真空联合堆载预压堆载施工方案

真空联合堆载预压施工方案

一、工程概况：

本工程为日照港岚山港区30万吨级矿石码头工程堆场一标三期软基处理工程。本工程按业主施工进度要求及设计分区要求分为真空联合堆载预压1、2、3、4区，真空预压1区及堆载预压北区、东区，本工程真空联合堆载预压区处理面积约7.4万m2，堆载预压区处理面积约1.7万m2，真空预压区处理面积约0.9万m2。

二、编制依据

1、日照港岚山港区30万吨级矿石码头工程吹泥区地基处理图纸；

2、《港口工程地基规范》（JTS 147-1-2010）

3、《真空预压加固软土地基技术规程》（JTS147-2-2009）；

4、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）

5、《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）

三、设计要求：

3.1真空联合堆载预压

3.1.1真空联合堆载预压加载计划

加载速率：竖向变形每天不应超过25mm，水平位移每天不应超过5mm。

3.1.3真空联合堆载预压加载要求

根据加荷计划图和加荷速率控制指标堆载。满载抽真空后20天（打完塑料排水扳时间不小于30天），开始施加第一级荷载，荷载强度22kPa，加荷时间为20天，首先铺设一层土工布和一层编织布，人工推填砂性土0.4~0.6m。第二级加载应分两次加载。第三四级可一次加载。堆载期间竖向变形不超过25mm/d，水平位移不超过5mm/d。

四、资源配置

堆载施工计划配置资源如下：

4.1人员配置

成立1个铺砂队伍，2个堆载队伍，1个真空预压队伍，其中队长4人，技术负责人1人，沉降观测小组1个。

4.2机械配置

堆载施工堆载料由业主提供，砂性土用量约3.7万m3，容重17kN/m3堆载料用量约60万m3。

（1）真空联合堆载预压分四级堆载。真空联合堆载预压1、2、3区第一级堆载厚度为1.3m，第二级堆

载厚度为2m，第三级堆载厚度为2.5m，第四级堆载厚度为2.5m；真空联合堆载预压4区第一级堆载厚度为

1.3~1.8m，第二级堆载厚度为

2.5m，第三、四级堆载厚度为2.5m。

（2）一级堆载料约10万m3，堆载计划时间为30天，每天需堆载3400方。平均每辆农用车装运卸时间

按8分钟考虑，每天工作10小时，每车装3m3，每天每辆农用车可卸料225m3。安排15辆农用车可满足施

工要求。

（3）二、三、四级堆载料约52万m3，堆载计划时间为100天，每月来料按25天计算，每天需堆载6240

五、工期安排

根据设计要求及加载计划，三期工程真空联合堆载预压堆载施工工期安排如下：

5.1满载抽真空：2014年7月7日-2014年7月26日20天

5.2第一级堆载：2014年7月27日-2014年8月25日加载

2014年8月26日-2014年9月4日静载预压

5.3第二级堆载：2014年9月5日-2014年9月29日加载

2014年9月30日-2014年10月9日静载预压

5.4第三级堆载：2014年10月10日-2014年11月3日加载

2014年11月4日-2014年11月13日静载预压

5.5第四级堆载：2014年11月14日-2014年12月3日加载

2014年12月4日-2015年2月11日静载预压

5.6卸载：2015年2月12日-2015年4月12日60天完成

六、软基处理工艺

6.1真空联合堆载预压施工总体部署

（1）堆载施工示意图如下：

图6.1

（2）真空联合堆载预压加载施工总体原则为自东向西，自北向南，施工顺序为真空联合堆载预压预压1区真空联合堆载预压预压2区真空联合堆载预压预压3区真空联合堆载预压预压4区。

（3）第一级、第二级堆载分两次加载，第三四级可根据实际情况考虑一次加载。真空联合堆载预压1、2、3区按设计要求加载至第四级，第四级加载完成后静载预压70天后卸载；真空联合堆载预压4区加载至第二级，待真空联合堆载预压1、2、3区卸载后进行4区第三四级加载，加载料采用1、2、3区卸载料。

6.2真空联合堆载预压施工方案

（1）施工工序流程

工序流程图

（2）加载顺序

堆载顺序及切入点如图6.1所示，每一级堆载均由1号摊铺点开始，真空联合堆载预压1区填筑一半后分出一组设备、人员至2号摊铺点展开施工；真空联合堆载预压1区本层填筑完成后本组设备、人员调至3号摊铺点展开施工；真空联合堆载预压2区填筑完成后本组设备、人员返回1号摊铺点进行第二层填筑施工；真空联合堆载预压3区填筑完成后将设备、人员调至2号摊铺点展开施工。如此顺序循环填筑施工，充分利用场地及设备，尽可能提高设备利用率。每一层加载完成后静载预压时间不少于10天。

（3）真空联合堆载预压加载方案详述

真空预压施工：

①吹泥区视吹填土情况先铺一层编织布，铺约2~3层荆笆和竹笆后再铺设一层土工布作为工作垫层。铺设过程中应注意荆笆铺设边界距压膜沟应有一定距离，以免荆笆刺破密封膜。

②铺设中粗砂排水砂垫层，厚度500mm，允许施工偏差+50mm。

③打设塑料排水板，间距1m，正方形布置。

④埋设监测仪器：由检测人员按设计要求埋设各类监测仪器。

⑤铺设滤管；连接抽真空系统。

⑥在打设塑料排水板同时可以进行密封帷幕墙施工。拌和深度至设计图纸中的要求值。

⑦挖压膜沟，铺设一层编织布，再铺三层密封膜，用粘土回填密封沟，开挖压膜沟时，沟内排水板不剪断，应沿沟边向上插入到砂垫层中至少200mm。

⑧设置地面沉降标。连接抽真空设备，试抽气时间不少于10天，然后正式抽气。要求膜下真空度大于650mmHg。有效抽气时间约220天左右。

堆载施工：

①根据加荷计划图和加荷速率控制指标堆载。满载抽真空20天（打完塑料排水扳时间不小于30天）后，开

②按加载计划进行第二级堆载，第二级应分两次加载，每次加载厚度不超过1米。第二级加载采用6方自卸汽车运输、装载机推平，加载顺序同上。加载过程中注意保护监测装置，并按规范要求进行过程监测，确保加载安全。加载速率：竖向变形每天不超过25mm，水平位移每天不超过5mm。

③按加载计划进行第三级堆载，第三级可一次加载。由现场调度指挥业主供料车将石渣直接卸至加载区，并安排推土机及装载机推平，加载过程中严格控制加载速率，竖向变形超过25mm/d，或水平位移超过5mm/d则立即停止加载，待观测值稳定在限值以内后继续加载。

④按加载计划进行第四级堆载，第四级可一次加载。由现场调度指挥业主供料车将石渣直接卸至加载区，并安排推土机及装载机推平，加载过程中严格控制加载速率，竖向变形超过25mm/d，或水平位移超过5mm/d则立即停止加载，待观测稳定后继续加载。

⑤施工期间将真空泵抽出的水及时排除至本工程场地外。

⑥卸载和效果检验：有效抽气时间达到220天，并满足卸载标准后停止抽气。卸载至+6.5m后进行加固后的效果检验。

（4）质量保证措施

①压膜沟采用粘土密封压实，堆载过程中要保持压膜沟湿润以确保其密封性。

②土工布及编织布铺设之前先将膜上积水排除，并仔细检查密封膜状况，将破损漏气部位用专用胶水分三层粘合，并将膜下尖锐物排除，避免堆载过程中密封膜被尖锐物刺破而漏气。

③严格控制加载速率。竖向变形大于每昼夜25mm或水平位移大于每昼夜5mm时，应立即停止填筑，待观测值恢复到限值以内再进行填筑。

④堆载过程中注意保护监测装置，监测装置周围由人工推填砂性土，禁止采用机械推填。

⑤加载过程中必须及时将射流泵抽出的水排除至场地以外。

⑥加载过程同步抬高射流泵，射流泵抬高不大于2m。

⑦每一层加载完成后保证至少10天的静载预压时间。

⑧加载过程中按设计及规范要求频率进行孔隙水压力、深层分层沉降、地下水位、地表沉降及侧向位移监测，并及时分析监测数据，出现问题后查找问题原因，并采取相应措施进行整改，确保加载安全有效。

⑨轨道基础对地基要求较高，卸载后需进行水泥搅拌桩或其他形式的二次处理。因此堆载过程中，轨道基础下第一级、第二级堆载需采用风化砂填筑，禁止采用石渣填筑。

⑩由于各种原因，射流泵全部停止工作，膜内真空度随之全部卸除，这将直接影响地基预压效果，为避免膜内真空度在停泵后很快降低，在真空管路中设置止回阀和闸阀。堆载过程中，备用电源要充足，不得让射流泵停止工作。同时所有的止回阀和闸阀都应符合密封要求。堆载过程中真空设备的开启率不得小于80%，并保证恒定真空度。所有真空泵24h运行，不得停泵。

6.3加固区边界处理方式

（1）真空预压区地基处理完成后，压膜沟换填，换填深度不小于 1.5m，换填料采用砂性土，并分层压实，压实厚度不小于90%。

（2）轨道基础下及粘土密封墙卸载后需进行水泥搅拌桩或其他形式的二次处理，以达到轨道基础及堆场对地基的要求。

6.4施工进度保证措施

（1）合理安排机械设备及施工顺序，提高设备使用率，必要时将安排24小时填筑施工。

夜间施工需做好监测装置的保护工作，需在监测装置钢护筒表面粘贴反光条，护筒顶安放闪光灯，确保夜间施工机械设备操作人员能注意到监测装置，避免磕碰损坏。

（2）第一级堆载前期砂性土堆载至少需配备15 台农用车、2台挖掘机、2台小装载机，一级剩余堆载需配备2台挖掘机、2台装载机、10台6m3自卸汽车，每天需完成5000m2。

（3）第二级堆载分两层加载，每层加载厚度为1m，需配备2台装载机、3台挖掘机、16台6m3自卸汽车，每天完成5900m2。

（4）第三、四级可一次加载，需配备2台装载机、2台推土机，业主供料车直接将石渣卸至场地内，推土机和装载机推平。

根据堆载实际情况随时调整机械设备，保证堆载进度要求。

七、真空联合堆载预压的施工监测

具体实施方案见一航二堆载监测方案。

监测仪器布置说明：本工程真空联合堆载预压分四个区施工，分别为真空联合堆载预压1、2、3、4区。分别在每一个分区中央偏西位置布设一组深层分层沉降仪；7只孔隙水压力仪；在每一个分区南侧布设一组水位仪、一组测斜仪；在每一分区四角及中央位置布设一个真空度测头；沉降标均匀布置于每一真空联合堆载预压分区内，横向间距46m，纵向间距49m；边桩布置于堆载预压北区坡脚外，间距为42m。各监测仪器及数量可根据现场实际情况进行调整，真空度测头布置离边线的距离不小于10m，边缘沉降标布置离边线约13m，边桩位于坡脚1m 处。

项目部每周四查看监测单位提供监测报告，分析各项监测数据。对于反常现象要及时分析原因并采取相应措施整改，保证抽真空正常。

孔隙水压力反弹有两方面原因，其一为密封膜漏气，膜上覆水或压膜沟内积水回流，膜下真空度达不到设计要求，需及时查找漏气位置并进行整改。其二为堆载过程中因填筑堆载料，膜上压力增加，膜下土体受积压，土体孔隙压缩减少，进而导致孔隙水压力反弹，此为正常现象。

八、卸载

本工程矿石堆场区真空联合堆载区地基处理有效预压强度约180kPa，堆场最终最大使用荷载300kPa，根据业主要求为节省工程造价及缩短工期，地基处理采用载预压方案，投产后利用后期矿石堆载提高土体强度：按本设计图纸施工后预计堆场投入使用后6~9个月内最大堆载不得超过200kPa，后期根据监测情况逐级加载直至满载使用.具体堆场使用要求应待地基处理完成后根据检测结果核算后确定。

检测方法：预压后对地基进行十字板抗剪强度试验（地基较硬时采用标准贯入试验）原位测试及室内土工试验等，检验处理效果，并将试验资料和施工检测资料提供建设及设计单位，以便进行后续工程项目设计。检测孔深度20米。

地基处理结束后应对排水板状况及水平排水通道进行评估.并对后期堆场使用提供参考。

抓斗式挖泥船疏浚施工工艺流程

一、疏浚前准备 1、航道疏浚前，应组织测量人员对航道原始断面进行测量，并通

知监理工程师现

场见证，项目部对测量数据详细记录，并绘制原始断面图报监理工程师签证。 2、根据设计图纸用毛竹杆标识航道底宽线，坡顶线标志，标志应稳定牢固

3、卸泥地点的确认卸泥区为设计位置或业主指定位置，开工前报监理工

程师及建设单位审批二、抓斗式挖泥船疏浚施工工艺流程

疏浚工艺流程图

施工船舶、设备进场

GPS 覆测已知点解算参数，设立导标

分部工程验收

施工展布、船

舶定位。

挖泥、装

泥

抛泥

不

满返回

足

要

求

自测

挖泥船定位放锚，各

锚缆放好后根据GPS指引，通过收放各绞车将船移动到指定位置。泥驳在挖泥船放好锚后就可

挖泥船试挖后根据土

质确定挖掘方案，正

式开挖。施工过程中

注意保证超宽超深，

各斗位间重叠

1/3~1/4 斗宽，确保

不漏挖。施工中随时

留意水位和触底深度，

当前施工区域达到要

求后再进行挪船。每

次挪船横向不超过2m，纵向不超过斗宽。如果是条幅开挖方式，横向移动时不超过2/3船宽。

泥驳挖满后，挖泥船

暂停施工，松开泥驳

和挖泥船之间的缆

绳，由拖轮带着泥驳

前往指定弃渣区域

弃渣或转运。

弃渣完成后拖轮和

泥驳返航重新系靠

挖泥船。如果有备用泥驳，第一艘泥驳弃渣的时间里可将第二艘泥驳移动到方

当某个滩段疏浚

完成后，组织自检

测量并出图评估，

如果发现有浅点、

孤岩、边坡不满足

等情况，要重新进

行补挖。

如果该滩段自测

满足设计要求，则

上报申请分部工

程验收。由业主、

监1理、设计到现

场进行扫床或加密

测量，确认完成并

签字验收。

1、施工机具疏浚作业采用抓斗式挖泥船，配合拖轮及开

底泥驳进行。

2、放样：根据设计资料，利用全站仪或 GP进S行放样。如果采用全站仪，需要在一岸或两岸放设四组导标，设立显著标志，分别标示控制作业区的四个角点，以便于施工船上操作人员随时掌握疏浚位置，准确控制施工作业范围。如果采用 G P，S可以不用设立导标，但是事先必须到设计提供的已知点覆点解算参数，然后通过软件上显示的船位调整船舶的位置。

3、定位挖泥船在水较浅土质较松软的地方可以通过放下定位桩定位。但考虑到

所施工的

河段属于山区河流，水深河床硬，必须要通过放锚来定位。一般来说，在有明显流向的内河只要五根锚缆就可以准确的定位挖泥。我项目部所用的挖泥船为非自航式，定位时挖泥船由拖轮拖带至施工区域上游 200左m右的位置，靠疏浚区一侧的岸边寻找合适的栓锚点，如果岸边没有合适的栓锚点，或该航段通航频繁，可通过抛锚的方式固定主锚，然后由交通艇配合，向两侧逐根伸放边横锚和尾横锚，将其埋置于事先挖设好的锚位或者在两侧岸边寻找合适的栓锚点，锚固稳定；待全部纲缆放设到位并锚固稳妥后，拖轮驶离挖泥船，挖泥船按照岸设导标的指示或 GP的S指引，通过收放主锚和边锚、尾锚，准确到达施工区域，完成定位。一般抛一次锚，可以前移 40~5，0横m 移 3倍船宽。

1、施工机具疏浚作业采用抓斗式挖泥船，配合拖轮及开

底泥驳进行。

2、放样：根据设计资料，利用全站仪或 GP进S行放样。如果采用全站仪，需要在一岸或两岸放设四组导标，设立显著标志，分别标示控制作业区的四个角点，以便于施工船上操作人员随时掌握疏浚位置，准确控制施工作业范围。如果采用 G P，S可以不用设立导标，但是事先必须到设计提供的已知点覆点解算参数，然后通过软件上显示的船位调整船舶的位置。

3、定位挖泥船在水较浅土质较松软的地方可以通过放下定位桩定位。但考虑到

所施工的

河段属于山区河流，水深河床硬，必须要通过放锚来定位。一般来说，在有明显流向的内河只要五根锚缆就可以准确的定位挖泥。我项目部所用的挖泥船为非自航式，定位时挖泥船由拖轮拖带至施工区域上游 200左m右的位置，靠疏浚区一侧的岸边寻找合适的栓锚点，如果岸边没有合适的栓锚点，或该航段通航频繁，可通过抛锚的方式固定主锚，然后由交通艇配合，向两侧逐根伸放边横锚和尾横锚，将其埋置于事先挖设好的锚位或者在两侧岸边寻找合适的栓锚点，锚固稳定；待全部纲缆放设到位并锚固稳妥后，拖轮驶离挖泥船，挖泥船按照岸设导标的指示或 GP的S指引，通过收放主锚和边锚、尾锚，准确到达施工区域，完成定位。一般抛一次锚，可以前移 40~5，0横m 移 3倍船宽。

抓斗式起重机挖泥操作流程框图

空斗下放挖泥

大抓斗

稍微踩住油门保持一定速度下放，将触底前的一段高度松开油门和刹车让其自由落体

小抓斗

松刹车松油门自由下落

如果河底为砂质、碎石质、卵石质等粒径较小的材质，可以适如果河底为块石、岩

石等粒径较大的材质，

要尽可能减小自

抓斗触底入土

当增大自由下落距离由下落距离提升绳放松，收闭斗绳，因破土需要的力是

整个挖泥阶段最大的，因此要加大油门拉闭

斗绳闭合抓斗才能抠动河床土石。河底土石

抓斗触底入土

提升绳放松，收闭斗绳，因破土需要的力是整个挖泥阶段最大的，因此要加大油门拉闭斗绳闭合抓斗才能抠动河床土石。河底土石粒径越小，需要的闭斗绳的提升力就越大（即砂、小碎石河底要比大块石需要更大力）

满斗提升瞬间加大拉力（保持

大油门往上提，离开河底后开

始收提升绳）

离开河底粒径越小，需要的闭斗绳的提升力就越大（即砂、小碎石河底要比大块石需要更大力）

满斗提升瞬间加大拉力（保持

大油门往上提，离开河底后开

始收提升绳）

离开河底

具有一定速度后减小拉力（看

钢丝绳有一定速度后松油门）

具有一定速度后减小拉力（看

钢丝绳有一定速度后松油门）

离开水面

加大一点拉力保证抓斗能够提升到一定高度，再调节拉力使得抓斗能够悬停，然后慢慢旋转抓斗到泥驳上方

卸泥回转

离开水面

加大一点拉力保证抓斗能够提升到一定高度，再松油门踩刹车悬停抓斗，然后慢慢旋转抓斗到泥驳上方

卸泥回转

卸完泥后抓斗重量变轻，相应放松一点油门仍利用动力制动保持悬停状态回转到下一斗位准备

下斗。每个斗位之间保持0.5~1m的重叠距离。卸泥完成后放松油门踩住刹车保持抓斗悬停，回转到下一斗位准备下斗。每个斗位之间保持 0.5~1m的重叠距离。

抓斗式起重机水下挖泥操作过程中一个周期基本分为以下五个阶段。

1、空斗下放挖泥

1.1小抓斗重量轻可以自由下落（松刹车松油门）

1.2 大抓斗（4m3以上）要保证碰到河底时具有一定速度但又不能过快损坏斗齿。在实际操作过程中，各河流河底情况不同，可以从慢到快由驾驶员自行试挖，寻找最合适的下落速度。将抓斗触底速度控制在保证不损坏斗齿的情况下确保下斗后能有半斗左右的石渣。

2、破土开挖

抓斗触底后斗齿插入河床，此时提升绳放松不受力，闭斗绳需要非常大的拉力。此时是整个挖泥过程需要功率最大的瞬间。这个拉力除了要克服抓斗和泥土重力外，还要破开河床土石，河床土石的阻力很大，而且越是粒径小越密实的砂、碎石、渣土阻力越大，粒径大或疏松的块石、卵石阻力越小。抓斗的破土力来自于抓斗的闭合力，抓斗的闭合力来自于闭斗绳的拉力。并且闭斗绳的拉力越大，挖土的速度就越快。因此此时需要大油门或满油门卷扬闭斗绳。假如有一个 4m3抓斗自重16 吨，抓土土重按满斗 2.5×4=10吨，破土力根据土质情况不同有所变化，假设为 8吨，则抓泥时需要的闭斗绳提供拉力为 16+10+吨8，=此3时4为整个挖泥过程中需要拉力最大的瞬间，并且这个力全部由闭斗绳承担。

3、满斗提升

3.1满斗提升的最初瞬间，提升力除了要克服抓斗和泥土重力外，还要克服泥层对抓斗的吸附力、抓斗和泥加速的惯性力。假如有一个 4m3抓斗自重16 吨，抓土土重按满斗 2.5×4=10吨，吸附力根据土质情况不同有所变化，假设为 4吨，抓斗和泥加速度算1m/2s，则惯性力（16+）1×0103×1/10=吨2，.则6抓泥完成满斗提升瞬间该起重机需要提供 32.吨6的拉力。即抓完土提升时的一瞬间需要很大的力量，可以在挖完土后保持油门上提，也可以适当减小闭斗绳的拉力增大提升绳的拉力同时上提。

3.2抓斗离开河底后，不受到吸附力，反而还得到水的浮力，并且达到一定速度后抓斗可以匀速提升不需要加速没有惯性力，此时抓斗需要挖机提供拉力为 16+10-F浮

=16+10-6=20吨。即抓斗离开河底但还在水中时可以减小拉力。

3.3抓斗提出水面后，浮力消失，此时需要增大拉力为 16+10=26吨。即抓斗离开水面后需要适当增大拉力。

4、满斗动力悬停

4.1 小吨位抓斗重量小，抓斗提到可以回转卸泥的高度后，可以用机械抱闸抱住（可以踩刹车）

4.2大吨位抓斗重量大，用机械抱闸会严重磨损闸带，同时起重机和船体受到惯性力冲击振动剧烈。因此大抓斗满斗悬停不宜采用机械抱闸，应该使抓斗靠动力制动悬停后再回转到泥驳上方卸泥。（大抓斗踩刹车会把刹车皮磨坏，还会让夯机和船震动损坏，所以要靠控制油门等待抓斗慢慢停住再转到泥驳上卸泥，不要猛踩刹车。）5、空斗动力悬停

卸泥完成后空斗扔按动力制动悬停，再转到新的挖泥作业点后，进行下一次挖泥作业。每个挖泥的斗位都必须重叠确保不漏挖少挖。重叠的距离一般为 1/3~1/4个斗宽，根据抓斗的大小和水流的流速取 0.5m~1m（大抓斗卸泥后松一点油门，调整拉力能够满足不踩刹车也能保持抓斗悬空不动，再转到船尾继续松油门下斗挖，斗位要和上一次挖的重叠半米到。

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