1島壁區地基處理島壁地基處理的施工工藝及流程為了保證島壁岸坡的穩定性和工期，該區域采用真2、空聯合堆載預壓的地基處理方法。主要施工工藝流程：臨時圍堰回填中細砂倒濾層鋪設施插塑料排水板淤泥攪拌墻真空預壓真空聯合堆載預壓卸載場地整平淤泥攪拌墻處理水泥攪拌樁回填砂密實處理分層碾壓。施工準備真空預壓 淤泥攪拌墻施工 施插塑料排水板鋪設倒濾層回填至標高2m回填至標高1m回填至標高0.0m回填至標高1m回填中細砂第四級圍堰第三級圍堰第二級圍堰第一級圍堰臨時圍堰 沉降觀測監 測真空聯合堆載預壓檢 測卸 載淤泥攪拌墻處理水 泥 攪 拌 樁回填砂密實處理分 層 碾 壓1、臨時圍堰為了給島壁區的陸域形成提供一個良好的掩護，需要在島壁區的外圍先形成臨時圍堰。 1）、鋪設土工布和土工格柵 由于淤泥較厚，地基3、尚未處理，人工和機械無法上去施工，在圍堰施工前，先鋪設一層200g/m2的土工布，在土工布上層鋪設一層土工格柵（單向一次性拉伸聚丙烯，TGDG220）2）施插塑料排水板為保證臨時圍堰的穩定，臨時圍堰區需要水上施打塑料排水板。塑料排水板按正方形布置，間距1m，采用B型板。施工前應按照10m10m進行試插，以確定插設排水板的實際深度；施工時，必須插穿軟土層，進入下臥層30cm，并露出地面20cm。當軟土層下臥層為透水砂層時，控制塑料排水板在距砂層頂面0.5m時終止。 3）臨時圍堰施工臨時圍堰的長度約為4838m，其中北圍堰約2170m，西圍堰約2668m。圍堰頂高程在結合島壁區地基處理需要后確定為4、+3.0m，圍堰頂寬暫定為2m。結構采用分級式充填砂袋（或土工管袋）圍堰，北圍堰受風浪影響較大，采用抗風浪能力更好的土工管袋結構，西圍堰側風浪較小，采用普通的充填砂袋結構；圍堰外側邊坡坡度為1：2，內側邊坡坡度為1：1。考慮到圍堰本身穩定性的需要以及軟基處理的需要，圍堰總寬度約42m。同時應控制圍堰的施工速度及施工高度，并保證每級圍堰反壓平臺的寬度。 2、回填中細砂 第一級臨時圍堰結束后，真空預壓區域內就開始回填中細紗回填至標高1m;第二級圍堰結束后，回填至標高0m；第三級圍堰結束后，回填至標高1m；第四級圍堰結束后，回填至標高2m。 3、倒濾層施工鋪設1m厚中粗砂作為排水墊層。中粗砂墊層要求5、：含泥量5%，滲透系數不小于510-3cm/s，無雜質和有機物。4、施插塑料排水板塑料排水板按正方形布置，間距1m，采用B型板。施工前應按照10m10m進行試插，以確定插設排水板的實際深度。施工時，必須插穿軟土層，進入下臥層30cm，并露出地面20cm。當軟土層下臥層為透水砂層時，控制塑料排水板在距砂層頂面0.5m時終止。施工結束后，及時用中粗砂填滿排水板周圍的孔洞，并將塑料排水板板頭埋置于排水墊層中（0.2m0.3m）。5、淤泥攪拌墻施工島壁外圍淤泥攪拌墻采用雙排淤泥攪拌樁，單樁直徑0.7m，成墻時彼此搭接0.2m，樁距0.5m。島壁內部淤泥攪拌墻采用單排淤泥攪拌樁，樁直徑0.7m，彼此搭接6、20cm。淤泥攪拌樁深度控制以穿透透氣（水）層并進入其下不透氣（水）層1m為準，深度暫定6m。施工時需要沿淤泥攪拌墻中心線每隔3050m進行探摸，判斷實際打設深度。淤泥攪拌樁采取四噴四攪施工工藝，采用淤泥或粘性土制成泥漿，泥漿比重1.35，不得含有粗顆粒。6、真空預壓施工1）、管路鋪設濾管采用PVC塑料管，沿管身按三角形排列打孔，制成花管，再包一層無紡布作為濾水層，要求捆扎結實，達到只透水不透砂，濾管間距4m。濾管用螺紋鋼絲橡膠管連接，膠管套入濾管長約100mm，連接時用鉛絲擰緊，鉛絲結頭嚴禁朝上。在埋設時確保濾管上的無紡布不被破損，鋪設濾管時可根據現場實際情況對二通、三通和四通的數量及形狀做7、適當調整，但總體應確保濾管排水通暢。主管采用PVC塑料管，用三通連接器與濾管連接，通過出膜器及吸水管與真空泵連接。所有管路埋于排水墊層頂面以下約0.3m深。管路埋設完畢后，場地整平，清理場地，將場地中的雜物、竹竿、碎石等尖、硬物清理干凈，以免刺破密封薄膜。2）鋪設密封膜在編織布之上鋪設兩層聚乙烯（或聚氯乙烯）膜，密封膜在工廠熱合一次成型。在加工密封膜時，其大小應考慮埋入淤泥攪拌墻溝部分，并根據實際預留足夠的不均勻沉降變形富余量，防止密封膜拉裂。兩層密封膜鋪設完畢后，分層將密封膜邊緣人工踩入淤泥攪拌墻深不小于1.2m。4）埋設膜下真空探頭膜下真空度測頭均勻分布真空預壓單元塊內，要求真空度測頭埋設8、在相鄰兩濾管之間的砂層中，上覆厚度約0.3m的砂層。5）真空預壓選用7.5kw的射流泵和水箱等組裝抽真空系統，真空射流泵要求能形成不小于0.096MPa的真空壓力，按每臺泵控制8001000m2，沿加固區邊界布置。在軟基處理邊界線處，抽真空系統擺放在密封溝位置。開始試抽真空作業，發現有漏氣的情況，及時用膠水粘補。真空滿載過程中，維持膜下真空度不低于85kPa。7、聯合堆載預壓1）、鋪設土工布在堆載之前，在密封膜上鋪設一層土工布（200g/m2）保護真空膜。2）堆載在試抽真空15天后，膜下真空度達到85KPa,確定無漏氣的前提下，進行堆載。堆載厚度為4.5m.堆載應分級堆載，每級厚度不高于1m。9、施加每級荷載時，本級堆載邊坡外側應保證之前每級堆載平臺寬度不小于30m，作為本級堆載的反壓平臺，以保證堆載臨時邊坡的穩定。堆載采用吹填施工，要求在吹填出口下方應有足夠的厚度的填料，并鋪設數層編織布或采取其它有效防護措施，防止吹填過程砂土沖刷損壞密封膜。8、卸載在滿足真空度要求的前提下，連續抽真空，當真空聯合堆載預壓恒載時間滿足設計要求，且在預壓荷載條件下的實測沉降曲線推算加固地基的平均固結度達90%以上，使用期殘余沉降量S20cm/20年，即可停止抽真空。9、淤泥攪拌墻處理淤泥攪拌墻墻厚1200mm，其墻體部位采用水泥攪拌樁（濕法)進行二次處理。水泥攪拌樁在真空聯合堆載預壓結束后進行。四周邊界10、采用雙排樁、內部分塊邊界采用單排樁。水泥攪拌樁樁徑600mm。單排水泥攪拌樁間距1.0m，單樁平均長約11m；雙排樁按等腰三角形布置，橫向間距0.8m，縱向間距1.0m，單樁平均長約16m。水泥摻入比15；要求28d抽芯式塊無側限抗壓強度1.0MPa。10、水泥攪拌樁施工島壁區地基處理卸載后護岸前沿線外側整平至標高+2.0m，并陸上施打水泥土攪拌樁。由于護岸穩定性的需要，基槽底部需要打設一定寬度的水泥土攪拌樁，應先將水泥土攪拌樁區域場地整平至標高+2.5m。水泥土攪拌樁要求穿透層淤泥；西護岸局部區域1粘土層較薄，1淤泥質土層較厚，水泥土攪拌樁需要打穿1淤泥質土層。水泥土攪拌樁正三角形布置，樁徑11、為600mm，樁間距為1.45m，置換率為15%。水泥宜用普通硅酸鹽水泥，強度等級要求32.5級或以上。水泥摻量不得少于15%，濕法的水泥漿水灰比可用0.450.55。 11、場地密實度處理預壓處理完畢卸載之后應進行場地強夯處理，以對回填砂層進行密實。強夯處理為東、南護岸前沿線往場區偏移40m和西、北護岸前沿線以后所包括的范圍。強夯夯擊能初定3000kN.m。施工工藝為兩遍點夯，一遍普夯。夯點呈正方形布置，第一遍點夯間距為6m，第二遍點夯位于第一遍點夯中間。普夯夯擊能為1000kN.m，普夯夯錘錘印應以1/3錘徑搭接。12、分層碾壓強夯后采用自重大于18t的振動碾壓機碾壓6-8遍，直至設計標高12、+4.5m。分層碾壓應事先選擇試驗區進行碾壓試驗，以確定土料的最佳含水量、回填料厚度、振動機械型號、振動力、振動遍數，以便確定滿足碾壓后土層設計承載力特征值及壓實系數滿足設計要求的技術參數。2.2島內區地基處理 島內區采用降水聯合堆載預壓的處理方式。主要施工工藝和流程：倒濾層鋪設施插塑料排水板降水井埋設淤泥攪拌墻施工堆載降水預壓卸載淤泥攪拌墻處理場地密實處理分層碾壓施 工 準 備沉 降 觀 測鋪設倒濾層施插塑料排水板降水井埋設淤泥攪拌墻施工堆 載監 測降 水 預 壓檢 測卸 載淤泥攪拌墻處理場地密實度處理分 層 碾 壓1、鋪設倒濾層鋪設2m厚中粗砂作為排水墊層。中粗砂墊層要求：含泥量5%，滲透13、系數不小于510-3cm/s，無雜質和有機物。2、施插塑料排水板塑料排水板按正方形布置，間距1m，采用B型板。施工前應按照10m10m進行試插，以確定插設排水板的實際深度。施工時，必須插穿軟土層，進入下臥層30cm，并露出地面20cm。當軟土層下臥層為透水砂層時，控制塑料排水板在距砂層頂面0.5m時終止。施工結束后，及時用中粗砂填滿排水板周圍的孔洞，并將塑料排水板板頭埋置于排水墊層中（0.2m0.3m）。3、降水井埋設降水井間距50m，呈正方形布置。降水井的施工工藝流程; 成孔、下井管、礫料圍填、孔口封閉、洗井、抽水。成孔可采用泥漿護壁法。降水井開孔和終孔直徑660mm，井底標高-7.00m。14、井管直徑300mm，過濾管總長7m，過濾管以下為沉淀管。4、淤泥攪拌墻施工島內區外圍淤泥攪拌墻采用雙排淤泥攪拌樁，單樁直徑0.7m，成墻時彼此搭接0.2m，樁距0.5m。島內內部淤泥攪拌墻采用單排淤泥攪拌樁，樁直徑0.7m，彼此搭接20cm。淤泥攪拌樁起到隔離、切斷地下水補給通道的作用，深度控制以穿透透氣（水）層并進入其下不透氣（水）層1m為準，深度暫定6m。施工時需要沿淤泥攪拌墻中心線每隔3050m進行探摸，判斷實際打設深度。淤泥攪拌樁采取四噴四攪施工工藝，采用淤泥或粘性土制成泥漿，泥漿比重1.35，不得含有粗顆粒。5、堆載堆載料采用含泥量10%的中細砂或以上粒徑的砂料。堆載要求分級堆載，每15、層不超過1.5m。同時通過降低地下水位法來提高場地的附加荷載，相應減少堆載土方量，避免棄土。另外，通過回填場地內部的相互借方來滿足地基處理所需的聯合堆載料，最終達到交工時棄土的最小化。 6、降水預壓堆載滿載后及時進行抽水，以降低地下水位，要求水位降至標高-3.50m。預計抽水時間約110天。 7、卸載通過實測的地基變形時間，孔隙水壓力時間曲線，分別推算地基的最終沉降、不同時間的固結度和孔隙水壓力消散速率（有效應力增長速率）。若滿足加固要求達到的固結度90%（對于局部淤泥較厚、堆載較高的區域，固結度達到88%），同時滿足工后殘余沉降要求，即可卸載并停止降水。8、淤泥攪拌墻處理淤泥攪拌墻墻厚12016、0mm，其墻體部位采用水泥攪拌樁（濕法)進行二次處理。水泥攪拌樁在降水聯合堆載預壓結束后進行。四周邊界采用雙排樁、內部分塊邊界采用單排樁。水泥攪拌樁樁徑600mm。單排水泥攪拌樁間距1.0m，單樁平均長約11m；雙排樁按等腰三角形布置，橫向間距0.8m，縱向間距1.0m，單樁平均長約16m。水泥摻入比15；要求28d抽芯式塊無側限抗壓強度1.0MPa。 9、場地密實度處理預壓處理完畢卸載之后應進行場地強夯處理，以對回填砂層進行密實。強夯處理為東、南護岸前沿線往場區偏移40m和西、北護岸前沿線以后所包括的范圍。強夯夯擊能初定3000kN.m。施工工藝為兩遍點夯，一遍普夯。夯點呈正方形布置，第一遍17、點夯間距為6m，第二遍點夯位于第一遍點夯中間。普夯夯擊能為1000kN.m，普夯夯錘錘印應以1/3錘徑搭接。10、分層碾壓強夯后采用自重大于18t的振動碾壓機碾壓6-8遍，直至設計標高+4.5m。分層碾壓應事先選擇試驗區進行碾壓試驗，以確定土料的最佳含水量、回填料厚度、振動機械型號、振動力、振動遍數，以便確定滿足碾壓后土層設計承載力特征值及壓實系數滿足設計要求的技術參數。2.3監測與檢測為掌握巖土工程施工中地基土體變形、孔隙水壓力和軟土強度增長等有關信息，起到指導施工、驗證設計、監控施工安全、檢驗加固效果的作用。軟基處理施工期間需要設置一些監測檢測項目，其中包括：表層沉降觀測、孔隙水壓力觀測、18、地下水位觀測、土體分層沉降觀測、土體深層側向位移等監測項目，以及加固前后鉆孔取土和加固前后現場十字板剪切試驗等檢測項目。1、孔隙水壓力監測在每個真空聯合堆載預壓單元塊中心布置1組振弦式孔隙水壓力傳感器，在塑料排水板施工后埋設，在同一孔內埋設多個孔隙水壓力計，各孔隙水壓力計間用干燥膨潤土球充填封堵。在開挖面和自開挖面以下按深度方向每向下3m埋設一個探頭，每組埋設6個。觀測頻率為插設塑料排水板期間、抽真空初期和加載期間每2天觀測一次，在真空聯合堆載預壓恒載期，每5天觀測一次，特殊情況可加密觀測。根據實測孔隙水壓力的增長和消散過程，計算土體固結度和有效應力增長情況。2、土體分層沉降監測在每個真空聯合19、堆載預壓單元塊中心布置一個土體分層沉降觀測孔，在插設塑料排水板后埋設，每孔埋設6個分層沉降磁環，分層沉降磁環安裝在與孔隙水壓力計相應深度位置，此外，在軟土與硬土層交界處必須有一個分層沉降磁環。觀測頻率為插設塑料排水板期間、抽真空初期和加載期間每2天觀測一次，在真空聯合堆載預壓恒載期，每5天觀測一次，如遇特殊情況可隨時增加測量密度。根據觀測成果分析各土層的壓縮量及沉降變化規律。3、深層側向位移觀測在軟基處理加固區外周邊布設8根測斜管，測斜管底部需埋入地基加固期間不變形的土層中3m以上。觀測頻率為插設塑料排水板期間、抽真空初期和加載期間每2天觀測一次，在真空聯合堆載預壓恒載期，每5天觀測一次，特殊20、情況可加密觀測。4、地下水位監測在每個真空聯合堆載預壓單元塊中心布置一個水位觀測孔，埋設水位管。觀測頻率為插設塑料排水板期間、抽真空初期和加載期間每2天觀測一次，在真空聯合堆載預壓恒載期，每5天觀測一次，如遇特殊情況可隨時增加測量密度。5、地表沉降觀測軟基處理區域共布置70個沉降標，沉降標布置和規格如圖紙，沉降標在插設塑料排水板前埋設，鋪設密封膜后將沉降標移至密封膜表面，采用幾何水準測量方法進行，觀測誤差要求不大于2mm。觀測頻率為插設塑料排水板期間、抽真空初期和加載期間每2天觀測一次，在真空聯合堆載預壓恒載期，每5天觀測一次，根據沉降觀測資料計算固結度，確定具體的卸載時間，如遇特殊情況可隨時21、增加測量密度。6、加固前后鉆孔取土在塑料排水板插設施工前和真空聯合堆載預壓卸載后，分別在每個真空聯合堆載預壓單元塊中心布置一個取樣孔。取土的深度位置原則：自開挖面以下每2m取一組，直至硬土層。加固后取土位置在加固前取樣孔周邊1m范圍內，取土的深度按深層沉降分析的數據找出對應加固前相應土層深度位置取土，以便于分析加固前后土體物理力學指標的提高情況。加固前后取土樣室內土工試驗，有關規定的方法、步驟進行，試驗的主要內容包括：a）粘性土的物理性指標包括天然含水率、天然重度、相對密度、孔隙比、飽和度、液限、塑限、塑性指數、液性指數，力學指標包括抗剪強度（快剪、固結快剪）、壓縮系數或壓縮指數、無側限抗壓強22、度；b）粉土的物理力學試驗項目除與粘性土相同外，尚須加測粘粒含量；c）砂土的顆粒分析、自然休止角；d）土的滲透系數、固結系數、前期固結壓力、靈敏度、有機質含量等試驗項目。7、加固前后十字板剪切試驗在塑料排水板施工前和真空聯合堆載預壓卸載后，分別在每個真空聯合堆載預壓單元塊中心（靠近深層分層沉降孔）布置一個十字板剪切試驗孔，進行現場十字板剪切試驗。加固后十字板剪切試驗孔位置在加固前十字板剪切試驗孔周邊1m范圍內。十字板剪切試驗深度按在軟土中每間隔1m試驗一次，分別測試原狀土和重塑土的不排水抗剪強度指標。計算軟土層的靈敏度；繪制土層的抗剪強度隨深度變化的關系曲線。三、質量要求和施工進度3.1質量要23、求1、真空預壓全過程膜下真空度應不低于85kPa。2、降水預壓要求地下水標高降至3.5m。3、所用材料要求：a）排水墊層，采用中粗砂，其中含泥量5%，滲透系數大于210-2cm/s。b）在密封膜上鋪設一層200g/m2無紡布，其性能指標需滿足設計和有關規范要求。c）塑料排水板參照原設計要求；各項指標必須滿足設計及規范要求。d）真空預壓密封膜采用聚乙烯（或聚氯乙烯）薄膜，各項指標必須滿足設計及規范要求。e）淤泥攪拌樁采用淤泥或粘性土制成泥漿，泥漿比重1.35，不得含有粗顆粒，攪拌樁采取四噴四攪施工工藝。f）當密封膜下真空度達到85kPa或以上并持續15天后，開始進行聯合堆載預壓，要求盡可能早日完24、成加載施工。g）嚴格掌握真空聯合堆載預壓卸載的標準，以確保符合要求。3.2施工進度真空聯合堆載預壓軟基處理計劃約450個日歷天內完成。降水聯合堆載預壓軟基處理計劃約450個日歷天內完成。四、主要工程量4.1、主要施工工藝工程量序號項目名稱單位數量備注1 土工格柵m214978332中粗砂m3530035 3施插陸上塑料排水板m379650364施插水上塑料排水板m39764785密封膜m210600706土工布m25300357回填中細砂m3236713488降水井個7284.2、監測項目工程量表 北標段監測工程數量表序號監測項目數量單位備注1沉降標250個2孔隙水壓力38組3分層沉降38組4水位觀測管13根島壁區79島內區5測斜管40根6護岸沉降位移觀測17根7十字板Seawall50個卸載和開挖至+2.5m做50個卸載和開挖后做Reclamation Area25個卸載后8鉆孔取土標貫38個9載荷試驗12個10靜力觸探38個 南標段監測工程數量表序號監測項目數量單位備注1沉降標216個2孔隙水壓力34組3分層沉降34組4水位觀測管4根島壁區87島內區5測斜管19根6護岸沉降位移觀測22根7十字板島壁區12個卸載和開挖至+2.5m做12個卸載和開挖后做島內區30個卸載后8鉆孔取土標貫34個9載荷試驗8個10靜力觸探34個