某CFG桩地基处理施工组织设计.doc

方庄 区7高层住宅工程地基处理（CFG桩）施工组织设计方案北京 程有限公司2001.3施工组织设计审批表（或施工方案）工程名称 楼结构形式现浇剪力墙面积46155m2层数30/3建设单位北京城市开发集团一分公司施工单位城建四公司五项目部编制部门北 械工程公司编制人许大伟编制时间2001年3月22日报审时间2001年3月27日审批部门城建 技委审批时间2001年3月28日审批人 审批意见：（填写讨论的主要结论包括应修改的部分） 同意按此设计执行，施工中应严格控制CFG桩的成孔、混和料的下放等工序，并按规定做桩荷载试验。编制说明方庄芳群园一区7高层住宅工程地基处理设计方案根据甲方提供的方庄芳群园一区7高层住宅工程资料，结合我公司施工经验编制而成，主要编制依据材料有：1.建筑地基处理技术规范（JGJ7991）2建筑地基基础设计规范 （GBJ789）3建筑桩基技术规范（JGJ9494）4北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ50192）5水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基技术规定（Q/TY061997）6机械工业部勘察研究院提供的北京方庄居住区芳群园高层岩土工程勘察报告（详勘）7中国建筑北京设计研究院提供的北京方庄居住区芳群园一区住宅楼基础平面图8土力学与地基基础（陈晓平主编）9地基处理技术（阎明礼主编）10桩基设计指南（林天键等主编）目录一 工程概况二 场区工程地质条件及水文地质条件（一） 工程地质条件（二） 水文地质条件三 复合地基方案选择（一） 复合地基桩身材料选择（二） 复合地基成桩方案的选择四 复合地基设计方案（一） 复合地基设计依据（二） 设计方案（三） 褥垫层设计（四） 复合地基变形验算五 复合地基施工组织设计方案（一） CFG桩施工工艺（二） CFG桩施工准备（三） CFG桩施工技术方法六 质量保证体系及措施（一） 质量目标（二） 质量管理组织机构（三） 质量保证措施七 安全目标及措施（一） 安全管理目标（二） 安全管理组织机构及主要职责（三） 安全管理及保证措施八 环境保护及文明施工（一） 环境保护（二） 文明施工九 整理资料附：方庄芳群园一区地基处理CFG桩施工进度计划表方庄芳群园一区A座楼地基处理CFG桩平面布置图方庄芳群园一区B座楼地基处理CFG桩平面布置图方庄芳群园一区C座楼地基处理CFG桩平面布置图一 工程概况拟建方庄 7#高层住宅楼工程，位于北京市方庄居住区芳群园西北角，西临蒲芳路。拟建住宅总用地面积23514m2，总建筑面积108300m2，由A、B、C三座高层住宅楼组成，其中A座西塔楼和B座东西塔楼都是由地上30层，地下3层，高度87.90m；A座东塔楼和C座都是地上25层，地下3层，高度73.65m。高层住宅楼为全现浇剪力墙结构，基础埋深约为12.91m，基底压力约为430KPa。本工程0.000m=42.20m。二 场区工程地质条件及水文地质条件（一）程地质条件根据机械工业部勘察研究院提供的北京方庄居住区芳群园高层住宅岩土工程勘察报告（详勘）资料，拟建场地地形基本平坦，地貌单位属于永定河冲洪积扇，自然地面标高40.82m-41.82m，主要地层土质情况如下：1.质粘土素填土：黄褐色，硬塑，稍密，湿。以粉质粘土为主，含少量砖渣、灰渣等杂物，土质不均匀。场地大部分地段该层夹有杂填土1：褐色，含有较多的砖块、灰渣、砼块等杂物，粉质粘土充填其中，成分较杂乱。该层层厚0.8m-3.20m,层底标高37.95-40.20m。2.粘质粉土：褐黄色，稍密中密，湿。含较多的去母细屑，见氧化铁斑痕，偶见小钙质结核。压缩模量Es=8.04Mpa，属中压缩性。该层中夹有粉砂透镜体2，场地绝大部分地段该层顶部分布有粉质粘土1。该层层厚0.30-3.20m,层底埋深为2.50-4.50m,层底埋深为2.50-4.50m,层底标高为36.71-38.72m。3.粉质粘土1：褐黄色，硬塑，含有少量小球状锰质结核，土中高压缩性，局部为高压缩性。该层多以夹层形式分布分布于砂质粉土层顶面。4.粘质粉土：褐黄色，中密，湿饱和。本层以粘质粉土为主，局部地段逐渐相变为粉质粘土，含去母碎屑，见氧化铁条痕。压缩模量Es=8.27Mpa,属中压缩性。在场地东部的A座住宅地段及场地南部地段的多层住宅地段该层中夹有粉砂1层。该层层厚1.90-4.30m，层底埋深6.00-7.00m,层底标高34.00-35.17m。5.粉砂1：褐黄色，中密，湿。含较多的云母碎屑，颗粒均匀，较纯净，长石石英质。6.粉质粘土：黄褐色，局部地段为褐灰色，可塑，含少量钙质结核，见氧化铁条纹。压缩模量Es=8.89Mpa,属于中压缩性。该层层厚2.00-4.30m,层底埋深8.70-10.70m,层底标高30.51-32.92m。7.中砂：褐黄色，密实，湿饱和。砂质较纯净，底部含个别圆砾颗粒，长石石英质，该层具有明显的沉积韵律，从上至下砂粒逐渐变粗。该层顶部普遍分布有细砂1层，而且层中夹有较多的粘质粉土透镜体2。该层层厚4.90-8.10m,层底埋深15.30-18.00m,层底标高23.11-25.90m。细砂1：褐黄色，密实，湿。8.粘土：褐红色，可塑，湿，含氧化铁条纹。压缩模量Es=9.80Mpa,属于中压缩性，该层层厚3.00-5.90m，层底埋深20.60-21.80m，层底标高19.64-20.57m。9.圆砾：杂色，密实，粒径多在0.5-2之间，卵石含量约为2025%，最大粒径6cm,中粗砂充填。局部地段该层顶部分布有中粗砂1透镜体。该层层厚2.50-4.20m，层底埋深23.50-25.20m,层底标高16.01-17.80m。10.卵石：杂色，密实，粒径一般多在24cm之间，最大可达10cm，颗粒呈亚圆形，颗粒间主要由粗砾砂充填。局部地段该层中夹有重粉质粘土以及砾砂透镜体。该层中多分布有圆砾1夹层或透镜体。(二)水文地质条件本场区地下水静止水位埋深14.50-15.80m，水位标高为25.16m-26.70m，属于潜水。本场区地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。三.复合地基方案选择(一)复合地基桩身材料选择一般复合地基桩身材料有散体桩，包括碎石桩、砂桩、渣土桩等；柔性桩，包括灰土桩、水泥土桩、二灰桩等；刚性桩，包括CFG桩、素混凝土桩等。由于本工程基底压力较大，单桩承载力高，需要较大的桩身强度，对于散体桩和柔性桩，其桩身强度一般不超过3Mpa,显然桩身强度不能满足要求，并且散体桩本身没有粘结强度，主要是靠周围土的约束来传递基础传来的垂直荷载，围压对桩体强度和桩体模量有影响，而对CFG桩的影响不大，为此须采用CFG桩或素混凝土桩。CFG桩与素混凝土桩的区别是：在素混凝土中加入粉煤灰，既是细骨料，又有低标号水泥的作用，能增加混凝土的和易性，而且能使桩体具有明显的后期强度，另外CFG桩复合地基的模量大、建筑物的沉降量小，从而本工程采CFG做为桩身材料。（二）复合地基成桩方案的选择复合地基成桩方法一般有挤土法、取土法和部分挤土部分取土法。挤土法通常适用于松散无水的土层，通过挤土的作用使桩间土挤密加固，本工程原有地基土为中低压缩性土，不宜采用挤土法成桩，宜采用取土法成桩。取土法成桩又有众多的成孔工艺，如长螺旋钻进法、冲击钻进法、泥浆护壁回转钻进法等，冲击钻进法成孔效率低、噪音污染严重；泥浆护壁回转钻进法成孔的废泥浆对环境的污染较大，而长螺旋钻进法设备简单、施工方便、振动小、噪音低、无环境污染、工期短，考虑地层土质条件、基坑内作业及周围环境影响，本工程宜采用长螺旋泵压混凝土法施工。四.复合地基设计方案(一)复合地基设计依据1建筑地基处理技术规范（JGJ7991）2建筑地基基础设计规范（GBJ789）3建筑桩基技术规范（JGJ9494）4北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ50192）5水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基技术规定（Q/TY061997）6机械工业部勘察研究院提供的北京方庄居住区芳群园高层住宅岩土工程勘察报告（详勘）7中国建筑北京设计研究院提供的北京方庄居住区芳群园一区住宅楼基础平面图8土力学与地基基础（陈晓平主编）9地基处理技术（阎明礼主编）10桩基设计指南（林天键等主编）（二）设计方案1.地层主要参数地层名称桩周摩阻力(qs)KPa桩端承载力（qp）KPa地层厚度（m）中砂层805.1粘土层404.0圆砾层12025000.22.选择桩径为400mm。3.选择桩端持力层，选圆砾层为桩端持力层，桩长以桩尖进入层，有效桩长为10.0m,保护桩长为0.70m。4.单桩承载力计算Rk=（DqsiLi+Apqp）/k式中：Rk单桩承载力（KN）;D桩径D400mm;qsi桩周摩阻力（KPa）;Ap桩端面积Ap=r2；Li地层厚度（m）经计算Rk=633.586KN则取Rk=600KN5.求置换率复合地基承载力标准值按500KPa考虑，则根据公式：fsp=mRk/Ap+（1m）fk式中：fsp复合地基承载力KPa m置换率 Rk单桩承载力Rk=600KN fk桩间土承载力fk=300KPa 强度发挥率=0.9 经计算:m=0.0516桩间距的确定布桩按正方形布置，则由m=d2/de2计算出桩距为:s=1.57m,取s=1.60m7桩数共布桩1420棵（角点处加密），其中：A栋楼566棵；B栋楼571棵;C栋楼283棵。8桩顶平均应力p=fsp.k-(1-m)fk/m=4777.7KPa9桩顶平均荷载=pAp=600.34KPa10桩体强度标准值R283p, p取4779.8KPa式中R28：混合料（或混凝土）试块（边长150mm立方体）标准养护28d，无侧限抗压强度值，考虑施工影响因素，因此选CFG料强度C20。（三）褥垫层设计1.褥垫层设计的目的a.保证桩、土共同承担荷载；b.调整桩、土荷载分担比；c.减少基础底面的应力集中；d.调整桩、土水平荷载的分担。2.褥垫层参数如下a.褥垫层厚度：15cm;b.褥垫层顶面标高：12.91m;c.褥垫材料：人工级配的砂石；d.褥垫施工：采用平板振捣器，往复振捣三五遍；e.夯填密度：Dh0.87(虚铺17.3cm，压实15cm)，压实系数0.96,须满足有关垫层做法的规范；f.桩、褥垫层和基础关系图：(四)复合地基变形验算：1.复合地基变形计算方法：复合地基沉降计算中，通常有复合模量法，应力修正法，桩身压缩量法及桩基规范法。2.沉降计算：本工程采用桩基规范法进行计算，荷载按竖直均布荷载考虑，基础埋深按照12.85m考虑，基础宽度A:19.5m,B:19.8m,C:19.8m,基础长度A:68.95m,B:69.22m,C:34.2m。沉降计算浓度取附加应力与自重应力的比值为20%作为沉降计算的下限。沉降计算深度(Z): (Rk-z)z=20%其中:Rk=500KPa =20KN/m3计算得:z=20m,故沉降计算深度为地表下32.91m桩土应力比:n=Rk(Apfp)计算得n=16模量提高系数量:=1+m(n-1)其中: 桩间土强度提高系数，=1； m面积置换率，m=0.0511; n桩土应力比，n=16计算得=1.77利用公式:S=S1+S2=(OIhi)(Esi)+ (pOjhj)Esj (I:1-N,j:1-n)加固土层厚度加权平均压缩模量:Esp=18.78MPa加固土体复合压缩模量:Esp=m(n-1)+1Es经计算 Esp=31.92MPa经验沉降系数=0.4经计算:S=42.2mm60mm满足设计要求。五.复合地基施工组织设计方案(一)CFG桩施工工艺采用2台长螺旋钻机成孔，管内泵压混合料成桩，其优点是施工设备简单、施工方便、振动小、噪音低、无环境污染、施工工期短、效率高，缺点是用电量大，须保证近130KW电力供应。具体参见CFG桩的施工工艺流程图。现场三通一平施工设备进场测量放线定桩位质检钻机定位钻至设计深度商品混凝土泵压混凝土至设计标高质检养护测量至设计标高凿桩头成桩CFG桩的施工工艺流程图（二）CFG桩的施工准备1.场地平整，施工用水、电接至基槽边。2.根据施工的要求接好电源及水源，要求甲方提供施工用电每套设备不少于155KW，提供不少于10t/h的水源。3.提供施工车辆进出厂道路畅通。4.考虑钻机施工作业面，基槽底线应外放1.5m(以甲方要求和监理验线为准)。5.由于桩顶设置15cm褥垫层，因此土方开挖时，可挖至12.31m后进行CFG桩施工。6.总包单位提供基础边轴线控制点及高程控制点，为我方地基处理桩位放线及测定桩顶标高提供依据。(三)CFG桩施工技术方法1.桩位布设及质量要求根据芳群芳园一区高层住宅楼CFG桩施工桩位图及建设方提供的轴线为基准线进行布设桩位，经监理验收合格后，用钢钎打入地下30cm-50cm后注入石灰粉以做标记。放点精度5cm,测角精度20，场地高程测量误差5cm 。2.成桩工序的质量要求桩长允许偏差200mm;桩径允许偏差20mm;垂直允许偏差1%;桩位允许偏差D/2;桩顶标高允许偏差100mm。3.桩工艺要求a).造孔深度视持力层埋深而定，应满足设计桩长；若达不到设计持力层应适当的加深钻孔，直到设计地层。b).现场使用2台HBT60型泵，泵压为6.0Mpa。使用时，泵工应密切注意各个仪表，确保泵压达到正常。c).混合料下到孔底后，每打一次泵钻具提升20cm-25cm,并始终使钻头在混合料下面50cm左右，以防断桩。对砂层部位，提钻应控制在20cm。d).要求对每一辆商品砼都应做到检查，应在有效时间内压灌入孔中，现场都应有明确记录。e).提钻与泵送配合每次钻进至标高后，司钻应先将钻具提升20cm-30cm,以利于活门打开，同时通知泵工打泵。现场设有专职人员负责司钻与泵工的联系。f).首盘料灌注前，因管道比较干燥，混合料容易失水，堵塞管道，因此灌注前应先使用砂浆润滑管道，然后再泵入混合料。g).灌注过程中若达不到设计标高时应及时处理，若混合料超出地下水位，则采取从孔口补灌的方法，若混合料低于地下水位，补灌时泵送管应插入混合料液面下0.5m，确保不断桩。4.桩头处理CFG桩施工完毕，待桩体达到一定强度（一般7天左右），方可进行开槽，槽底余土清理时确保不碰断桩体及不扰动桩间土。剔除桩头用人工完成，桩顶应修平，严禁出现斜面、裂缝；如因剔桩导致桩头混凝土出现裂缝、缺口，应严格按混凝土补缺规范修补，断面凿毛，刷素水泥浆后用C25混凝土填补并振捣密实。桩顶标高允许误差100mm。5.工程质量控制（1）.砼浇注期间，每天班制作混凝土试块一组，进行28d强度试验。（2）.成桩15d后做竖向静载试验，单桩竖向静载试验数量按设计要求做总桩数为51%，试验严格按照国家标准建筑地基基础设计规范（GBJ789）。（3）.CFG桩桩体材料中碱集料含量应满足国家相关规范标准。六.质量保证体系及措施(一)质量目标优选施工及管理队伍，高标准严要求；分部分项工程一次交验合格率100%；分部分项工程一次交验优良率在90%以上；工程质量优良。（二）质量管理组织机构为了保证工程质量，建立完善的质量保证体系，为实现质量制的关键。为此，将成立以总工为首的质量保证体系，人员机构设置见图：总工技术负责测量员材料站试验室质检员质量管理组织机构人员机构设置图总工程师为质量体系总负责人，对工程质量总负责。主要职责有对施工方案的审定、重要工序的控制、质量方案的审定。技术负责主要从事各项工程质量的日常检查。主要职责是：发现并制止违反规范及操作规程有关项目，对现场的问题进行处理等。测量队设队长一名，由测量工程师兼任，设队员56人，配备全站仪、计算机、水准仪等全套测量设备，负责现场的施工测量、放样与检测工作。试验室有专门的国家级试验室，负责对该工程的材料及试样进行试验和测试等工作。质检员负责现场的质量监督及检查工作等。（三）质量保证措施1.牢固树立“百年大计，质量第一”的思想，严格按质量保证体系有关程序文件执行。全面开展质量管理意识教育，把质量看成是提高企业信誉和经济效益的重要手段，牢固树立对工程质量负责、对业主负责的思想，贯彻生产必须抓质量的原则，把工程质量作为考核干部和队伍的一项重要指标。2.在加强作业队自检、互检和专检的基础上，公司技术设计部和质量管理部还要定期对工程进行联合检查。3.对施工中易发生的质量通病，采取有针对性的措施，详细交底，并监督检查。4.做好各施工环节的质量检查，严格执行技术交底制、隐蔽工程验收制，坚持三检制及岗位责任制。设专、兼职质检员，严格检查施工班组的施工质量，出现任何质量事故时，应及时填写质量事故报表，组织质量事故分析会，并按规定及时上报。5.按监理要求，技术、质检员分期呈报工程报验单及有关质检资料，对监理提出的质量问题及时传达到施工班组，并监督班组进行整改。6.做好测量放线，按甲方交给的基线测定开挖线，并经甲方复核确认无误后，方可进行施工。7.坚持按图纸施工，工程设计变更一律以设计单位书面通知为准，任何口头通知无效。工程洽商问题在办好签证后再施工，不得擅自施工。8.所有机械设备材料必须符合标准，并具有出厂合格证，严格按现行规范进行验收。9.项目经理部专门设在工程技术处，对各项工程进行技术负责把关，每道工序制定岗位职责，以确保工程质量达到优。10.实行技术岗位责任制，主要技术及特种工种操作人员必须持证上岗。11.严格遵守技术操作规程，按设计施工，积极支持配合监理工作。12.技术人员在开工前向全体人员作详细技术交底。13.充分考虑可能影响工种的不利因素，提出并作好相应的补救和处理措施。14.严把材料进场，搞好复检、抽检，确保材料质量。15.严格贯彻技术交底，技术复核、自检、互检和隐蔽工程验收等技术管理制度。技术检查复核的基本内容有：位轴线尺寸、桩的数量和位置。混凝土标号、配合比。钻孔的深度等。16.做好砼试块，每天做一组试块。七.安全目标及措施（一）安全管理目标执行安全管理制度及措施，以确保安全施工、无事故发生。（二）安全管理组织机构及主要职责施工现场安全监督人员负责检查安全生产规章制度执行落实的情况，定期召开安全生产会议，促使人人重视安全生产，对现场的安全生产负责。各施工小组安全员则应具体负责该分项工程施工过程中的设备安全、人员安全等，对该分项工程的安全措施进行督促实行和检查。（三）安全管理及保证措施建立以项目经理为首的有专职安全员及各专业工长、施工班组长等人员参加的安全领导小组，负责施工现场安全及文明生产的管理。监督和协调工作。贯彻“安全第一，预防为主”的方针，现场安全领导小组应定期组织现场安全文明生产检查，发现问题及时整改。建立现场保卫小组，落实防盗措施，并由我院保安部门协助项目组搞好治安、消防及保卫工作。1.人身安全（1）加强安全教育，严格执行安全生产的各项规章制度，现场设专职安全监督员，各作业班组有专人负责安全管理，把日常安全管理监督与定期检查结合起来，定期组织职工学习安全生产知识和各种规章制度、安全操作规程等。（2）凡进入施工现场人员必须戴好安全帽。（3）机械所用电缆均要采取安全措施，避免车辆碾压，以防止人员触电。（4）设备装吊或钻机移位时，应按负荷选择索具。严禁吊钩吊人，起吊物体不准在吊物下站人，更不得在物体上站人；起重机的臂下严禁站人。（5）抬运重物时，避免碰人。灌砼后的钻孔要盖好，防止人员掉入。2.用电安全（1）现场配电、接线必须电工进行，电工必须持证上岗。电工操作必须穿戴必要的绝缘保护用品。（2）现场使用的电气设备、线缆等，在使用前均需进行检查其绝缘性能，不符合要求者，严禁使用。（3）电系统必须实行分级配电。各类配电箱、开关箱的安装和内部设计必须符合有关规定。箱内电器必须可靠、完好，其选型、定值要符合规定。配电电器、电缆应满足用电荷载要求，严禁超负荷用电。（4）电气设备要采取防雨、防水措施，以免因雨、水损坏绝缘。（5）独立的配电系统必须采用三相五线制的接零保护方式。各种电气设备和电力施工机械的金属外壳必须采取可靠的接零或接地保护。（6）电焊机应单独设开关。外壳必须做接零或接地保护。一次线长度应小于5米，二次线长度应不小于30米，两侧接线应压接牢固，并安装可靠的防护罩。焊把线应双线到位，不得借用其它金属物。焊把线应绝缘良好。电焊机设置地点应防雨、防潮、防砸。从事电焊操作人员必须配戴符合规定的绝缘防护用品。（8）手持电动工具应符合国家有关标准和规定。工具的电源线、插头和插座应完好，其外绝缘应完好无损。（9）现场照明必须按规定布线和装设灯具，并在电源一侧加装漏电保护器。（10）移动、检修电器设备必须先切断电源，严禁带电操作。（11）现场施工人员不得随意操作与自己工作无关的电器设备。（12）对现场用电线路、设施进行定期检查，及时发现、消除事故隐患。（13）对于施工现场及其周围的高压线、变压器等要有醒目的安全标志。3机械设备安全（1）现场所用设备布局合理、安装牢稳，周正，清洁，符合规范要求。（2）定期对使用设备进行维护保养，保证不带病运转，设备完好率达到100%。（3）严格按规程进行操作，发现机械故障及时处理，不得硬行运转，以免损坏、降低设备使用寿命或造成其它的损失。（4）施工中遇地下障碍物，必须请甲方清除后方可钻进，不得强行钻进，防止损坏设备。（5）灌注设备用完后，必须用水冲洗干净，以免残浆凝固，并禁止大锤敲打，损坏设备。4.交通安全（1）进出现场的车辆在现场道口要有人指挥、疏导，避免交通堵塞和交通事故。（2）车辆要严守交通规则。（3）施工现场内车辆应慢行。5.防火安全（1）对于材料和设备储存的仓库或堆放