延庆县医院后勤科研楼CFG桩复合地基方案.doc

延庆县医院改扩建工程后勤科研办公楼CFG桩复合地基设计方案目 录1工程概况12工程地质及水文地质条件12.1地形地貌12.2主要地层岩性12.3地下水23地基处理方案选择33.1选择原则33.2方案选择34CFG桩设计及验算34.1设计依据的主要规范及资料34.2施工设备和施工工艺的选择44.3CFG桩复合地基的参数确定44.4主要设计参数74.5设计工作量74.6关于对施工的检测75施工组织设计方案95.1项目管理组织机构及职责95.2施工准备105.3施工部署116CFG桩复合地基施工116.1CFG桩施工工艺116.2CFG桩施工工序127施工质量保证措施137.1施工质量达标要求137.2CFG桩施工质量保证措施138文明施工现场管理168.1安全防护168.2用电安全178.3机械设备安全188.4交通安全188.5防火安全188.6文明施工188.7环卫卫生198.8季节性施工措施198.8.1做好防雨前期准备198.8.2雨期中的技术措施209其他有关说明201工程概况拟建延庆县医院改扩建工程后勤科研办公楼场地位于北京市延庆县医院院内。拟建后勤科研办公楼地上5层，地下1层，建筑高度约20m，拟开挖深度自正负零（485.40m）向下6.25m（479.15m），相关信息见下表。 设计条件一览表 表1建筑物名称结构类型基础设计资料地基承载力kPa最大沉降S(mm)基础型式基底标高后勤科研办公楼框架筏板基础-6.25m16050通过勘察报告可知，拟建后勤科研办公楼基础持力层综合天然地基承载力为100130kPa，无法满足建筑设计承载力要求。受延庆县卫生局的委托，结合勘察报告中的场区工程地质条件，我院拟对后勤科研办公楼采用CFG桩复合地基处理方案。2工程地质及水文地质条件根据北京航天勘察设计研究院的延庆县医院改扩建工程岩土工程岩土工程勘察报告，场区地质情况如下：2.1地形地貌勘察施工期间测得拟建场地地面标高介于483.29485.34m之间。拟建场地所处地貌单元属于延怀盆地妫水河冲洪积平原地带。2.2主要地层岩性拟建场地20.0m深度范围内的地层划分为5大层及若干亚层，其中第层为人工填土层，第、为新近沉积层，其下为一般第四系沉积层。现就场区主要地基土岩性从上至下依次描述如下：1、人工填土层第层：杂填土，杂色，稍湿，稍密，含砖头、水泥块等。本层夹1层粘质粉土/粉质粘土素填土、2层淤泥质土及3层卵石素填土。其中1层粘质粉土/粉质粘土素填土，褐黄色(暗),湿,稍密,可塑,含少量砖灰渣、植物根系等。本层及夹层厚0.65.4m，层底标高介于478.29486.34m之间。2、新近沉积层第层：粘质粉土/粉质粘土，褐黄色（暗），湿，中密，可塑，含云母等，土质不均，局部夹粘土薄层。本层夹1层砂质粉土。本层及夹层厚1.06.0m，层底标高介于476.89481.44m之间。第层：砂质粉土/粘质粉土，浅灰色，湿饱和，中密，含云母、氧化铁、有机质等，土质不均，局部夹重粉质粘土薄层。本层夹1层粉质粘土及2层粉细砂。其中1层粉质粘土，浅灰色，湿，可塑，含云母、氧化铁、有机质等。本层可见层厚1.37.1m，层底标高介于471.97477.24m之间。3、一般第四纪沉积层第层：粘质粉土/粉质粘土，褐黄色（暗），湿，中密，可塑，含云母、氧化铁等。本层夹1层细中砂及2层砂质粉土。其中1层细中砂：褐黄色，中密，饱和，含云母等，颗粒均匀。本层可见层厚0.48.2m，层底标高介于464.89476.42m之间。第层：砂质粉土/粘质粉土，褐黄色，湿，中密，含云母、氧化铁等。本层夹1层中粗砂。本层20m埋深范围内未钻穿，最大揭露厚度2.6m。2.3地下水根据勘察报告，深度20.0m范围内钻孔揭露四层地下水，第一层地下水其初见水位埋深2.57.4m，初见水位标高介于476.57483.82m；静止水位埋深1.514.2m，静止水位标高介于479.77484.77m，地下水类型属上层滞水；第二层地下水初见水位埋深6.512.5m，初见水位标高介于472.69479.82m；静止水位埋深5.5711.9m，静止水位标高介于473.29480.85m，地下水类型为潜水；第三层地下水初见水位埋深10.015.6m，初见水位标高介于467.69476.24m；静止水位埋深9.5113.89m，静止水位标高介于469.40476.62m，地下水类型为潜水；第四层地下水初见水位埋深16.818.6m，初见水位标高介于468.04468.39m；静止水位埋深16.118.1m，静止水位标高介于468.82469.09m，地下水类型为潜水。场区地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋按微腐蚀性考虑。详细工程地质和水文地质情况参见勘察报告。3地基处理方案选择3.1选择原则1、结合场区周围环境及工程地质条件，对设计要求地基处理的对象进行分析论证，对可能的地基处理方案进行比较，选取技术价格价比最优的方案。2、满足设计单位的承载力和沉降要求。3、贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。4、避免对环境造成破坏和减少扰民问题。3.2方案选择根据本场区工程地质条件及水文地质条件以及设计对地基承载力和变形的要求，选用复合地基。复合地基的作用是由桩土体系共同承担上部结构荷载，在充分发挥土的作用下，进行桩的补偿设计。根据本工程拟建建筑物特点及拟建场地工程地质条件，采用CFG桩复合地基处理方案。本方案采用双控原则进行设计，即处理后复合地基承载力标准值达到设计要求，同时地基变形满足规范要求。4CFG桩设计及验算4.1设计依据的主要规范及资料1、延庆县医院改扩建项目后勤科研办公楼基础平面布置图2、延庆县医院改扩建工程岩土工程岩土工程勘察报告3、岩土工程勘察规范（GB500212002）4、北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ115012009）5、建筑地基基础设计规范（GB50072002）6、建筑地基处理技术规范（JGJ792002）7、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）8、混凝土结构设计规范（GBJ50010-2002）9、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）4.2施工设备和施工工艺的选择本次施工地基处理采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺。施工设备为长螺旋钻机、混凝土泵等。该工艺具有以下优点：1、低噪音，无泥浆污染。2、成孔制桩时不产生振动，避免了新打桩对已打桩产生的不良影响。3、成孔穿透能力强，可穿透硬土层，诸如砂层、圆砾层和粒径不大于60mm的卵石层。4、施工效率高。4.3CFG桩复合地基的参数确定1、桩端持力层选择及桩长根据场地地质条件，拟建后勤科研办公楼基础底面坐落在第层粘质粉土/粉质粘土及第层砂质粉土/粘质粉土上。CFG桩复合地基设计采取双控原则，满足复合地基承载力和变形的要求。针对拟建建（构）筑物基础承受竖向荷载及基础平面尺寸的特点，本设计方案以控制筏板基础总沉降量为首要目标。取CFG桩有效桩长15.0m，以第层砂质粉土/粘质粉土为持力层。为了保证桩顶部混凝土质量，本工程桩顶部留0.5m保护头。2、桩径D根据施工机具及工艺，取桩径D=410mm。3、单桩竖向承载力计算根据公式: Rk=（Up(qsiLi)+qpAp）/K (1)式中： Rk单桩竖向承载力标准值（KN）； Ap桩横截面积，0.132m2；Li第i层土的厚度；Up-桩的周长,1.2874m；qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值（kPa），取值见表2；qpk桩端土极限端阻力标准值（kPa），取值见表2；K-安全系数，取2。土层参数一览表 表2土层土层名称qsik (kPa)qpk(kPa)第(3)层砂质粉土/粘质粉土30第(3)1层粉质粘土20第(4)层粘质粉土/粉质粘土25400第(5)层砂质粉土/粘质粉土30700第(5)1层中粗砂308004、复合地基承载力计算根据设计提供的地基承载力要求，取fspk160 kPa。5、桩土面积置换率根据公式(2)计算桩土面积置换率：fspk=mRk/Ap+(1-m)fk (2)式中：fspk复合地基承载力标准值，取160 kPa；Rk单桩承载力标准值，由公式(1)计算；fk天然地基承载力标准值，取100Kpa；m 面积置换率；加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比，取1.0；桩间土强度发挥系数，取0.8；Ap桩身横截面积，0.132m2。6、桩距按正方形布桩，针对拟建建（构）筑物基础承受竖向荷载及基础平面尺寸的不同，采取双控原则，满足复合地基承载力和变形的要求。7、地基承载力验算根据实际取桩间距换算实际置换率，将相关数据代入公式(2)进行复合地基承载力验算，验算结果见下表。 地基处理验算一览表 表3拟建物基础采用值m计算值fspk （kPa）桩间距采用值s（m）有效桩长（m）后勤科研办公楼0.0592681.5015.08、地基变形验算变形计算可采用复合模量法进行计算：最终总沉降量： S=sp0/Espi*(Zi*i- Zi-1*i-1) (3)式中：p0对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力，kPa；Espi基础底面下第i层土的压缩模量，MPa；其中复合土层的压缩模量提高系数按公式= fspk /fk确定；hi第i层复合土体的厚度；Zi、Zi-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离，m；i、i-1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沉降计算修正系数，根据地区沉降观测资料及经验确定。 沉降计算一览表 表4建筑物基础形式压缩模量当量经验系数沉降(mm)后勤科研办公楼筏板基础15.70.3847.6通过以上计算分析，拟建建筑物经CFG桩复合地基加固处理后不均匀沉降满足规范及设计要求。9、桩体强度复合地基中桩顶平均应力为 pRK/AP (4) 式中： Rk单桩承载力标准值；Ap桩身横截面积，0.132m2；p复合地基中桩顶平均应力（kPa）。桩体抗压强度为fcu3p (5) 由公式(4)、(5)计算，取CFG桩桩体强度等级为C20。10、褥垫层设计为了确保桩体和桩间土协同均匀承受上部荷载的作用，在基础垫层下、桩顶部需铺设褥垫层。褥垫层材料采用碎石或级配砂石，最大粒径不大于30mm，褥垫层厚度为200mm，夯填度不大于0.9。4.4主要设计参数拟建建筑物桩径（mm）桩长(m)桩间距（m）置换率桩数(根)后勤科研办公楼410mm15.51.50.0591143备注1、桩长含桩顶部0.5m保护头；2、桩顶标高在基底垫层下200mm；3、桩身混凝土采用C20商品混凝土，塌落度1620cm；4、桩顶设200mm厚碎石或级配砂石褥垫层，应分层碾压夯实，夯填度不大于0.9。4.5设计工作量地基处理工程量一览表 表5拟建物名称单位数量备注后勤科研办公楼m323381143根4.