上海中心主楼桩基施工方案

上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 1 页 目录目录 1 工程概况工程概况 .1 1.1 概况.1 1.2 工程参建单位.1 1.3 设计要求.2 1.4 水文地质条件.3 1.5 主楼桩施工质量目标.4 1.6 编制依据.5 2 施工部署及进度安排施工部署及进度安排 .6 2.1 施工总体流程.6 2.2 施工进度计划.7 2.3 施工场地布置.7 2.4 设备材料使用计划.8 2.4.1 设备投入计划.8 2.4.2 主要材料计划.8 3 钻孔桩成桩施工钻孔桩成桩施工 .9 3.1 工艺概况.9 3.2 施工工艺流程 .10 3.2.1 施工准备.10 3.2.2 测量放样.10 3.2.3 钢护筒制作、埋设.11 3.2.4 泥浆.11 3.2.5 成孔.13 3.2.6 清孔.13 3.2.7 钢筋笼.14 3.2.8 水下混凝土灌注.14 3.2.9 桩孔回填.15 3.3 成桩施工质量控制方法及验收标准.16 3.3.1 开孔就位.16 3.3.2 成孔一清.16 3.3.3 钢筋笼制作、吊放.18 3.3.4 二次清孔.19 3.3.5 浇灌水下混凝土.20 3.4 质量故障的预防与应急处理 .20 3.4.1 质量事故的预防.20 3.4.2 质量故障的应急处理.21 4 桩端后注浆桩端后注浆 .23 4.1 桩端后注浆概况 .23 4.2 工艺流程.24 4.3 施工步骤 .24 4.3.1 预埋注浆管.24 4.3.2 压浆施工.26 4.4 注浆管畅通保证措施 .27 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 2 页 4.5 堵管处理措施 .28 4.6 注浆流程 .28 5 桩侧后注浆方案桩侧后注浆方案 .29 5.1 桩侧后注浆概况.29 5.2 施工工艺流程.29 5.3 施工步骤.30 6 检验验收计划检验验收计划 .31 6.1 检验批计划.31 6.2 原材料.32 6.3 试件计划.32 7 施工质量保证措施施工质量保证措施 .33 7.1 质量保证体系.33 7.1.1 工程质量目标.33 7.1.2 质量保证体系.33 7.2 主要管理人员职责.34 7.2.1 项目经理职责.34 7.2.2 项目生产副经理职责.34 7.2.3 项目工程师职责.35 7.2.4 预算员职责.35 7.2.5 质量员职责.36 7.2.6 资料员职责.36 8 安全文明要求和保证措施安全文明要求和保证措施 .37 8.1 安全文明目标.37 8.1.1 安全生产目标及监测措施.37 8.1.2 文明施工目标.37 8.1.2 环境目标.37 8.2 安全保障措施.38 8.2.1 安全管理组织.38 8.2.2 安全生产的一般措施.38 8.2.3 现场安全管理措施.39 8.2.4 重点部位风险控制.39 8.3 各分项工程施工安全措施.40 8.3.1 桩基施工安全措施.40 8.3.2 施工机械的管理.40 8.3.3 施工用电安全.41 8.4 消防与治安.42 8.4.1 消防.42 8.4.2 治安.42 9 文明、标化环境保护措施文明、标化环境保护措施 .43 9.1 文明施工.43 9.1.1 周围环境协调.47 9.2 环境技术措施.49 9.2.1 环境保护措施.50 9.2.2 施工中垃圾处理.51 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 3 页 9.2.3 卫生管理.51 10 附表附表 .53 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 1 页 上海中心主楼桩基施工专项方案上海中心主楼桩基施工专项方案 1 工程概况工程概况 1.1 概况概况 上海中心大厦位于上海市浦东新区陆家嘴金融中心区 Z3-1、Z3-2 地块，拟建场 地原为陆家嘴高尔夫球场，紧邻金茂大厦和上海环球金融中心，基地总面积约 30368.27 平方米（用地红线面积） 。 上海中心大厦为超高层摩天大楼，主楼高度达 632 米，地上 121 层，地下 5 层， 总建筑面积约 56.5 万平方米。基坑开挖面积约 34960 平方米，塔楼区域开挖深度约 31.10m，裙房区域开挖深度约 26.30m。 本阶段主要施工内容为主楼桩基及围护工程，主楼桩基形式选用钻孔灌注桩，在 上海民用超高层建筑中首次使用了桩径 1000，成孔深度超过 80m 的钻孔灌注桩，其 施工工艺和质量控制要求极高。施工开始前，结合桩型试验的成功经验编制了主楼桩 基的施工方案和相应的施工标准。由于本工程钻孔桩无论从形式上还是工艺上都有很 多前所未有的创新，因此在实施过程中经参建各方根据实施情况对施工工艺和方案进 行了一些修正和改进，特此编制该修订方案。 1.2 工程参建单位工程参建单位 建设单位：上海中心大厦建设发展有限公司 建筑设计：Gensler 建筑师事务所 结构设计：Thornton Tomasetti 施工图设计：同济大学建筑设计研究院 监理单位：上海建科建设监理咨询有限公司 施工单位：上海建工（集团）总公司 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 2 页 1.3 设计要求设计要求 本工程主楼桩直径 1000mm，桩身设计强度等级 C45（水下提高二级） ，共计桩 数 947 根。桩型分为桩 A、B 两种，单桩承载力特征值均为 10000KN。A 型桩成孔深 度 86.7 米，有效长度 56 米，数量 247 根；B 型桩成孔深度 82.7 米，有效长度 52 米， 数量 700 根。为便于施工管理和工程资料编制，对主楼桩进行了统一标号。 见附图：ZT-01 主楼桩基编号图 所有主楼桩均需进行桩端后注浆，设计单桩注浆量 4T 水泥，通过注浆压力和注 浆量双控，当注浆量到要求时，可终止注浆；当注浆压力3MPa 并持荷 3 分钟，且 注浆量到要求量的 80%时，也可终止注浆。桩端后注浆是本工程主楼钻孔灌注桩的关 键组成部分。 试锚桩内均预埋桩侧注浆器，但不进行注浆，若桩端注浆的试桩静载试验承载无 法满足要求，则进行桩侧补注浆。桩侧注浆共 3 道断面，每道断面水泥用量 1000kg。 桩基检测要求： (a)垂直静荷载试验(慢速维持荷载法) 共 11 根； (b)所有工程桩需作小应变动测试验(100%)； (c)超声波检验:所有工程桩需超声波检验(100%)； (d)垂直动荷载试验(锤击法):对所用的工程锚桩进行地面垂直动荷载试； (f)每根桩的成孔质量检查，内容包括孔径曲线、孔底沉渣厚度等。 主楼桩基概况表主楼桩基概况表 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 3 页 1.4 水文地质条件水文地质条件 1.4.1 地形地貌及各土层特征 拟建“上海中心大厦”位于上海浦东新区陆家嘴中心区，即原 “陆家嘴高尔夫 球场” 。详勘期间场地内以绿地草坪为主，地势较为平坦，场地自然标高一般约 3.54.8m。场地地貌属滨海平原地貌类型。 施工场地典型土层分布示意图施工场地典型土层分布示意图 根据本次勘探时现场土层鉴别、原位测试和土工试验成果综合分析，本场地地基 土在 150m 深度范围内的土层主要由饱和粘性土、粉性土和砂土组成，可分为 12 层， 其中第、层分为多个亚层。 本场地土层主要特点如下： 场地内层褐黄灰黄色粉质粘土层呈湿状、可塑、中压缩性，层厚较薄； 第层灰色淤泥质粉质粘土和第层灰色淤泥质粘土均为饱和状，流塑、高压缩 性土层； 第1a 和1b 层为软塑可塑，较软弱。 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 4 页 场地内第层暗绿色粘土为硬塑状中等压缩性土； 第层承压水含水层，又分为三个亚层，其中1 层砂质粉土土质较好，为中等 压缩性土；2 层黄色粉砂属于中偏低等压缩性土；3 层灰色粉砂属于中等压缩性 土。 本场地内第层粉质粘土层缺失，故层与层土连通。 第灰色粉质粘土，硬塑状，土质较均匀、致密，中等压缩性。 1.4.2 水文情况 上海地下水按形成时代、成因和水理特征可划分为潜水含水层、第至第承压 含水层，对本工程有影响的地下水类型主要为潜水和第承压水（本场地第第承 压含水层连通） 。 1）潜水 拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表迳流补给。上海市年平均高 水位埋深为 0.50m，低水位埋深为 1.50m，勘察期间所测得的地下水静止水位埋深一 般在 1.00m1.70m 之间，其相应标高一般在 2.91m2.25m 之间。地下水的水温：根 据上海地区工程经验，埋深在 4m 范围内受气温变化影响，4m 以 下水温较稳定，一般为 1618。根据类似工程经验及场地环境，拟建场地地 下水基本处于静止状态。 2）承压水 拟建场地内承压水主要为深部第、层中赋存的承压水，对本工 程有直接影响的为第层中赋存的承压水。受场地周边高层建筑深基坑及市政工程降 水影响，勘察期间测得第层承压水头埋深约为 12.314.2m（低于上海市承压含水 层水位埋深的，其变化幅度一般在 3.0m11.0m） ，相应标高-8.31-10.03m。 1.5 主楼桩施工质量目标主楼桩施工质量目标 工期目标：上海中心大厦主楼桩基及围护系统工程于 2008 年 12 月 2 日正式开工， 至 2009 年 7 月 25 日完工。目标工期 236 日历天。 安全目标：1）确保重大安全事故为零； 2）杜绝重大伤亡、设备、消防事故； 3）无重大管线事故。 质量目标：确保本工程达到设计和施工规范要求，按“备案制”要求一次验收合 格，为确保工程最终获得“鲁班奖”创造条件。桩基类桩大于 90，无类桩。 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 5 页 文明施工目标：确保达到上海市标化工地、上海市文明工地标准。 1.6 编制依据编制依据 1、上海中心大厦主楼桩施工图纸； 2、 建筑地基基础设计规范 （GB5007-2002） 3、 建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002） 4、 混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204 5、 建筑桩基检测技术规范JGJ106-2003） 6、 建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008） 7、 基桩低应变动力检测规范 （JGJ/T93-95） 8、 建筑桩基检测技术规范 （JGJ105-2003） 9、 地基基础设计规范 （DGJ08-11-1999） 10、 建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)。 11、 钢筋焊接及验收规程(JGJ018-2003)。 12、 钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107-2003)。 13、 基坑工程设计规范DBJ08-61-97 14、 钻孔灌注桩动力测试技术规程 （DBJ08-218-96） 15、 钻孔灌注桩施工规程 （DBJ08-202-2007） 16、 混凝土结构设计规范(GB50007-2002) 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 6 页 2 施工部署及进度安排施工部署及进度安排 2.1 施工总体流程施工总体流程 塔楼桩基工程共计需施工钻孔灌注桩 947 根，其中试锚桩 43 根，工程桩 904 根。 按照施工区域共划分为、四区，以东西和南北向两条中轴线为界，每个 分区的工作面约 2125 平米。 施工分区图施工分区图 按照总的施工计划进度，施工高峰阶段计划投入 GPS-20 型桩架 16 台，每个分区 内投入 4 台桩架，用 3 备 1，确保各分区施工的连续进行。在进行施工流程组织安排 时，四个施工区各成体系，单独编排施工流水，但流水方向必须综合考虑，尽量减少 工作面相对狭小带来的问题。总的组织原则为每相邻两个区的流水方向必须交错，使 工程从始至终保持比较稳定的有效工作面，尽量避免在投入大量施工设备的情况下出 现后期扎堆作业。 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 7 页 2.2 施工进度计划施工进度计划 主楼桩基的开工日期为 2008 年 12 月 2 日，计划完工日期 2009 年 7 月 25 日，总 计工期 236 日历天。 施工进度计划详见后附表：上海中心主楼桩基及围护系统工程总施工进度计划。 2.3 施工场地布置施工场地布置 出入口：现有东泰路和银城中路上两个可双向行车的大门，并已与场内道路连接。 重型道路：现有环状 9m 宽重型道路作为塔楼桩基施工的外围交通。 轻型道路：地墙圆环内东西向已建造“一”形轻型道路，根据施工进度的推进， 计划在地墙圆环内修筑南北向“一”形轻型道路，在施工场地内形成高效的场内交通 系统。 桩基泥浆池：I、III 分区已分别有一只 300 方泥浆池，而平均每台钻机需泥浆 池为 150 方，为确保每个分区 4 台钻机的正常施工，I、III 分区将分别在圆形重型 道路内侧修建一只 300 方泥浆池；II、IV 分区分别在重型道路内侧修建一只 600 方 泥浆池。各分区泥浆池原则上分别用于所在分区的桩基施工，泥浆池位置的桩利用其 他泥浆池交错施工完成。每个分区泥浆池约 600 方，可同时设置 3 台除砂机，其中 1 台备用，同时支持 4 台 GPS-20 型桩架施工。 桩基钢筋笼平台：地下连续墙开始施工前，在施工现场环形重型道路外侧东西两 边各设置两个 22m*25m 的钻孔桩钢筋笼平台，每个平台供应一个施工分区的钻孔桩施 工。地下连续墙开始施工后，钢筋笼平台位置根据施工进度和场地情况翻入已施工钻 孔桩区域。 砂石堆场：根据设计要求，主楼区域钻孔桩顶部将有约 28m 深空洞区，为确保安 全、文明施工，需采用砂石对桩洞回填，每根桩约需砂石料 20 方，根据钻孔桩的施 工速度，在 I 区外侧靠近围墙处修建一只 350 方砂石料堆场。 见附图：ZT-02 主楼桩基场布图 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 8 页 2.4 设备材料使用计划设备材料使用计划 2.4.1 设备投入计划设备投入计划 根据施工总体进度要求，必须同时投入 16 台左后的成桩设备。大型设备在自检、 互检、专检的基础上，填表报送上级部门验收合格后方可进行施工使用。 施工设备投入计划表施工设备投入计划表 序号序号机械设备名称机械设备名称规格规格(型号）型号）数量数量功率功率备备 注注 1钻孔桩桩架GPS-20 型16 台100KW自备 2除砂机ZX-25012 台50KW自备 3混凝土导管3001500 米自备 5钢筋切断机GQ40-A 型4 台10KW自备 6钢筋成型机GC40-1 型4 台10KW自备 7直流电焊机AX-3201 型24 台14KW自备 8浇筑砼机架34 台自备 9泥浆泵3LM 型16 只5KW自备 10泥浆泵4PL-250 型32 只11KW自备 11手拉葫芦0.5-1.0T17 只自备 12吸引胶管Dg1006m/根25 根自备 13宝塔头法兰Dg100(配吸引胶管）29 只自备 14绵纶软管Dg65(2.5”）1000m自备 15消防快速接头Dg65(配锦纶软管）20 副自备 16汽车吊25t34 台 自备(吊钢筋笼） 17汽车吊50t1 台 自备(锚桩钢筋 笼） 18砼泵车34 台自备 2.4.2 主要材料计划主要材料计划 本工程商品砼由上海建工材料公司提供，主要供应拌站为浦新拌站，备用拌站为 浦莲拌站。主楼桩预计混凝土总用量约 50000 方，平均每天用量约 200300 方。 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 9 页 3 钻孔桩钻孔桩成桩施工成桩施工 根据特殊环境控制和施工技术的要求，并通过在现场进行的桩型试验结果，上海 中心大厦的主楼承压桩选用钻孔灌注桩并结合桩端后注浆，但施工过程中的质量控制 是关键。本次主楼桩基采用桩径 1000mm，成孔深度超过 80m 的钻孔灌注桩，在上海 民用建筑中尚属首次，在施工工艺和质量上都有很高的要求。为保证每根桩的成桩质 量，必须在施工过程中进行精密、可靠的控制，因此必须制定可以指导施工的工艺操 作规程，并明确各个工艺阶段的控制要素、控制标准和控制手段。 塔楼桩桩端进入2 层约 4m8m，桩身在层层两个砂性土层中的总长度约 60m，砂性土层内的成孔质量是整个钻孔桩施工质量的关键。砂层内成孔时粉细砂的 沉积和孔壁缩径问题，以及超深钻孔的垂直度控制是桩身自身质量的关键点。 “上海中心大厦”项目桩型试验结果显示，后注浆工艺是砂性地基条件下超深钻 孔灌注桩工艺的重要组成部分，后注浆施工的质量是直接影响桩基承载力的关键点。 3.1 工艺概况工艺概况 在上海中心项目桩型试验取得成功的基础上，并结合主楼桩施工图的具体要求， 制定如下施工工艺： 1）工艺名称：泵吸反循环钻孔灌注桩 2）成孔方式：上部粘土层(25 米深度)正循环成孔， 下部砂土层泵吸反循环成孔 3）泥浆制备：采用专用膨润土和外加剂人工拌制 4）泥浆除砂：ZX-250 型泥浆净化装置（除砂机）除砂 5）清孔方式：泵吸反循环一清，气举反循环二清 6）钢筋安装：预加工成型，主筋直螺纹接驳器连接 7）浇灌方式：导管法水下混凝土浇灌 8）注 浆：桩端后注浆 见附图：ZT-03 主楼桩基施工工艺图 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 10 页 3.2 施工工艺流程施工工艺流程 第一次钻第一次钻 钻孔桩工艺流程图 3.2.1 施工准备施工准备 1）根据现场施工条件并结合后期施工各因素，规划好现场施工道路。 2）按施工要求布置好供水、供电、排水设施。 3）按施工平面图开挖好泥浆池、沉淀池及泥浆沟。 4）做好设备的安装及调试工作。 5）原材料按计划提前进场，具有产品合格证和质保书，并及时送样复试。 3.2.2 测量放样测量放样 1）施工前应复核测量基准点、水准点及建筑物的基准线，并采取保护措施。 2）桩位放样定位时，在硬地坪上敲入钢钉，并用红漆画好定位三角、标明桩号。 钻架 定位 护筒埋设 定位 钢筋笼 制作 钻 孔第 一 次 清孔 孔 测 孔 深 沉 淤 安 放 钢筋笼 笼 下导管 泥 浆 循 环 泥 浆 处 理 泥 浆 外 运 第二次 清 孔 测 定 沉 淤 安 放 隔水球 灌 注 混凝土 钻 架 移 位 商 品 混凝土 上海中心大厦项目工程 主楼钻孔灌注桩施工方案 第 11 页 3）测量规程 a、控制点、水准点等测量标志，均应严格保护好，做好醒目标志，并作好记录。 b、桩位位置放样、标高引测均通过自检（技术负责人） 、现场监理、建设单位 复核、验收合格后方可施工。 c、保证测量原始记录的完整、技术资料符合要求。 d、控制误差小于5mm，桩位误差小于 20mm。 3.2.3 钢护筒制作钢护筒制作、埋设、埋设 钢护筒长度不小于 1m，壁厚 5mm，1000 桩钢护筒内径为 1100mm1200mm。 钢护筒顶标高应高出水位。钢护筒加工标准，垂直度偏差不超过 1/200。椭圆度不大 于 2cm，焊接采用坡口双面焊，所有焊缝连续，以保证不漏水。 钢护筒采用埋入法，确保垂直度控制在 1/200 以内，护筒埋设深度应超过杂质填 土埋藏深度，且护筒底口