长阳高佃三村经济适用住房16#楼复合地基设计及施工组织设计

摘要地基处理的目的主要是提高地基强度和控制地基变形。本论文中所涉及的建筑物场地房山区长阳镇高佃三村，工程地质条件较差，天然地基承载力不足可以采用CFG桩复合地基进行加固。CFG桩复合地基虽说是是近些年才发展起来的，但其施工速度快，建筑成本低，可调性，适合性，可靠性好，复合地基沉降少，目前CFG桩复合地基在许多地区广泛应用。根据建筑物场地的岩土工程勘察资料，论文对场地工程地质条件进行分析评价和CFG桩复合地基的设计。设计的主要内容有有效桩长，桩径，桩间距，面积置换率，单桩承载力，复合地基的承载力，桩体材料强度，并对沉降和倾斜进行了验算，以确保建筑物的安全。关键词：CFG桩复合地基，地基承载力，变形AbstractThemainpurposeofthefoundationtreatmentistoimprovethebearingstrengthandcontrolgrounddeformation.ThepaperinvolvedinbuildingvenuesFangshanDistrictxiangyangzhen,HighDianthreevillages,poorengineeringgeologicalconditions,naturalfoundationbearingcapacitycanbeusedCFGpilecompositefoundationreinforcement.AlthoughCFGpilecompositefoundationisdevelopedonlyinrecentyears,butitsfastconstructionspeed,lowconstructioncost,adjustable,suitability,reliability,compositefoundationsettlementCFGpilecompositefoundationextensivelyinmanyareasapplication.

Geotechnicalinvestigationsaccordingtothebuildingsite,thepapersonthegeologicalconditionsofthesiteengineeringdesignanalysisandevaluationandCFGpilecompositefoundation.Designeffectivelength,pilediameter,pilespacing,areareplacementratio,pilecapacity,thebearingcapacityofcompositefoundationpilematerialstrength,andsettlementandtiltcheckingtoensurethesafetyofbuildings.Keywords:CFGpilecompositefoundation,foundationbearingcapacity,deformation目录前言 1第1章工程概述及场地工程地质条件 21.1拟建工程慨况 21.2场地地形地貌 21.3场地地层岩性 21.4不良地质作用及对工程不利的埋藏物 31.5设计依据 3第2章水文地质条件及地震效应 42.1拟建场区历年最高地下水位 42.2地下水水质分析及工程腐蚀性评价 42.3场地与地基的地震效应 4第3章地基处理方案分析论证 63.1建筑物结构荷载及基底压力估计 63.2天然地基方案分析 63.3CFG桩复合地基理论简介 6第4章CFG桩复合地基的设计 94.1CFG桩复合地基的设计参数 94.2桩端持力层选择及桩长选择 94.3桩径选择 104.4桩间距 104.5单桩竖向承载力标准值计算 104.6桩体强度 104.7面积置换率 104.8复合地基承载力计算 114.9桩数 124.10沉降计算 12第5章CFG桩施工组织设计 155.1施工现场平面布置 155.2施工技术方案 155.3施工技术措施 205.4现场组织机构及工程管理体系 225.5安全文明施工保证措施 235.6施工设备组织 265.7人员调配计划 275.8各项目标的保证措施 275.9降低工程造价的技术组织措施 31第6章施工质量检验 32第7章降水工程设计方案 337.1降水工程设计 337.2凿井工程施工方案 357.3降水工程施工方案 35结论及建议 37致谢 38参考文献 39附图：高佃三村16、17、18号楼勘探点平面位置图…………附图1钻孔孔柱状图…………附图2高佃三村16楼地质剖面图1-1’………附图3高佃三村16楼地质剖面图2-2’………附图4高佃三村16楼地基处理桩位布置图…………………附图5附表：水质分析成果表………附表1土的腐蚀性分析成果表………………附表2土工试验综合成果表…………………附表3物理力学指标统计表…………………附表4附录：英文文献及其翻译……………………附录1前言改革开放促进了我国国民经济的飞速发展,自20世纪90年代以来,我国土木工程建设发展很快.土木工程功能化、城市建设立体化、交通运输高速化以及改善综合居住条件已成为现代土木工程建设的特征.为了保证工程质量,现代土木工程建设对地基提出了更高的要求.当天然地基不能满足建筑物稳定性、地基变形及渗透问题时,需要对天然地基进行地基处理.通过大量工程实践,人们逐渐认识到地基处理的重要性.地基处理方案的确定,应根据建筑物上部结构情况、基础形式及建筑场地的地质条件等,做出多种地基处理方案,经认真推敲,确定最佳处理方案。毕业设计是对大学四年所学知识的总结，将书本知识与实际工程相结合，进一步巩固所学知识，学会运用各种所学知识，及时处理所遇到的问题。首先必须学会阅读岩土工程勘察报告，从报告中提取所需数据。熟练掌握地基处理的理论基础和计算方法，为以后从事实际生产工作或科学研究打好基础。本次毕业设计是在《高佃三村经济适用房16#、17#、18#楼岩土工程详细勘察报告》的基础上进行的。设计中对野外勘探资料和室内土工试验成果进行了分析、整理；对基坑土层的稳定性做出了评价；对建筑物地下水、土的腐蚀性做出了评价；提出各层土的承载力特征值；为建筑的基础施工提供地质资料；并通过详细的计算、验算提出了地基处理设计比较好的方案。此次地基处理采用的是夯实水泥土桩对地基进行加固和挤密作用，以达到提高地基承载力的目的，设计中借鉴多项工程设计方案，参考多种理论书籍，对该场地进行了多种方法论证，做出了可行的地基处理方案。第1章工程概述及场地工程地质条件1.1拟建工程慨况长阳高佃三村经济适用住房16#楼工程位于拟建场地位于房山区长阳镇高佃三村。建筑物的主要数据和特点见表1-1:建筑物总高度(m)地上层数/地下室层数基础埋深(m)结构类型备注16#楼58.0011F/1F-3.55框架剪力墙结构最终以施工图纸为准17#楼57.8011F/1F-3.55框架剪力墙结构18#楼57.6011F/1F-3.55框架剪力墙结构表1-1建筑物的主要数据及特点根据“GB50021—2001”规范结合工程特征，本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，根据《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72——2004）第3.0.1条，综合确定其岩土工程勘察等级为乙级；按照规范“GB50007——2002”第3.0.1确定地基基础设计等级为乙级；按照规范“GB50011——2001”第3.1.1条，确定本工程抗震设防为丙类建筑。1.2场地地形地貌拟建场地在地貌单元上属于低山前坡地，场区加以平整后地形较平坦。1.3场地地层岩性根据房山区建筑勘察所详勘报告(2010技166)勘察查明，勘探深度（12.00m）范围内的地层按照沉积年代、成因类型，划分为人工堆积层、一般第四纪沉积层和下第三系始新统基岩三大类，根据岩性及工程性质进一步划分5个大层。现按自上而下顺序，对各土层分述如下：人工堆积层,岩性为：①1层杂填土:杂色;稍密;稍湿;断面散;含砖块、灰渣、泥岩和砾岩回填物等;层厚2.10~3.20m,平均层厚2.53m。①2层粘质粉土素填土:褐黄;稍密;湿;断面散;含砖渣、灰渣、植物根等;层厚0.40~2.40m,平均层厚1.35m。人工堆积层以下为一般第四纪沉积层;岩性依次为：②层为粘质粉土:褐黄色;稍密;湿~很湿;断面粗糙;含氧化铁、石英、云母等;层厚0.80~4.20m,平均层厚1.85m。③层为粉质粘土:褐黄色;湿~很湿;可塑;断面较光滑;含氧化铁、云母等;层厚0.30~2.60m,平均层厚1.65m。一般第四纪沉积层以下为下第三系始新统基岩;岩性为：④层为泥岩:棕红色;密实;稍湿~湿;强风化;层状构造;岩芯成碎块状;胶结程度较差;锤击易碎;遇水易软;一般柱长16.3~24.4mm,最大柱长30mm;局部缺失;层厚0.90~2.20m,平均层厚1.39m。⑤层为砾岩：杂色;密实;稍湿~湿;强风化,砾石磨圆度较好,砾石成份以灰岩,安山岩,石英砂岩为主,泥质胶结,呈碎块状,为软质岩石;局部夹有泥岩薄层;揭露层厚1.30~4.60m;揭露平均层厚3.00m。（各岩土层空间分布和岩土物理力学性质详见工程地质剖面图、地层岩性及土的物理力学性质综合统计表）。1.4不良地质作用及对工程不利的埋藏物经过现场调查及钻探资料分析，在场地未发现对工程不利的暗塘，暗浜等不利埋藏物及影响场地稳定的不良地质作用。1.5设计依据1)甲方提供的《高佃三村经济适用房16#楼》(2010技166)勘察报告2)甲方提供的本工程相关施工图纸;3）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；4)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；5)《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；6）类似工程所积累的施工经验和技术优势。第2章水文地质条件及地震效应2.1拟建场区历年最高地下水位在本次勘察深度范围内见一层地下水，属潜水,实测稳定水位标高55.27~54.08,平均标高54.50m,平均水位埋深3.10m。根据调查的附近水文地质资料，拟建场区内地下水历年最高水位为1959年，接近自然地表；近3～5年最高水位标高为55.50m，水位埋深为地下1.80m。2.2地下水水质分析及工程腐蚀性评价根据该场地3、14号钻孔地下水的试验分析结果，并按照《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）（2009年版）的相关标准综合判定：按照Ⅱ类环境类别（有干湿交替作用）判定：该场地地下水对混凝土结构的腐蚀等级为微。按地层渗透性，该场地地下水对混凝土结构腐蚀等级为微。在干湿交替状态下，对混凝土结构中的钢筋的腐蚀等级为微。具体的水质分析结果参见本报告所附的“水质分析成果表”。2.3场地与地基的地震效应2.3.1地震影响基本参数根椐《建筑抗震设计规范》(GB50011－2001)(2008年版)4.1.1条，结合本场地地质、地形、地貌特征，判定本建筑场地属于对建筑抗震一般地段。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001)(2008年版)，拟建场区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组。2.3.2建筑的场地类别根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001)(2008年版)中的有关规定，按表4.1.3划分土的类型，从场地土的性质和本次勘察的3#、11#、19#钻孔波速测试数据判定，场地在覆盖层深度内地基土的等效剪切波速值分别为142.43、143.30、142.45m/s(详见钻孔剪切波速测试成果图)。根据上述的波速成果，可得出如下结论：(1)拟建场区覆盖层厚度界限值为3m<dov<50m。(2)拟建场区自然地面下覆盖层深度范围内土层的等效剪切波速值为140.0m/s＜vse＜250.0m/s。根据上述结果和区域经验，综合判定拟建场区建筑的场地类别为Ⅱ类。2.3.3地基土层的地震液化判定 根据本工程勘察所取得的场区地层资料与试验测试数据，依据《建筑抗震设计规范》(GB50011－2001)(2008年版)中的相关规定及近3～5年最高地下水水位埋深1.80m（dw=1.8M,d0=8M，db=4M）初判可能液化，根据标准贯入试验锤击数和粘粒含量数据进一步判定，本场地土不液化。第3章地基处理方案分析论证3.1建筑物结构荷载及基底压力估计拟建该工程各建筑层高均为11层，各建筑物均设有1层地下室，结构形式为剪力墙结构，预估基础埋深均为3.55m，基底压力均为200Kpa。3.2天然地基方案分析拟建高层住宅楼基础埋深3.55m，以第③层粉质粉土作为持力层，该层土承载力特征值fat=90kpa,按照《建筑地基基础设计规范》要求，经宽深修正后承载力特征值为：fa=fat+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=90+0×18.1×(6－3)＋1.0×17.6×(1－0.5)=98.8kpa式中fa——修正后的地基承载力特征值，kpa;fat——地基承载力特征值，Kpa;ηb,ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按照基底下土类查表确定ηb=0.0ηd=1.0；γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度，取18.1kpa；b——基础底面宽度，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，这里取6m;γm——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取17.6kN/m3;d——基础埋置身度（m），一般自室外标高算起。基础埋置身度（m）一般自室外地面标高算起在填方整平地区可自填土地面标高算起但填土在上部结构施工后完成时应从天然地面标高算起对于地下室如采用箱型基础或伐基时基础埋置深度自室外地面标高算起，当采用独立基础或条形基础时应从市内地面标高算起。由于地下车库为超补偿基础，其基础埋深亦为3.55m，故与之相连的高层住宅楼深度修正中d取1.0。由此可见，经宽度修正后承载力特征值为98.8kpa，持力层强度不能满足上部荷载的要求，因而对于此高层不宜采用天然地基上的浅基础方案，根据拟建住宅楼的建筑特点和场地地质条件，结合整个房山区类似工程中的成熟经验，本场地的加固处理方法可采用CFG桩复合地基方案。3.3CFG桩复合地基理论简介3.3.1CFG桩复合地基理论简介CFG桩全称为水泥粉煤灰碎石桩，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和，采用各种成桩机具制成的高黏结强度桩，桩体强度等级为C5—C20之间变化，最高可达C5，相当于钢桩，由于桩体刚体强度很大，区别于一般柔性桩和水泥类桩，因此常常在桩顶与基础之间铺设一层150—300mm后的中砂、粗砂、级配砂石或碎石（称其为褥垫层），以利于桩间土发挥承载力，与桩组成复合地基，其作用形式见图3-1；图3-1CFG桩作用机理CFG桩复合地基是用于处理粘性土、粉土。砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应该按地区经验或现场试验确定其适用性。3.3.2CFG桩的发展和应用目前，水泥粉煤灰碎石桩复合地基技术在国内许多省市应用。和桩基相比，由于水泥粉煤灰碎石桩桩体材料可以参入工业废料水泥粉煤灰，不配筋以及充分发挥桩间土的承载力，工程造价一般为桩基的三分之一到二分之一，经济效益和社会效益非常显著。特别是2000年以来，该技术已在北方地区的高层建筑地基处理中应用。仅就目前北京和河北地区的不完全统计（截止2003年9月），已有近300余栋高层建筑地基采用了复合地基处理才用了水泥粉煤灰碎石桩加固技术，其中大多数为20—30层，31—35层的超高层建筑有15栋。由于水泥粉煤灰碎石桩复合地基技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点，目前已经成为北京及周边地区应用最为普遍的地基处理技术之一。3.3.3CFG桩的加固机理当基础承受垂直荷载时,桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大,所以桩比土的变形小,由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层,桩可以向上刺入,伴随这一变化过程,垫层中垫层材料不断调整补充到桩间土上,以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。同时土由于桩的挤密作用(指用沉管方法成桩时)而提高了承载力,而桩又由于其周围土侧应力的增加而改善了受力性能,二者共同工作,形成了一个复合地基的受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。3.3.4CFG桩复合地基的褥垫作用褥垫在复合地基中有着很重要的作用。由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫，在复合地基中有如下几种作用：（1）保证桩、土共同承担荷载。褥垫层的设置为CFG桩复合地基在受荷载后提供了桩上、下刺入的条件，即使桩端好土层上，至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。（2）减少基础地面的应力集中的作用。（3）褥垫层厚度可以调正桩土垂直荷载分担比。（4）褥垫层厚度可以调整桩土水平荷载分担比。第4章CFG桩复合地基的设计4.1CFG桩复合地基的设计参数根据场地土的物理性质，按《建筑地基处理技术规范》“JGJ79-2002”第9.2.6条结合当地施工经验，分别给出各层土的水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）桩基设计参数，见表4-1.4-2表4-1土层参数表格土层编号岩性厚度(m)层底标高(m)重度(kN/m3)压缩模量Es(MPa)承载力(kPa)侧摩阻力(kPa)桩端阻力(kPa)1素填土3.8053.5518.503.0060.0010.000.002粘质粉土2.5051.0518.404.98120.0020.000.003粉质粘土1.8049.2518.705.09140.0025.000.004风化岩（泥岩）1.0048.2520.5030.00200.0060.00800.005风化岩（砾岩）2.9045.3520.5035.00250.0070.001000.00注:表中承载力指天然地基承载力标准值(kPa)桩侧阻力指桩侧阻力标准值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力标准值(kPa)表4-2桩在土层中的相对位置土层计算厚度(m)桩侧阻力kPa桩端阻力kPa10.7010.000.0022.5020.000.0031.8025.000.0041.0060.00800.0050.5070.001000.004.2桩端持力层选择及桩长选择根据本场地地质条件，第②③层为粉质粘土,属低压缩性，分布稳定，厚度较大，是较好的桩端持力层。对于16#楼，可将②层作为持力层，利用钻孔资料，由于②层厚度为2.50m，相对较薄，可适当增加桩入持力层的深度。取入土深度为10.5m，由于开挖深度为3.55m，则有效桩长为6.5m4.3桩径选择根据《建筑地基处理技术规范》中9.2.1条要求，设计桩径为350-600，根据施工工艺及当地经验取设计桩径为410mm。4.4桩间距按照规范，桩间距取3-5倍桩径，具体桩间距根据计算结果确定。4.5单桩竖向承载力标准值计算4.5.1桩身横截面周长up、桩端面积Ap计算 up=×0.41=1.29m Ap=×0.412/4=0.13m24.5.2单桩竖向抗压承载力估算 根据规范第9.2.2条，单桩竖向承载力标准值为： RV=upqsili+qpApUp——桩的周长（m）qsi——桩周第i层土侧阻力特征值(kPa)；Li——桩身范围内第i层土的厚度(m)；qp——桩端土层的端阻力特征值(kPa)；Ap——桩底端的截面积(m2)。 =1.29×(0.00×0.70+20.00×2.50+25.00×1.80+60.00×1.00+70.00×0.50)+1000.00×0.13 =377kN，取350kN4.6桩体强度 由《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》式11.5.4-3 EQ3\F(Rv,Ap)=3×\F(350.00,0.1320)=7953.01kPa=7.95MPa 桩体试块抗压强度平均值fcu=15.00MPa EQfcu≥3\F(Rv,Ap) 桩体试块抗压强度平均值采用C15满足规范要求。4.7面积置换率根据勘察结果及经验，工程场地内CFG桩采用矩形布桩形式由《建筑地基处理技术规范》式7.2.8-2EQm=\F(d2,d\o(e,2))计算 d——桩身平均直径,d=0.41m de——一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径 de=1.13EQ\R(s1s2)=1.13×EQ\R(1.50×1.50)=1.69m s1、s2——桩X向间距、Y向间距,s1=1.50m、s2=1.50mEQm=\F(d2,d\o(e,2))EQ=\F(0.412,1.692)=5.854.8复合地基承载力计算由《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》式11.5.4-1 EQfspa=mfpa+(1-m)fsa式中:EQfpa=\F(Rv,Ap),单桩单位面积竖向承载力标准值（kPa）EQfpa=\F(350.00,0.1320)=2651.00kPa fspa——复合地基承载力标准值（kPa） m——面积置换率，m=5.85 Rv——单桩竖向承载力标准值，Rv=350.00kN ——桩间土承载力折减系数，=0.90 fsa——处理后桩间土承载力标准值（kPa），取天然地基承载力标准值，fsa=60.00kPa EQfspa=mfpa+(1-m)fsaEQ=0.05852651.00+0.90(1-0.0585)60.00=205.95kPa经处理后的地基，当考虑基础宽度和深度对地基承载力标准值进行修正时，一般宽度不作修正，即基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础深度的地基承载力修正系数取1.0。经深度修正后复合地基承载力标准值fa为 fa=fspa+0(d-1.50) 上式中0为桩顶标高以上天然土层的加权平均重度，其中地下水位下的重度取浮重度 0=EQ\F(∑ihi,∑hi)=EQ\F(18.50×3.00+8.50×0.10,3.00+0.10)=18.18kN/m3 基础埋深，d1=3.10m 考虑地基承载力修正时的侧向超载：20.00kPa 折算成土的厚度为d2=20.00/18.18=1.10m EQd2<d1,取d=d2=1.10m 基础埋深，d=1.10m,地基承载力深宽修正时，当d<1.5m时取d=1.50m fa=205.95+18.18×(1.50-1.50)=205.95kPa 荷载效应标准组合时轴心荷载作用下 pk=200.00kPa pkfa,满足要求4.9桩数np=mA/Apm——面积置换率A——地基加固的面积（m2）Ap——桩的截面积（m2）=0.0585*1128/(0.2052*3.14)=500实际桩数为507根4.10沉降计算土层参数表格序号土层编号岩性厚度(m)层底标高(m)重度(kN/m3)压缩模量Es(MPa)11粘质粉土素填土3.8053.5518.503.0035.0022粘质粉土2.5051.0518.404.9823.9033粉质粘土1.8049.2518.705.0915.1044风化岩（泥岩）1.0048.2520.5030.000.0055风化岩（砾岩）2.9045.3520.5035.000.00注:内摩擦角标准值()桩长范围土层内摩擦角标准值 土层土层名称计算厚度(m)内摩擦角110.7035.00222.5023.90331.8015.10441.000.00550.500.00桩长范围土层内摩擦角标准值加权平均值 =EQ\F(35.00×0.70+23.90×2.50+15.10×1.80+0.00×1.00+0.00×0.50,0.70+2.50+1.80+1.00+0.50)=17.14变形计算1）计算基础底面的附加压力 荷载效应准永久组合时基础底面平均压力为： EQpEQ=200.00kPa 基础底面以上土的加权平均重度（地下水位下的重度取浮重度） 0=EQ\F(∑ihi,∑hi)=EQ\F(18.50×3.00+8.50×0.10,3.00+0.10)=18.18kN/m3 基础底面自重压力为： pc=0d=18.183.10=56.35kPa 基础底面的附加压力 p0=p-pc=200.00-56.35=143.65kPa2）计算桩端平面处的附加压力 P0=EQ\F(lbp0,(l+2ztan)(b+2ztan)) =EQ\F(67.7213.27143.65,(67.72+26.50tan4.29)(13.27+26.50tan4.29)) =EQ\F(129090.30,68.6914.24) =131.93kPa 上式中=EQ\F(,4)=\F(17.14,4)=4.293）确定桩基沉降计算深度桩基沉降计算深度按土层附加压力等于自重应力25％由程序自动确定计算到输入的土层最底处还不满足要求,取到土层最底处,此时zn=2.40m4）计算分层沉降量根据《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》附录H得到平均附加应力系数，计算的分层沉降值见下表： 《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》的分层总和法沉降计算表z(m)l/bz/bzzii-zi-1i-1Esi(MPa)si=P0(zii-zi-1i-1)/Esi∑si(mm)04.8201.00002.404.820.170.9962.39112.391135.009.019.013上表中l、b为扩散到桩端处的长度、宽度，其中l=68.69m b=14.24m 5）确定桩基沉降计算经验系数ps 由桩基沉降计算深度范围内压缩模量的当量值Es可由《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》表9.3.3得桩基沉降计算经验系数 Es=EQ\F(∑Ai,∑\F(Ai,Esi)) Ai=P0(zii-zi-1i-1) 式中Ai为第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值 ∑Ai=2.39P0 EQ∑\F(Ai,Esi)=P0×(EQ\F(2.391,35.00)) =P0×(0.07) =0.07P0 Es=EQ\F(2.39P0,0.07P0)=35.00MPa 查《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》表9.3.3得ps=0.6506）最终的沉降量 s=pssc=0.650×9.01=5.86mm＜50mm，满足设计要求第5章CFG桩施工组织设计5.1施工现场平面布置5.1.1施工现场平面布置原则1)施工总平面管理是合理使用场地，保证现场交通道路和水、电、排水系统畅通、施工机械和临时设施布置合理、安全文明施工的主要措施。根据整个工程场地情况，单位工程大小、施工单位用地平面，按照因地因时合理地分阶段布置的原则分配施工临时用地，统筹兼顾，合理调整。2)采用分区布置，统一管理，便于施工生产管理和生活安排。根据工程所在区域，工程特点，施工要求的不同，现场办公区与业主、监理、总包单位沟通方便，又相对独立。3)生活区污水、垃圾进行集中处理和排放，确保环境不受污染。5.1.2施工总平面布置的内容施工机械、设备堆放施工机械包括商品混凝土泵、桩机、清土车以及小挖掘机，要放置在便于下槽且安全可靠的位置。施工人员食、住所安排施工人员的三餐统一由现场布置的临时厨房制作、配置，每天按时进餐，保证饭菜干净、卫生。临时用水、用电设施为保证施工用电的安全和方便，计划在基坑旁设置一个二级配电箱，供移动式中小型用电设备所用(所有的设备不准从二级配电箱直接接驳使用，必须使用三级配电箱)。消防设施工程的内容和特点决定了本工程消防工作的特点，施工现场没有可燃物，主要施工设备自身的消防问题(主要防范对象是：清土车辆、小挖掘机、桩机、混凝土泵以及配电设施等)。施工除严格按设备的用电操作外，需设置灭火器并保证其正常工作。5.2施工技术方案5.2.1作业条件要求1)施工现场三通一平要求a、施工用电大型长螺旋施工设备需用电每台套不少于110KW，每套设备包括桩机、混凝土泵等。若现场不具备供电条件，配备2台250kw发电机组分别供应3台桩基施工。安装电表记数。b、施工用水场地附近提供一个6分水管接口,共生活用水即可。c、道路要求保证正常的施工道路。2)对场地的要求由总包方先开挖基坑,至桩顶标高以上50cm处，基坑外扩不少于1.2米,以满足打桩机械施工需要。5.2.2施工准备1)组织有关人员熟悉图纸及其它有关的施工验收规范，勘察报告、图纸会审纪要，认真做好技术交底工作。2)按施工方案要求组织、落实施工人员，机具设备进场。3)积极做好原材料进场，做好原材料验收、检测、试验等工作。4)机械进场机械进场后马上组织调试，检查使用、安全性能，钻机下槽立塔。5)施工放线工作总包方在槽底提供控制轴线和高程点，我方以此为依据施放CFG桩桩位点，桩位点以木桩及白灰点(深30cm)确定，以保证不偏位、丢失。严格执行施工预检及测量报验程序。5.2.3施工过程成桩施工顺序进场后先进行场地适应性试桩，以确定施工参数及施工顺序，正常情况下，可逐排连续施工，但需保证施工完成桩不被设备碾压。成桩工艺流程施工工艺流程现场三通一平↓定桩位、检查↓钻机安装调试↓钻机定位↓成孔↓钻至桩底标高↓终孔验收↓商品砼进场灌注砼↓清土、提钻↓成桩验收--------→隐藏工程验收↓移机至下一桩位详述如下：a、钻机就位钻机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜移位，为准确控制钻孔深度，应在钻架上作出控制标尺，以便在施工中进行观测、记录桩孔倾斜度控制：以操作台上水平尺和主塔铅坠及指针控制。b、钻孔施工⑴采用CFG20型长螺旋钻机钻孔，钻机的操作与干作业成孔操作基本相同。保证钻机垂直度不大于1.0%。⑵钻机进场后，应根据桩长来安装钻塔及钻杆，钻杆的连接应牢固，每施工2-3根桩后，应对钻杆连接处进行紧固。⑶钻机定位后，进行预检，钻尖与桩点偏移不得大于1cm，刚接触地面时，下钻速度要慢。⑷钻进速度应根据土层情况来确定：施工前应根据试桩工程取得参数进行调整。当钻到设计孔深后，先提钻30~50cm，然后输送砼。中心管顶部的砼利用其势能，将底部的阀门冲开，同时由砼输送泵不断送来的砼充满中心管，并开始加压。此时应从两个方面观察是否需要提钻：（一）、混凝土输入泵压力是否超过100Mpa；（二）、中心管顶部的泄气阀是否泄气。如果满足这两方面的要求，则可以提钻。提钻的速度与混凝土的输送泵的速度相协调，现场观察一般以泄气阀不再泄气且泄气阀为闭合状时则连续提钻。此时，输送泵里的混凝土在压力作用下连续灌入孔内。如果泄气阀为开启状，说明混凝土出现断流，则停止提钻。此时混凝土输送泵仍输送混凝土，中心管内的空气从泄气阀泄出，混凝土再次连续输入。⑸钻机钻进过程中，一般不得反转或提钻，如需提钻或反转应将钻杆提至地面，对钻尖开启阀门须重新清调试、封口。⑹在钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发现有节奏的声响时，应立即停钻，查明原因，采取相应措施后，方可继续作业。⑺钻至桩底设计标高后，原位旋转片刻后再静拔钻杆进行压灌混凝土作业，以防止孔底虚土超标，影响桩承载力。c、地泵输送混凝土⑴混凝土地泵的安放位置应与钻机的施工顺序相配合，尽量减少弯道，混凝土输送泵与钻机的距离一般在60m以内为宜。⑵混凝土输送泵送尽可能连续进行，当钻机移位时，地泵料斗内的混凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，应保持料斗内混凝土的高度，不得低于40cm，以防吸进空气造成堵管。⑶混凝土的泵送管尽可能保持水平，当泵管须向下倾斜时，应避免角度大于40，以免造成泵送混凝土堵管。⑷混凝土使用设计标号且检验合格的商砼。d、提钻当钻杆内混凝土存一定高度时，提升钻杆，边提钻，边泵送混凝土，拔管速度由泵送量控制，注意泵送速度与提钻速度的匹配。前期灌入量为钻杆中10米，提钻过程中保证钻头埋在孔内混凝土中。e、CFG长螺旋钻孔压灌混凝土成桩施工⑴提钻直到孔口位置，CFG长螺旋成孔应保证桩有效桩长部分以上有50cm保护桩长，保证剔凿掉桩头后桩身混凝土质量。⑵第一根桩钻至桩底标高后，应立即将钻机上的软管与地泵管相连，在泵送混凝土前应先输送适量砂浆，以起润湿软管和钻杆作用。⑶成桩施工各工序应连续进行。成桩完成后，应及时清除钻杆上残留混凝土。长时间停置时，应将钻杆、泵管、地泵清洗干净。⑷钻杆的提升速度与混凝土泵送量相一致，充盈系数不小于1.0。⑸压灌混凝土应高出设计桩顶标高50cm。⑹砼浇注期间，每天制作试块一组3块。成桩后期工作及成品保护注意事项a、清土为避免混凝土桩头强度提高后截桩不便，同时考虑钻机工作面，故要求清土应及时。由于本工程基础施工需在明年开春后进行，为防止今冬土层被冻，故清土也须在明年开春后进行。出土使用小型装载机，避免造成桩头断裂及地基土扰动。b、桩顶防护措施在每根桩施工完成后，用虚土覆盖桩头。对所灌注的桩顶进行测量，并逐一做好记录。以防止安全事故发生并起到养护桩体作用。c、成品保护由于在成桩时，砼超灌现象难免，会出现桩头较高的情况，保护桩长可能在300mm—500mm范围内。在开挖过程中，土方队伍要切实注意桩位，碰到桩头时要小心避开，避免勾机勾断桩。d、剔桩清槽到位后机械截桩。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程修补，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级标号的混凝土填补并振捣密实。e、褥垫层施工复合地基检验合格并经验槽后方可进行褥垫层施工，褥垫层材料使用0.5～1.5cm碎石，虚铺后，以平板振动仪振密，平板振动仪功率应大于1500W，压振三遍，控制振速，碎石振实后的厚度与虚铺厚度之比应小于0.9，即振后厚度为20cm。应注意的质量问题a、应注意提拔速度与泵送速度的匹配，严防造成缩径、断桩。b、严禁未泵送混凝土空拔钻杆，造成桩长不足。c、混凝土灌到桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩。5.3施工技术措施5.3.1施工测量放线质量标准：所有各项测量和引点工作均按照《工程测量专业质量手册》以及实施细则文件规定的程序进行。测量各种功能线必须直观、明了，标记规范，便于复核及查找。各个控制点必须精准无差超现象。5.3.2CFG桩施工技术措施质量标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1原材料设计要求查产品合格证书或抽样送检2桩径mm-10用钢尺量或计算填料量3桩身强度设计要求查28d试块强度4地基承载力按地基处理规范按规定的方法一般项目1桩身完整性按基桩检测技术规范动测桩2桩位偏差满堂布桩≤0.40D用钢尺量，D为桩径3桩长mm100测桩管长度或垂球测孔深4褥垫层夯填度≤0.9用钢尺量CFG桩成桩技术要求a、应注意提拔速度与泵送速度的匹配，严防造成缩径、断桩。b、严禁未泵送混凝土空拔钻杆，造成桩长不足。c、混凝土灌到桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩。d、现场随时抽测砼的坍落度。e、实际灌入桩孔的混凝土量应大于计算体积。f、砼浇注期间，每天制作试块一组3块，作好养护送试验室作28d抗压强度试验。薄弱环节与对策a、CFG桩材料：CFG桩施工混凝土采用商品混凝土C15，坍落度16～18cm，及时对进场混凝土进行质量证明文件检查和抽查，确保混凝土质量。b、为保证CFG桩施工质量，应防止堵管，窜孔，钻头阀门打不开，桩体上部存气、先提钻后泵料等常见问题的发生。c、打桩弃土和废弃混合料宜及时清运。施工中宜采用人工或小型设备清运。若采用人工、机械联合清运，须遵循如下原则：①严禁对设计标高以下桩体造成损害。②严禁扰动桩间土。③严禁破坏未施工桩位土，同时应减少新打桩对已打桩的扰动。施工时可采用下述方法①CFG桩施工完毕在其初凝后，应人工将桩身保护桩长大部分挖除，使其与桩身断开。②禁止大型挖掘机在打桩工作面行走。小型挖掘机行走处必须用打桩弃土铺至少70cm行走垫层。③清土施工时应严格控制标高，防止挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。不得超挖，更不允许超挖后自行回填。④运土车辆禁止进入处理范围内。打桩弃土清运完毕后，其下100mm的保护土层应人工清运。d、如果在基础开挖或剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，则必须采取补救措施。如果断裂面距桩顶较近，可接桩至设计桩顶标高。方法如图l所示。接桩过程中应保护好桩间土。图l接桩示意图5.4现场组织机构及工程管理体系5.4.1现场组织机构鉴于本工程的重要性，我方将委派注册建造师担任项目经理，总工程师主抓技术管理，由项目经理负责各生产环节的实施指挥。项目部将按照施工进度要求控制每日施工，以周密详尽的质量标准保证施工质量，确保工程的整体安全与进度。5.4.2工程管理体系由项目经理统一管理，下设施工负责人和技术负责人及其它相关人员。每台钻机设机长1名，机长、电器负责人、安全员、施工员等由施工负责人直接领导；放线员、质检员、技术员、材料员由技术负责人直接领导。每台钻机设值班班长兼前台指挥两名，混凝土泵操作手两名，钻机操作手两名，记录员两名。各岗位负责人各司其职，同时互相协助，由施工负责人统一调配。具体见施工组织机构图(图2)。5.5安全文明施工保证措施5.5.1建立健全安全保证体系安全生产管理必须坚持“安全第一，预防为主”方针，项目经理部进场后，和各专业分部一起建立健全安全保证体系，落实安全生产责任制。5.5.1.1施工现场安全纪律a、进入施工现场，必须戴安全帽，禁止吸烟，禁止酒后作业。b、施工必须严格执行交底中规定的安全技术措施，未经交底严禁作业。c、从事特种作业人员必须持有特种作业操作证，无证人员禁止操作。d、管理人员严禁违章指挥。e、施工人员必须服从现场管理人员的指挥和管理。f、禁止攀爬各类架子，跨越防护栏杆，穿行有禁行标志的出入口。g、高空作业(高度超过2m)必须正确使用安全带。h、高处施工人员禁止向下投掷物品、抛撒材料和垃圾。i、禁止挪移、拆改安全防护设施、警告、警示、提示标牌。j、明火作业必须开具用火证，并有防火措施。k、非电工禁止动用配电线路和设施。l、禁止私自拉设电线、电缆，使用电炉等用电设备。m、禁止容留外部人员留宿。现场安全管理标识a、施工现场经理部管理人员一律佩带红色安全帽；施工人员一律佩带黄色安全帽。b、配电箱为黄色，消火栓箱为红色。c、临时围挡，电缆保护木盒刷成红白相问。现场安全管理a、建立健全安全生产教育和培训制度，坚决贯彻“预防为主，安全第一”的方针，格执行安全生产制度。b、进入现场的作业人员必须先参加安全教育培训，考试合格后方可上岗作业，未经培训或考试不及格者，不得上岗作业。c、经理部设专人负责施工队的安全生产管理，进入施工现场的所有施工人员，用工手续必须齐全，并熟悉本工种安全技术操作规程，考试合格后方准上岗作业，特种作业人员必须持有效证件上岗操作和具有相适应的文化程度。d、从事特种工种作业的人员，必须进行身体检查．无妨碍本工种的疾病。正确使用个人防护用具和防护设施。进入现场必须按规定戴好安全帽禁止穿拖鞋或赤脚，在缺乏防护的高处作业必须系安全带。e、施工现场悬挂醒目的安全标语，危险部位设警示标志。f、施工现场建立责任区制度，制定负责人，设立标牌。g、作业人员严格做到干活脚下清，下班后要对作业区清查一遍，确认安全无误后方可离开现场。h、定期检修机械设备，防止带病运转，禁止超性能使用，保护装置必须灵敏有效。i、施工人员要严守安全纪律，正确使用防护用品，严谨违章指挥、违章作业。j、职工违章作业造成不良后果时，按有关规定严肃处理。k、在领导违规指挥或安全防护不良的条件下，职工有权拒绝作业，停止作业的时间工资照发。安全施工技术措施a、桩机起立立柱前，必须先支牢液压支腿，紧固好斜拉手连接螺栓。b、桩机起立立柱时，要有专人指挥，及时安装斜支腿，防止拉过位，升降要平稳、缓慢。c、桩机在支柱竖立的状态下，整机步履行车移位时，场地坡度不得大于5。，否则应平整场地。d、操作卷扬机时，两手应分别操纵提升和制动手把，但严禁两手同时按下提升和制动手把。e、每班施工前必须检查提引钢丝绳，发现钢丝绳断丝、磨损严重时，应及时更换；须检查动力头各部连接螺栓，必要时必须紧固；须检查电气设备、电缆及其接头绝缘情况，发现事故隐患及时排除。f、应先将钻头对准桩位下降到接触地面后，再开车回转。g、钻进时，遇到卡钻、机架晃动及移动、偏斜或孔内发出异常响声等情况时，要立即停钻，查明原因，处理后方可继续钻进。h、停电时，要切断电源开关，将各控制器放置在零位。i、钻杆出土应堆及时清除，严禁用手直接清除螺旋片上的泥土，严禁钻进过程中大块掉土，砸伤清土人员。j、停止施工时，应及时切断电源，清除钻机上的积土，锁好配电箱、开关箱操纵室的门。k、在移机过程中，桩机人员应随时整理电缆，使桩机不强行脱、拽线缆，亦不使桩机支腿、底盘压电缆。l、整体迁移钻机时，牵引速度不得大于15km／h。m、施工过程中各机组人员需精心配合、坚守岗位，不得嘻笑打闹。n、遇到打雷、大雨、雪及六级以上大风天气时，应停止施工。5.5.2文明旋工保证措施1．服从现场管理人员指挥，施工现场内严禁拉帮结派和寻事斗殴；搞好与总包单位、兄弟单位施工队关系，严禁正面冲突，有事找现场管理人员解决。2．工作期间不得饮酒、赌博，不得随地大小便。3．不得在施工场地内播放、观看淫秽录像和色情书籍。4．没有特殊情况，不得私自外出，外出须请假。5．施工现场内别的施工队发生事故时，不得围观，要坚守岗位。6．施工着装应基本整洁，夏天施工时不得袒胸露臂，严禁穿拖鞋进现场施工。7．施工时不得大声喧哗。8．剩菜、剩饭不得随地倾倒，应集中一处进行处理。9．爱护施工设备，不得随意破坏。10．不得偷盗现场任何施工设备、工具、物资，一旦发现，移交公安机关处理。11．举止文明，不说脏话。12．施工床具摆放应有条理；晾晒衣物需有序，不得有碍观瞻，不得影响工地整体形象。13．工地厨房基本整洁，须保证入口食品的卫生。5.6施工设备组织 具体设备情况见下表：表3主要施工机械一览表仪器或设备名称型号规格数量备注CFG长螺旋钻机YTZ203台100KW每台混凝土输送泵403台70KW每台电焊机XBF-3002台10KW每台配电箱/3个/试块模具10018套/混凝土输送管/每套设100~200米/水准仪AL2222套/5.7人员调配计划本工程项目经理部常驻组织机构见表4。表4项目经理部常驻组织机构岗位职责项目经理负责全面工作现场经理现场施工负责技术负责人现场技术负责技术／资料员现场技术和资料管理质检员现场生产和质量管理测量员测量放线、边坡位移观测安全员、电工现场安全生产、用电管理根据本工程的特点，我方选调优秀的专业化施工队伍，按既分工又合作的方式统一组织，计划共投入劳动力：CFG成桩20—25人，清土、褥垫层20—25人。施工人员进场进行施工作业前，统一由项目部组织进行安全、文明施工教育，带领所有施工人员对施工现场进行参观和讲解，使全体施工人员了解现场的安全设施和使用方法及要领，并由各队队长进行专业施工安全、文明施工教育。在全体施工作业人员的思想上牢固树立安全、文明施工的意思和思想。以各专业施工队为单位，进行安全、文明施工教育考核，经“三级"安全、文明生产教育学习和考核后，施工人员才能进入生产作业班组进行现场作业施5.8各项目标的保证措施5.8.1质量保证措施⒈按照ISO9000质量认证体系加强质量管理工程施工服从工程项目部的统一管理和指挥，加强质量管理，确保工程安全顺利完成。工地管理人员要协同努力，各尽其职，保证工程质量，为保证压灌桩连续施工，采取三班轮流施工。工程负责：组织贯彻各项质量管理制度，协调解决质量工程中的问题，通过严格的质量管理工作，向甲方交付符合有关规范、规定质量要求的合格工程。工地管理：做好施工准备，负责供应质量合格的材料并及时提供产品、材料的合格证明，合理进行施工部署的安排，做好工地生产的安全工作，把生产安全的保证工程质量放在首位。技术管理：认真熟悉图纸，正确进行技术交底、分项检查、工序交接检查、质量控制、验收工作及负责处理施工中出现的问题。工地根据情况设专职质检员负责工程各阶段的质量检查、控制工作，按国家有关规范、规定进行工程质量验收工作。⒉质量监督隐蔽工程自检、联检签认后，申报监理工程师和甲方驻工地代表复检，认定合格后，由监理签字后再进行下道工序。施工中项目经理和有关人员应认真接受质量监督部门对工程项目进行的质量监督工作，遵守质量监督的有关规定，虚心听取质量监督人员的意见，并为质量监督工作提供必要的方便。工程项目的施工人员应按计划提前4-12小时通知质量监督人员到现场对报验的部位、项目进行核验，对提出的问题做到及时处理，经核验后方可进行下道工序施工。工程完工后，及时向建设单位和质量监督单位申报核验，同时提交有关工程技术资料，经质量监督单位核验后方可交付和提交竣工报告。⒊质量验收要求⑴标准工艺要求a、桩身直径不小于设计值;b、桩中心位移偏差70（垂直轴线方向），150（轴线方向）；c、垂直允许偏差1%；⑵技术规范要求工程质量按照国家施工及验收规范等规定进行质量检查、检测的验收。a、由专职人员对原材料进行检查、检测的管理，严把质量关。b、按照设计的施工要求进行施工。c、做好各班组的自检工作和交接工作。d、做好隐蔽工程的验收工作，防止质量隐患。e、做好施工记录、技术资料保管工作，保证资料齐全。f、严格按照国家行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）有关条款施工。g、砼施工严格按照《混凝土结构工程施工验收规范》（GB50204—2002）有关规定执行。⑶桩顶标高控制根据场地自然地坪标高和已知的桩端标高，在长螺旋钻机钻杆上作标识以确定桩长，保证钻进深度不小于设计桩长。为保证桩顶标高满足设计要求，设专职人员负责控制标高。5.8.2工期的控制目的及保证措施严格执行工程进度计划，各工序密切配合，步调一致，确保工期。⑴严格执行各工序的进度计划，施工信息及时反馈，及时调整，以保证工期。⑵充分调动施工人员的积极性，急工程之所急，想工程之所想，有效缩短各工序施工时间及衔接时间。⑶确保设备正常运转，充分发挥设备的工作效率。⑷加强设备零配件及燃、油料的采买工作，现场建立二级库，减少设备维修时间。⑸各工序人员应密切协作，听从项目部的调配。⑹设专人进行现场施工管理协调，发现问题及时解决。5.8.3安全生产及其保证措施安全是工程顺利施工的关键，本工程成立以项目经理为首的安全生产管理小组，设立安全生产执法检查组，班组设置安全员，全面负责工程的一切安全问题，其具体措施如下：⑴加强安全生产教育，树立“安全第一，预防为主”的思想。⑵建立安全生产制度，工作做到“四有、四尽、四查”。⑶进入施工现场的工作人员必须戴安全帽。⑷钻机司机必须持证上岗，严禁非司机操作，司机应严格执行操作规程。⑸开机前检查各部件确认无异常，方可试运转。⑹运转中严禁维修保养，发现异常必须先停机，拉闸断电后再排除故障。⑺在电源旁设醒目的标志，电缆要高架或深埋，施工现场所有电气设备和线路的绝缘必须良好，接头不准裸露。用电设备要一机一闸一漏一箱。⑻工具不应随地乱放，应及时在工具箱内，做到文明施工。5.8.4环保措施⑴现场不能因走车尘土飞扬，应定时撒水。⑵车轮不带泥砂出现场.⑶施工现场做到清洁整齐，无积水，无垃圾。⑷现场茶炉做到无黑烟，施工用办公室，应保持清洁，窗明几净；宿舍整齐卫生。⑸夜间施工不得大声喧哗，尽量减小人为