西大堤改扩建工程K0+0003+300段道路雨污水等施工吹填淤泥区爆破排淤填石试验段专项施工方案.docx
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西大堤改扩建工程K0+0003+300段道路雨污水等施工吹填淤泥区爆破排淤填石试验段专项施工方案.docx
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西大堤改扩建工程K0+0003+300段道路雨污水等施工吹填淤泥区爆破排淤填石试验段专项施工方案
西大堤改扩建工程K0+000-3+300段道路、雨污水等施工吹填淤泥区爆破排淤填石试验段专项施工方案
中国铁建港航局集团有限公司
第三工程分公司
吹填淤泥区爆破排淤填石试验段专项施工方案
工程名称:
西大堤(海滨大道-连岛)改扩建工程K0+000-
K3+300段道路、雨污水等施工
编制人:
蔡东旭主管:
编制单位:
连云港项目部编制日期:
2014.4.5.
1概况
1.1编制依据
《连云港市西大堤(海滨大道-连岛)改扩建工程施工图》
《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)
《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007
《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)
《公路路基设计规范》JTGD30-2004
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)
《公路工程安全施工技术规程》JTJ076-95
《爆破安全规程》(GB6722-2011)
《水运工程爆破技术规范》(JTS204-2008)
1.2工程简介
连云港市西大堤是主城区至连岛景点的唯一道路,是一条集交通、旅游观光、疏港、防洪等多种功能于一体的城市主干路。
本项目西大堤(海滨大道~连岛)改建工程,南起海滨大道,向北前行约737m至黄石嘴与北疏港通道相交,再折向东沿拦海大堤至连岛,全长约7.6km,按城市主干路标准改建。
本项目起点K0+000(海滨大道),终点K7+591.1(连岛)。
西大堤(K1+550-K3+300)长1750m段为吹填淤泥区段,主要情况介绍如下:
该段处于拦海大堤一般拓宽范围,老路基外侧已经吹填,吹填标高+2.7~+3.6m。
近海侧路幅边缘需向右拓宽7.5~8.5m,老路面边缘距新拓宽路基边沟外坡口脚14.5~19.5m。
地形、地貌变化不大,处于水下阶地之堆积岸坡地带,工程地质条件复杂,根据地勘,吹填淤泥层5.4~8.1m分布不均,平均厚6.65m;其下海淤泥层5.8~11.4m分布不均,平均厚9.53m。
本段吹淤于2007年初开始至2008年底结束,其中K1+550~K3+770段2220m于2007年完成,现状顶标高2.7~3.1m,K3+770~K6+200段2430m于2008年完成,现状顶标高3.4~3.6m。
设计标高4.82m,其中近海侧路幅外边缘设计标高5.04m。
西大堤于1996年建成通车,早期西大堤路基宽12m,2006年在西大堤南侧拓宽约7.0m路基,2012年6月对西大堤段进行了路面大修改造,路面仍为水泥砼结构,其中老海堤上改为8.5m宽,厚度28.3~36.5cm;新拓宽4.5m宽水泥砼板块,厚度21.5~30cm;新拓宽板块比老板块低10cm左右,中间用砼隔离墩隔开。
卫星图像
现状影像资料
拓宽施工示意图
1.3工程地质条件
1.3.1地层
江苏境内以海州-泗阳断裂(F2)为界,划分为华北与华南两大地层区。
项目区处于华南地层区,有锦屏、云台、埤城、张八岭等岩群,为区域浅变质(火山)岩系。
震旦系-三叠系以海相碳酸盐岩,间夹含煤岩系。
侏罗纪-第三纪为河湖相碎屑岩沉积,含膏盐及油页岩,伴有多次中酸性火山岩及玄武岩喷发。
覆盖地层主要由素填土(Q4ml)、第四系全新统(Q4al)黏质土及淤泥层、晚更新世(Q3al)黏质土及粗、中、细、粉砂层组成。
1.3.2地震
根据《中国地震裂度区划图》及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),项目区抗震设防基本烈度为Ⅶ度,地震动峰值加速度为0.10g,地震分组为第三组。
建筑场地覆盖层厚度>9~80m,场地类别为Ⅲ类,设计特征周期值为O.65s。
属建筑抗震不利地段。
场区分布的晚更新世饱和砂土层判定为不液化土层。
但上部淤泥及淤泥质粘土层层厚大,力学性质劣差,易发生震陷。
1.3.3海岸地貌及淤积趋势
自1885年黄河改道山东入海以后,黄河向本区输沙终止,废黄河三角洲岸滩经过一个多世纪以来的侵蚀调整,冲刷趋弱,加之岸滩保护工程的实施,大大减少了沿岸的泥沙供应。
来自北向的泥沙供应也趋于缓和,河流泥沙来源影响微弱,平均含沙量从二十世纪70年代的0.24kg/m3减至近年来的0.20kg/m3左右,历史海图分析还表明,东部海区呈现微冲刷态势,整体淤积环境处于冲淤平衡状况。
连云港地区的泥沙运动以悬沙运动为主,在波浪的作用下,浅滩淤泥质沉积物受到冲刷悬扬,在潮流带动下进行沿岸输移并向外海扩散,呈现“波浪掀沙,潮流输沙”的泥沙运动机制。
含沙量的季节性变化特点明显,冬季水体含沙量较高,为年平均含沙量的4~5倍,夏季含沙量低,经常保持在0.10kg/m3。
近岸水体的含沙量一般均在0.21~0.24kg/m3左右,含沙量由西向东逐渐减小。
由于连云港地区泥沙颗粒较细,浅滩沉积物中值粒径d50=0.002~0.004mm,
1996年连云港的西大堤工程建成,围堵了连云港海峡西口,使原来东西贯通的海峡变成了纵深长11.5公里,平均宽度为2.5公里的狭长矩形人工海湾,主要港区受到掩护,并阻拦了来自西部的泥沙。
西大堤工程完成后对于改善港区的回淤状态是十分有利的,工程建成前后的研究表明,通过单一东口门年净进入港区水域的泥沙量为60万方,远低于西大堤建成以前。
各区域的回淤强度分别为庙岭港区0.8~0.9m/a,老港区0.8m/a,墟沟港区0.4m/a,港区已基本处于微淤状态。
航道的回淤主要集中在弯道段及其东侧,最大淤积强度为0.4m/a,回门段航道回淤强度较小,为0.1m/a左右。
1.3.4工程地质
1.3.4.1土层分布情况
根据江苏南京地质工程勘察院《连云港市西大堤拓宽改建工程工程地质详细勘察报告》相关内容,本工程道路范围内表层填土之下主要为第四系全新统(Q4)新近沉积的淤泥(浅滩区域),中部为上更新统(Q3)一般沉积的可塑的粉质粘土,底部基岩为元古界海洲群(Pt)片麻岩。
根据钻探揭示及结合原位测试、室内岩土试验等综合分析,场地土层自上而下可划分为5大工程地质层,12个亚层。
分述如下:
①1杂填土(Q4ml):
杂色,稍湿~很湿,结构松散,主要为粉质粘土夹大量石灰、碎石等组成,局部经人工压实后作为路基,硬质物含量大于20%,土质不均匀,堆填时间7年左右。
该层分布于原老路表层,局部分布。
层厚0.40~2.40米,平均厚度为1.40米。
①2抛石土(Q4ml):
杂色,稍湿~很湿,结构松散,主要为中风化片麻岩碎块,直径10~100cm不等,充填粘性土及砂土,结构松散,硬质物含量大于80%,土质不均匀,堆填时间7年左右。
该层分布于岸边护坡处、老海堤抛填路段以及K6+200~K7+000表层吹填后堆石段,分布不连续。
最大揭示厚度16.00米。
①3吹填淤泥(Q4ml):
灰色,饱和,流塑,高压缩性,无摇振反应,干强度与韧性低,局部可见少量的腐植物,具淤臭味,局部偶夹薄层稍密状粉土,土质不均匀,主要为粘土质土,属高灵敏度土,为欠固结土。
吹填时间小于5年。
该层分布于K1+580~K7+000吹填区域表层。
层厚2.00~8.10米,平均厚度为5.42米。
②淤泥(Q4al):
灰色,饱和,流塑,高压缩性,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度与韧性低,局部可见少量的腐植物,具淤臭味,局部偶夹薄层稍密状粉土,主要为粘土质土,属高灵敏度土,为欠固结土。
该层分布于淤泥质浅滩地貌单元。
顶板埋深0.00~8.10米,层厚2.90~12.90米。
②1细砂(Q4al):
灰黄色,饱和,松散-稍密,颗粒均匀,级配差,可见云母碎屑,分布不均匀。
该层仅在BJ3、BJ4、BJ22孔中分布,层厚0.70~3.90米,平均厚度为2.30米。
③粉质粘土(Q3al):
灰黄色、黄褐色,可塑,局部硬塑,中压缩性,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度与韧性中等,可见少量铁锰质结核和灰绿色次生粘土条带,为欠固结土。
该层分布于淤泥质浅滩地貌单元。
顶板埋深0.50~16.90米,最大揭示厚度4.90米。
③1粉质粘土(Q3al):
灰黄色、黄褐色,可塑,局部硬塑,中压缩性,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度与韧性中等。
该层仅在BJ5、BJ6、BJ7、BJ8孔中分布。
层厚1.0~9.80米,平均厚度为5.30米。
③2粉质粘土(Q3dl+el):
灰褐色、黄褐色,硬塑,局部可塑,中压缩性,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度与韧性中等,可见少量石英碎石,呈棱角状。
该层仅在J1、J2、J3、BJ1、BJ2、BJ3、BJ4、BJ5、BJ6、BJ11孔中分布。
层厚0.60~580米,平均厚度为3.20米。
③3中砂(Q4al):
灰黄色,饱和,中密,颗粒较均匀,级配一般,可见云母碎屑,分布不均匀。
该层仅在BJ5、BJ6、BJ7、BJ8孔中分布,层厚1.50~5.70米,平均厚度为3.58米。
⑤1全风化片麻岩(Pt):
灰黄色、灰白色,原岩组织结构已基本破坏,呈密实的砂性土夹粘性土状,其中长石,云母等已变成次生矿物,为极软、极破碎岩,岩体基本质量等级为Ⅴ类,干钻易钻进,带浆不宜取芯。
该层风化不均匀,厚度变化较大。
层厚0.30~1.90米,平均厚度为0.83米。
⑤2强风化片麻岩(Pt):
灰黄色、灰白色,风化强烈,结构已大部分破坏,可见鳞片粒状变晶结构,片麻状构造,主要矿物成分为长石、石英和少量云母,裂隙很发育,多充填粘性土,岩芯呈密实砂状、碎块状,取芯率60%~70%,干钻不易钻进。
属软岩,岩体极破碎~破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ类。
该层风化不均匀,厚度变化较大。
层厚0.20~11.30米,平均厚度为1.47米。
⑤3破碎状中风化片麻岩(Pt):
灰白色、青灰色,结构部分破坏,可见鳞片粒状变晶结构,片麻状构造,主要矿物成分为长石、石英和少量云母,裂隙发育,岩芯呈碎块状、短柱状,取芯率70%~80%。
岩石饱和单轴抗压强度平均值为35.60MPa,标准值为25.45MPa,属较硬岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ类。
仅在海岸一级阶地地貌单元揭示。
顶板埋深1.10~17.40米,最大揭示厚度2.80米。
1.3.4.2各土层物理力学性质指标
土的主要物理、力学指标
各土层主要物理指标平均值统计结果见下表。
表2-1各土层主要物理指标平均值统计结果表
层号
物理指标
压缩指标
渗透指标
ω
(%)
γ
(kN/m3)
e
IL
IP
a0.1~~0.2
(1/MPa)
Es0.1~0.2
(MPa)
KH
(×10-6cm/s)
KV
(×10-6cm/s)
3
78.7
15.5
2.076
2.02
27.8
2.12
1.52
5.04
2.58
②
65.4
16.0
1.796
1.41
27.3
1.84
1.58
4.85
2.13
③
26.0
19.8
0.705
0.42
14.5
0.36
4.92
6.05
4.90
③1
24.2
19.7
0.686
0.34
14.0
0.28
5.97
4.35
2.31
③2
21.7
19.4
0.684
0.15
13.9
0.24
7.32
6.09
3.97
土的抗剪强度指标
各土层抗剪强度指标平均值与标准值统计结果见下表。
表2-2各土层抗剪强度指标平均值与标准值统计结果表
层号
统计
指标
快剪
固结快剪
三轴试验
Cq
(kPa)
Φq
(度)
Ccq
(kPa)
Φcq
(度)
Cuu
(kPa)
Φuu
(度)
Ccu
(kPa)
Φcu
(度)
C’
(kPa)
Φ’
(度)
3
平均值
6.0
1.2
10.0
4.1
标准值
4.5
0.6
7.0
2.4
(6.0)
(1.4)
②
平均值
8.0
1.7
12.0
4.4
8.0
1.8
12.3
12.3
10.0
21.8
标准值
7.9
1.6
9.0
3.7
7.0
1.6
8.3
10.3
7.7
19.2
③
平均值
30.0
10.6
37.0
14.6
标准值
28.8
10.3
33.0
12.7
③1
平均值
30.0
11.6
标准值
27.2
11.1
③2
平均值
35.0
15.1
41.0
21.8
标准值
32.3
14.7
35.0
21.2
注:
括号内为经验值。
土的层固结系数
各土层固结系数统计见下表。
表2-3各土层固结系数统计表
层
野外
取样
各级压力下垂直固结系数Cv
各级压力下水平固结系数Cv
Pi压力(kPa)
Pi压力(kPa)
土样
50
100
200
400
50
100
200
400
土定名依规范
GB50021-2001
号
编号
深度
分类
m
X10-3cm2/s
X10-3cm2/s
2
J18-1
8.10-8.40
0.238
0.211
0.304
0.187
淤泥
2
J25-1
7.1-7.4
0.216
0.197
0.187
0.176
0.214
0.2
0.191
0.181
淤泥
2
J25-2
9.5-9.8
0.34
0.21
0.2
0.325
0.748
0.223
0.201
0.287
淤泥
2
J28-1
6.4-6.7
0.221
0.206
0.224
0.286
0.213
0.212
0.2
0.185
淤泥
2
J29-6
13.1-13.4
0.33
0.214
0.203
0.278
0.258
0.212
0.202
0.19
淤泥
2
J30-1
7.1-7.4
0.22
0.26
0.294
0.383
0.286
0.214
0.202
0.191
淤泥
2
J36-2
5.5-5.8
0.218
0.214
0.316
0.416
0.274
0.3
2.06
0.179
淤泥
2
J37-1
8.1-8.4
0.238
0.211
0.304
0.187
淤泥
2
平均值
0.253
0.215
0.254
0.280
0.332
0.227
0.509
0.202
淤泥
3
J25-5
14.7-15.0
0.362
0.245
0.246
0.287
0.314
0.269
0.297
0.211
粉质黏土
3
J28-6
14.6-14.9
2.04
0.821
0.224
0.216
2.1
0.834
0.222
0.236
粉质黏土
3
平均值
1.201
0.533
0.235
0.252
1.207
0.552
0.260
0.224
粉质黏土
3-2
J1-1
1.6-1.9
0.956
0.826
2.26
1.85
1.96
0.833
0.288
0.466
粉质黏土
3-2
J1-2
2.6-2.9
0.735
0.573
1.74
1.13
0.227
0.279
0.307
0.219
粉质黏土
3-2
J1-3
4.0-4.3
1.49
1.22
1.96
1.04
2.12
1.99
0.821
0.221
粉质黏土
3-2
J2-1
2.1-2.4
1.07
0.564
1.79
5.84
2.05
0.762
0.371
0.324
粉质黏土
3-2
J2-2
3.1-3.4
1.62
0.853
1.08
1.05
2.04
0.833
0.498
0.402
粉质黏土
3-2
J2-3
4.1-4.4
1.83
1.36
2.22
1.29
0.551
0.817
0.443
0.363
粉质黏土
3-2
平均值
1.284
0.899
1.842
2.033
1.491
0.919
0.455
0.333
粉质黏土
地基变形参数
地基变形计算参数统计见下表。
表2-4地基变形计算参数统计表
层号
土的重度γ(kN/m3)
各级压力KPa)下的孔隙比ei平均值
压缩模量
Es0.1~0.2
(MPa)
0
50
100
200
400
800
3
15.5
2.084
1.815
1.648
1.435
1.253
1.52
②
16.0
1.796
1.576
1.432
1.250
1.045
1.58
③
19.8
0.705
0.675
0.650
0.615
0.570
0.510
4.92
③-1
19.7
0.686
0.670
0.655
0.626
0.589
0.532
5.97
③-2
19.4
0.684
0.664
0.650
0.627
0.595
0.552
7.32
原位测试指标
原位测试指标分层统计见下表。
表2-5原位测试指标分层统计表
土层
编号
标贯试验N(击)
静力触探试验
qc(MPa)
重型动探加权
平均值N63.5(击)
十字板剪切试验(平均值)
平均值
标准值
Cu(kPa)
Cu′(kPa)
st
①2
36.2
①3
0.17
4.2
1.1
3.82
②-1
11.6
10.5
②
1.0
1.0
0.32
15.7
4.0
3.93
③
8.3
8.0
1.11
③1
7.4
6.2
③2
8.3
7.6
③3
18.4
17.4
⑤1
52.2
49.4
中压缩及回弹试验成果
中压缩及回弹试验成果平均值统计结果见下表。
表2-6中压缩及回弹试验成果平均值统计结果表
层号
野外土样编号
取样深度
先期固结压力Pc
自重应力
P0
OCR
压缩指数
Cc
回弹指数
Cs
固结评价
m
kPa
kPa
-
-
1-3
J29-1
3.1-3.4
2
18
0.11
0.737
0.094
欠固结土
2
J8-1
1.1-1.4
19
46
0.41
0.020
0.061
欠固结土
2
J13-2
2.1-2.4
5
71
0.07
0.518
0.068
欠固结土
2
J13-3
3.1-3.4
9
77
0.12
0.575
0.052
欠固结土
2
J15-1
11.3-11.6
19
66
0.29
0.508
0.044
欠固结土
2
J18-2
10.5-10.8
4
61
0.07
0.508
0.089
欠固结土
2
J37-2
9.5-9.8
3
83
0.04
0.056
0.094
欠固结土
3
J15-5
17.9-18.2
22
113
0.19
0.146
0.022
欠固结土
3
J22-6
15.1-15.4
37
93
0.40
0.126
0.016
欠固结土
3
J23-6
15.5-15.8
13
96
0.14
0.189
0.020
欠固结土
3
J30-7
15.5-15.8
24
94
0.26
0.120
0.020
欠固结土
3
J36-8
15.3-15.6
37
124
0.30
0.123
0.019
欠固结土
3-2
J1-1
1.6-1.9
42
35
1.20
0.110
0.027
超固结土
土的承载力基本容许值
路基土承载力基本容许值评价见下表。
表2-7路基土承载力基本容许值评价表
层号
层名
状态
地基承载力基本
容许值[fa0](KPa)
水泥土搅拌桩
qsi(kPa)
qp(kPa)
①1
杂填土
结构松散
150
①2
抛石土
结构松散
250
①3
吹填淤泥
流塑
30
7
②1
细砂
松散、稍密
120
15
②
淤泥
流塑
40
8
③
粉质粘土
可塑,局部硬塑
150
18
150
③1
粉质粘土
可塑,局部硬塑
160
18
160
③2
粉质粘土
硬塑,局部可塑
180
18
180
③3
中密
中密
200
22
⑤1
全风化片麻岩
土状、砂状
280
⑤2
强风化片麻岩
砂状、碎块状
350
⑤3
破碎状中风化片麻岩
碎块状、短柱状
2000
注:
qsi、qp分别为桩周土摩阻力特征值和桩端土未经修正的承载力特征值。
各土层地基承载力基本容许值[fa0]是根据土层物理力学指标、标准贯入试验成果和静力触探试验成果,并根据地区经验综合确定。
2试验段问题的提出
根据西大堤吹填土段路基拓宽的设计图纸,拓宽段部分位于原有爆破挤淤抛石边坡范围,部分在原有爆破挤淤抛石边坡外,经论证无法采用塑料排水板或粉体搅拌桩等特殊地基处理方案,前期拟在西大堤拓宽范围采用“进占法”机械挖泥抛石方案,同时利用侧分隔带解决新老路基不均匀沉降。
前期施工形成的断面如下图所示:
施工中发现继续向南拓宽机械挖泥后不能形成稳定基槽,抛石难以达到要求厚度,故拟开展150m(K2+050~K2+200)爆破排淤填石试验段施工,探索爆破排淤填石法在本工程的可行性。
3相关技术要求
根据设计文件,并结合专家的相关意见,本次试验段爆破后应达到的几个技术要求如下:
(1)爆破填石底面高程应达到±0.000;
(2)爆破完成并补抛后形成的断面如下图所示:
4爆破技术设计
4.1设计原则
根据“3相关技术要求”所述,并结合设
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- 关 键 词:
- 大堤 扩建工程 K0 0003 300 道路 污水 施工 淤泥 爆破 排淤填石 试验 专项 方案
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