青年公寓CFG桩复合地基设计与施工组织方案

北京绿地中央广场青年公寓楼 CFG 桩复合地基 设计与 施工组织方案 中集建设集团有限公司 二一年四月二十五日 北京绿地中央广场青年公寓楼 CFG 桩复合地基 设计与 施工组织 方案 审查 ： 审核 ： 编制 ： 张治晖 李江涛 中集建设集团有限公司 二一年四月二十五日 i 目 录 1、编制依据 . 3 1.1 设计图纸及地勘报告 . 3 1.2 相关技术规范 . 3 1.3 国家地方有关法规 . 3 1.4 其它文件 . 4 2、工程概况 . 4 2.1 工程简介 . 4 2.2 地层条件 . 4 2.3 地下水条件 . 5 2.4 地基处理范围与要求 . 5 3、 CFG 桩复 合地基设计计算与设计方案 . 5 3.1 设计参数选择 . 5 3.2 设计计算 . 5 3.2.1 复合地基承载力标准值的确定： . 5 (2)单桩承载力的确定 . 6 (3)复合地基沉降计算 . 6 3.3 CFG 桩复合地基设计方案 . 7 4、 CFG 桩复合地基施工组织设计 . 7 4.1 施工组织安排 . 7 4.2 施工步骤 . 8 4.3 施工工期及进度安排 . 8 4.3.1 施工工期 . 8 4.3.2 施工进度计划 . 8 4.3.3 进度管理措施 . 10 4.4 施工组织管理机构 . 10 4.5 劳动力组织 . 11 4.6 施工机械设备 . 11 4.7 水、电需用量计划 . 11 ii 4.7.1 水 . 11 4.7.2 电 . 11 4.8 主要材料计划 . 11 5、 CFG 桩施工方法及技术措施 . 12 5.1 施工准备 . 12 5.2 工艺流程 . 12 5.3 施工方法及技术措施 . 12 5.4 施工质量控制标准 . 错误 !未定义书签。 6、质量保证措施 . 14 6.1 CFG 桩施工控制点布置 . 14 6.2 工程质量要求 . 14 6.3 成桩质量保证措施 . 14 7、安全文明施工措施 . 15 7.1 安全技术措施 . 15 7.1.1 安全防护 . 15 7.1.2 临时用电 . 16 7.1.3 机械安全 . 17 7.2 文明施工措施 . 17 7.2.1 减少扰民措施 . 17 7.2.2 环境保护措施 . 17 7.2.3 其他措施 . 17 3 北京绿地中央广场青年公寓楼 CFG 桩复合地基 设计与施工组织方案 1、 编制依据 1.1 设计图纸 及地勘报告 (1)3段基础模板 图 ； (2)北京市勘察设计研究院有限公司 北京新里 .西斯莱公馆项目 19#地块东区 岩土工程勘察 报告 。 1.2 相关技术规范 (1)建筑地基基础设计规范 GBJ50007-2002； (2)建筑 地基处理 技术规程 JGJ79-2002； (3)建筑桩基技术规范 (JGJ 94-94)。 (4)建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB5020-2002； (5)建筑工程施工质量验 收统一标准 GB50300-2001； (6)建设工程施工现场供用电安全规范 GB50194-93； (7)施工 现场临时用电安全技术规范 JGJ46-88。 1.3 国家地方有关法规 (1)中华人民共和国建筑法 （ 1998年 3 月 1日） ； (2)中华人民共和国合同法 （ 1999年 10 月 1日） ； (3)中华人民共和国安全生产法 （ 2002 年 11月 1日） ； (4)中华人民共和国环境保护法 （ 2001 年 1月 3日）； 4 (5)中华人民共和国劳动法（ 1995年 1 月 1日）； (6)中华人民共和国消防法（ 1998年 9 月 1日）； (7)建设工程管理条例（ 2004年 2月 1 日）； (8)建筑施工场界噪音限值（ GB12523-90）。 1.4 其它文件 其它相关的图集、规范、标准等。 2、 工程概况 2.1 工程 简介 拟建工程名称为北京绿地中央广场，建设单位为北京绿地京城置业有限公司，工程设计单位为 北京 维拓时代 建筑设计 有限公司 ，总承包单位上海市第七建筑有限公司。 拟建工程位于北京市大兴区 新城北区的 19#地块 ，由 1栋地上 17层的 青年公寓及 3层裙房、 1栋地上 3 5层的配套商业及纯地下车库组成。 青年公寓楼位于中央广场南侧， 地上 17 层 ，地下 3层 ， 框 剪 结构 。 建筑物0.00 42.20m，基础埋深 15.90m 26.30m。 2.2 地层条件 根据甲方提供的北京市勘察设计研究院有限公司 北京新里 .西斯莱公馆项目 19#地块东区岩土工程勘察报告， 在本次岩土工程勘察的勘探深度范围内（最深 35.00m）的地层，按成因类型、沉积年代可划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，并按岩性及工程特性划分为 7个大层及亚层，现分述如下： 表层为人工堆积之一般厚度为 0.80 4.10m 的砂质粉土填土、粘质粉土填土 层，房渣土 、碎石填土填土 1层及粉砂 、细砂 填土 2层。 人工堆积层以下为新近沉积的粘质粉土、粉质粘土 层，砂质粉土 1 层及细砂、粉砂 2层 。 新近沉积层以下为第四纪沉积的粘质粉土、砂质粉土 层 ， 粘质粉土、粉质粘土 1层 及重粉质粘土 2层 ；细砂、中砂 层； 粉质粘土 、 粘质粉土 层，粘 5 质粉土、砂质粉土 1层，粘土、重粉质粘土 2层及细砂、粉砂 3层； 卵石、圆砾 层 及细砂、中砂 1层；卵石、圆砾层及细砂、中砂 1层 。 2.3 地下水条件 根据甲方提供的北京市勘察设计研究院有限公司 北京新里 .西斯莱公馆项目19#地块东区岩土工程勘察报告， 本工程岩土工 程勘察期间（ 2009 年 10月 中 旬）于钻孔深度范围内（最深至 35.00m）实测到 1层地下水，其静止水位标高为 12.6813.80m（埋深为 27.30 28.50m），地下水类型为潜水 。 2.4 地基处理范围与要求 根据设计文件， 青年公寓楼 持力层为 粉质粘土 、 粘质粉土 层， 根据地勘报告， 地基承载力标准值 fs,k=200kPa，不满足设计要求，需要进行地基加固处理。设计要求地基处理后复合地基承载力标准值 fka 400kPa。 3、 CFG 桩复合地基设计计算 与设计方案 3.1 设计参数选择 根据地质勘察报告和现场 情况，确定如下计算参数： (1)土的平均容重，取 =19kN/m3。 (2)要求地基处理后复合地基承载力标准值 fka 400kPa，基底土层为 粉质粘土 、 粘质粉土 层 ，承载力标准值 fs,k 200Pa。桩端土地层为卵石 层。 (3)端阻力标准值、侧阻力标准值参照地勘报告和设计规程取值。 (4)压缩模量参照地勘报告和设计规程取值。 3.2 设计计算 根据 设计要求和现场条件， 地基处理方案采用 CFG 桩复合地基方案， CFG 桩复合地基的设计计算参照 建筑地基处理技术规范（ JGJ79 2002） 进行。 3.2.1 复合地基承载力标准值的确定： kspkksp fmARmf, )1( Sde 13.1（正方形布置）； 22eddm 6 式中： fsp,k-复合地基的承载力标准值（ kPa）； Rk-单桩承载力标准值（ kN）； m-面积置换率； d-桩的直径（ m）， d 0.52m； de-等效影响圆的直径（ m）； S-桩间距（ m）； Ap-桩身横截面面积（ m2）； -桩间土强度发挥系数，本工程取 0.75； fs,k-处理后桩间土承载力标准值 (kPa)。 3.2.2 单桩承载力的确定 spisipppkLqUAqR 式中： qp-桩端端阻力特征值（ kPa）； Up-桩身横截面周长（ m）； qsi-桩周第 i 层土的侧阻力特征值（ kPa）； Li-桩周第 i 层土的厚度（ m）； sp-调整系数，取 sp 2.0。 根据以上公式计算成果见表 3-1。 表 3-1 CFG 桩设计参数表 位 置 桩径 （ mm） 置换率 m 设计桩 距 d (m) 桩长 (m) 有效桩长(m) 单桩承载力(kN) 处理后地基承载力（ kPa） 桩数 青年公寓楼 520 0.094 1.5 11.0 10.5 640.3 419 684 3.2.3 复合地基沉降计算 地 基 处 理 后 的沉 降验 算 按 国 家 标准 建 筑 地 基 基 础设 计规 范 （ GBJ50007-2002）的有关规定执行。 zep AF / 式中： Ae-基础底面积（ m2）； F-总荷载（ kN）； p-附加应力（ kPa）； 7 z-土体自重应力（ kPa）。 任意点的最终沉降可以采用角点法按下式计算： nni iiiisini iiiisissaZaZEpaZaZEpSS1 1101 11011 )()(式中： S-分层总和法求得得法桩基最终沉降量（ mm） n1-加固区范围内土层分层数； n-沉降计算深度范围内土层总的分层数； po-对应于荷载标准值时的基础底面处的附加应力（ kPa）； Esi-基础底面下第 i 层土的压缩模量，采用实际应力范围取值（ MPa）； Zi、 Zi-1-基础底面至第 i 层土、第 i 1 层土底面的距离（ m）； 1 ii aa、-基础底面计算点至第 i 层土、第 i 1 层土底面范围内平均附加应力系数； s-修正系数，取 s 0.2； -加固区土的模量提高系数，kkspff , 。 计算至 p=0.2z 处，采用计算机设计软件计算。经计算，最大沉降量、沉降差满足设计和规范要求。 3.3 CFG 桩复合地基设计方案 CFG 桩桩径 520mm，桩长 11.0m，有效桩长 10.5m，桩身细石混凝土强度等级为 C20，塌落度 180 220mm； CFG 桩面积置换率和设计桩间距见表 3-1，基本正方形布置，按面积置换率确定每个柱基下桩数，设计桩数 684 根。 桩顶设 200mm 厚碎石褥垫层，应碾压夯实，夯填度小 于 0.9，褥垫层层顶标高与基础垫层底标高 （绝对标高 26.30m） 相同，褥垫层每边需超出基础垫层边200mm。 桩基施工完毕后应进行 检测 。 如果基础底的地层（填土）力学性质较差，需要进行处理（如换填）。 4、 CFG 桩复合地基施工组织设计 4.1 施工组织安排 土方开挖至基础底标高以上 30cm， 范围为 CFG桩施工范围外扩 3.0m。 基底应 8 基本干燥，避免因机械设备行走造成对基底地基土的扰动 ； 该项工作由甲方在 CFG桩钻机进场前完成。 施工前进行测放线 ， 并报甲方及监理验线 。 对桩位进行统一安排 ， 顺序施工 ， 并及时安排成孔 土方清运 ； 桩基成孔及灌注需保证灌注混凝土及土方清运道路畅通 。 CFG桩成孔采用 1台钻机施工 。 因复合地基施工需在槽底施工，基坑开挖时应在不影响复合地基施工的区域预留坡道，以便成孔及清槽余土外运。 4.2 施工步骤 施工步骤为：土方开挖至基础底标高以上 30cm测放桩位、材料采购试桩施工桩基顺序施工清槽至桩顶标高凿桩头检 测褥垫层施工撤场。 4.3 施工工期及进度安排 4.3.1 施工工期 工程施工净工期为 25 天，按 24 小时施工 考虑。因现场条件不具备、遇到无法施工的天气、遇到地下障碍物、 设计 改变、受居民干扰及其他非乙方原因影响施工，工期顺延。 4.3.2 施工进度计划 具体施工进度计划见表 4-1。 表 4-1 施工进度计划表 项 目 工 期 （天） 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 25 施工前准备、测放线 CFG 桩施工 清土、凿桩头 检测、验槽 褥垫层施工 9 图 4-1 CFG 桩施工流程图 施工准备 测量放点 钻机就位 钻机成孔 原位钻 进排土 地泵、导管准备 砂浆润管 首灌埋管 连续灌注至设计标高 覆土养护 混凝土准备 砼质量检验 取试块 施工道路准备 测定孔口标高 测定孔深 清土、凿桩头 检测、验槽 褥垫层施工 10 4.3.3 进度管理措施 (1)实际落实进度管理的现场工作人员，做到任务明确，责任到人。由进度管理人员按项目结构对项目进行分解，确定管理目标，按目标要求管理进度。 (2)提倡并加快施工进度的技术方法、技术工艺，并建立相应的奖励制度，激励新方法新工艺的普及。 (3)现场各部门要相互配合，互相协调，进度管理人员要做 好协调工作，做到不因各部门配合不好而影响进度。 (4)遇到问题及时与甲方联系，在最短的时间内与甲方进行洽商和设计变更。 4.4 施工组织管理机构 为满足施工要求并确保质量、工期、安全及文明施工，使工程顺利进行，该工程按项目法组织施工，成立项目经理部，由具有二级以上资质的项目经理任项目经理，项目经理部组织结构如下图。 各部门职责为： 项目经理：负责工程的全面管理与指挥，认真履行合同，负责并完成本施工方案的顺利实施，签署各项指令和文件，组织并主持工程验收。 项目工程师 ：负责项目的技术方案编制和审定，指导和处理在施工过程中所遇到的一切技术问题 ， 负责施工管理 ， 对现场施工进度、质量、安全、人员和施工机械的调配等项工作，作好项目经理的技术助手。 质检员：负责现场施工进度、质量，负责施工中资料的管理，协助项目工程师参与施工过程的管理。 项 目 经 理 项 目 工 程 师 工 长 材 料 员 安 全 员 质 检 员 11 材料员：负责施工的一切后勤保障工作，及材料采购、设备保养维修。 安全员： 负责工程现场施工及与之有关的一切安全事务。 4.5 劳动力组织 (1)长螺旋钻机机上人员 6人 (2)压灌人员 4人 (3)清土、凿桩头 15人 (4)电工 1人 (5)测量工 1人 (6)其它 6人 共计 33 人 4.6 施工机械设备 序号 设备名称 型号 单位 数量 备注 1 长螺旋钻机 ZKL800 台 1 功率为 110kw 2 高压砼灌注泵 50型 台 1 功率为 90kw 3 电焊机 BX1 300 台 1 功率为 20 kw 4 小型挖掘机 55型 台 1 5 小型运输车 辆 3 6 手推车 双轮 辆 5 7 乙炔、氧气 套 1 8 测量仪器 套 1 4.7 水、电需用量计划 4.7.1 水 经计算现场临水管线需要 25供水管线，水压力满足施工要求。 4.7.2 电 经计算施工用电高峰是在 CFG 桩钻孔压灌施工中，要求电源容量不低于400kvA。 4.8 主要材料计划 C25混凝土： 4730 m3。 碎石： 785m3。 12 5、 CFG 桩施工方法及技术措施 5.1 施工准备 (1)开工前，施工现场要达到“三通一平”，场地平整度可达钻机移动。 (2)设置水电源：东西两区每区施工现场设置水源和电源各两处，水、电满足要求。 (3)放桩位线，并报请甲方和监理校核。 (4)根据施工方案检查各种施工设备是否完好，做好开工前的准备工作。 (5)根据现场条件合理布置施工设备及各 种材料的堆放场地。 (6)对所有施工人员进行安全教育和施工技术交底。 5.2 工艺流程 CFG桩的施工工艺采用长螺旋钻机机械成孔、中心压灌成桩法施工。 施工工艺流程为：钻机就位钻孔终孔至设计深度压灌混凝土提钻并压灌砼至孔口。 5.3 施工方法及技术措施 (1) 桩位放线 施工前进行测放线，放线按设计布桩图进行放线，误差不超过 5cm。放线完成需报甲方及监理验线，合格后进行桩的施工。 (2)钻孔 桩的成孔采用长螺旋钻机成孔，对桩位进行统一安排，顺序施工，并及时安排成孔土方清运；桩基成孔及灌注 需保证灌注混凝土及土方清运道路畅通； 钻孔要求为： 钻孔达到设计深度。 垂直度要求小于 0.5。 施工中遇见地下障碍物应立即停钻，及时报告，处理完毕后方可继续施工。 (3)压灌砼成桩 CFG桩成桩采用中心压灌成桩工艺。 桩身砼砼为 C25， 采用商品砼，坍落度为 160 200mm，应根据现场的施工情 13 况预约，运至现场后，施工人员应及时进行浇灌，浇灌时要注意掌握桩顶标高。每次浇灌前工长应提前联系好，并做好浇灌前的准备工作。 主要技术措施： 压灌砼冲开阀门桩底提钻高度小于 30cm; 一次提钻高度小于 25cm，混凝土埋钻高度大于 1.0m； 成孔验收合格后，应尽快灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求； 保证桩身混凝土至少 24小时养护，避免扰动； (4)清土与凿桩头 成桩后 （达到强度 50%，即在成桩 2 3天后） 应及时清土，避免因桩身强度提高较大时，剔桩困难 。 清土采用小型机械设备 或 人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动 。 清土预留至少 5cm人工清除，找平 。 清槽后人工 凿桩头 ，采用 3 根钢钎间隔 120或 2 根钢钎按同一水平面对称放置，沿径向楔入桩体， 直至上部桩体断开。每个柱基四角处的四根桩，使用短钢钎（ 20cm 左右长），在与边坡呈 45角方向按同一水平面对称设置 2 根，将桩头断开，桩顶采用小钎修平。 如果 因 凿桩头 造成桩顶开裂、断裂， 低于设计桩顶标高 10cm以上的需进行补救，接桩至设计标高。补救按图 5-1 所示方法，接桩至设计桩顶标高。注意在接桩头过程中保护好桩间土。 桩剔 平 凿 毛 ，用水冲洗干净dd 2 0 0与桩体材料、配比相同的混合料图 5-1 接桩头示意图 14 (5)褥垫层铺设 复合地基施工、检测合格后，进行褥垫层施工 。 褥垫层材料 采用 10 20mm碎石，最 大粒径不大于 30mm。 褥垫层分两次铺设，每次先需虚铺 11 12cm 左右，采用平板振动仪振密，平板振动仪功率大于 1500w，压振 23 遍，控制振速，振实达到 20cm。 6、质量保证措施 6.1 CFG 桩施工控制点布置 施工阶段 检查项目 检查手段 检查部门 报验部门 钻机对位 桩位点撒白灰，钉桩，钻机停靠稳固，钻杆对位准确、垂直 经纬仪 水平尺 测量组 监理 钻机成孔 钻速均匀，进尺控制 工程部 钻机终孔 终孔深度 水准仪 质检组 监理 导管连接 导管连接牢固，封闭密实，地泵运转良好 工程部 混凝土 原材检验，配合比等资料齐全，坍落度及和易性满足要求 坍落度筒 资料组 质检组 监理 压灌砼 砂浆润管，正常埋管，连续灌注，埋管深度大于 2m 工程部 监理 清土 人工结合小型机械 工程部 凿桩头 采用钢钎水平截断，桩头完整，无裂缝 测量组 工程部 褥垫层施工 材料检验，密实度，垫层厚度 测量组 质检组 监理 6.2 工程质量要求 (1)原材料和混凝土强度、配比保证符合设计要求和施工规范的规定。 (2)钻机水平偏差 5cm，垂直偏差 0.5。 (3)桩径允许偏差： 20mm。 (4)桩位允许偏差： 0.4d。 (5) 压灌砼冲开阀门桩底提钻高度小于 30cm。 (6) 一次提钻高度小于 25cm，混凝土埋钻高度大于 1.0m。 6.3 成桩质量保证措施 (1)建立以生产管理为领导的施工、技术、材料、安全和质量管理小组，开展 15 质量教育工作，使每个职工都树立良好的质量意识。每道工序严格把关，保证施工质量，以优质高速完成工程。 (2)技术部门测量员要对轴线、 CFG桩位置、进行复核，确保每根桩位置都符合设计要求，定位正确。 (3)质检人员要对施工的每一道工序均认真进行复核，严格监督施工 人员以设计要求和施工验收规范进行施工，做好隐蔽工程验收工作。未经专人检查签字不得开钻及钻机移出孔口和压灌。 (4)材料员要严格把材料关。每批材料进场必须有质量保证书，并按规定进行复核，有权对不符质量要求的材料勒令退场。 (5)安全员要负责施工现场安全保卫工作及现场文明施工。 (6)试验员要严格掌握混凝土配合比的正确性，对加料情况监督，督促按规定做好试块及进行养护。 (7)工程部门要全面负责生产的每一环节和每道工序的质量情况，组织好施工。 (8)严格按操作规程施工，作好钻孔及压灌记录。钻机就位后专人签字后方可开钻。终孔后，专人检查孔位、孔深合格后方可下导管压灌砼，退出钻机。 7、安全文明施工措施 7.1 安全技术措施 7.1.1 安全防护 (1)设立管理组织体系，委派专人负责工程项目的有关安全、防火工作，专人应了解各工种的安全操作规程、特种作业人员的审证考核制度，各级安全生产岗位责任和定期安全检查制度、安全教育制度等。 (2)应严格按有关安全要求施工。 (3)施工前应对管理人员、施工人员进行安全生产进场指导，介绍有关安全生产管理制度、规定和要求。 (4)施工期间必须严格遵守安全施工、防火管理的各项规定，接受 公司的督促、检查和指导。 (5)在施工操作过程中的个人防护用品，应督促施工现场人员自觉穿带好。对 16 所处的施工区域、作业环境、操作设施设备、工具用具等必须认真检查，发现隐患立即停止施工。 (6)有关机械设备、脚手架等设施，在搭设、安装完毕提交使用前，应按规定验收，严禁在未经验收或不合格的情况下投入使用。 (7)借用的各种设备以及工具等经借入方验收合格后方验收合格后方可使用。 (8)对施工现场的脚手架、各类安全防护设施，安全标志和警告牌不得擅自拆除、更动。如确需要拆除更动的，必须经工地施工负责同意，并采取必要、可 靠的安全措施后方可拆除。 (9)特种作业必须执行国家特种作业人员安全技术培训考核管理规定。 (10)必须严格执行各类防火、防爆制度，易燃易爆所严禁吸烟及动用明火，消防器材不准挪作他用。冬季施工如必须采用明火加热的防冻措施时，应取得防火主管人员同意，落实防火、防中毒措施，并指派专人值班。 (11)电气设备在使用前应先进行检测，如不符合安全规定应及时向有关负责人提出，整改后方能使用，违反规定擅自乱拉电气路造成后果均由肇事者或单位负责。 7.1.2 临时用电 (1)所用施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用 设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线，地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。 (2)电缆、高压胶管等要架空设置，钻机行走时，一定要有人提起电缆