格构立柱基础施工方案

格构立柱基础施工方案一、编制依据1.本项目岩土工程勘察报告、基坑支护设计图纸、格构立柱及基础专项设计说明；2.《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018；3.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015（2017年版）；4.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；5.《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002；6.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011；7.《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016；8.项目所在地建设行政主管部门发布的基坑工程管理相关规定。二、工程概况2.1项目总体概况本项目总建筑面积12.6万㎡，其中地下3层，地上24层，基坑开挖深度为14.2m~16.8m，采用“灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕+两道混凝土内支撑”的支护体系。内支撑体系的竖向承载构件采用格构立柱，立柱下方设置灌注桩基础，作为支撑梁、栈桥板的竖向承重结构，承担施工阶段支撑自重、施工荷载、栈桥通行荷载及土方开挖阶段的水平力传递作用。2.2格构立柱及基础设计参数本项目共设置格构立柱186根，其中栈桥区域立柱32根，普通支撑区域立柱154根，具体参数如下：1.立柱基础灌注桩：桩径均为φ1000mm，桩身混凝土强度等级C35，有效桩长18m，桩端进入⑤层粉质黏土层不少于3m，单桩竖向抗压承载力特征值不小于2200kN；桩身主筋采用16Φ20HRB400E钢筋，通长布置，箍筋采用Φ8@100/200螺旋箍，桩顶以下3m范围箍筋加密，加密区间距100mm，桩身设置3Φ16加劲箍，间距2000mm；桩顶标高为-11.5m，低于第一道支撑梁底标高300mm。2.格构柱：采用4根L160×16等边角钢作为主肢，缀板采用-8mm厚、200mm宽钢板，缀板竖向间距400mm，格构柱截面尺寸为460mm×460mm；材质均为Q235B，焊缝等级为二级；格构柱总长度15.8m，其中插入灌注桩深度为3m，外露桩顶以上长度12.8m，顶部伸入第一道支撑梁内500mm，与支撑梁主筋焊接固定。3.防腐要求：格构柱表面涂刷环氧富锌防锈漆两道，漆膜厚度不小于80μm，插入灌注桩部分不涂刷防锈漆，保证与混凝土握裹力。2.3地质条件格构立柱基础施工深度范围内地层分布自上而下依次为：①1层素填土（平均厚度2.2m）、①2层杂填土（平均厚度1.8m）、②层粉质黏土（平均厚度3.5m，承载力特征值fak=180kPa）、③层淤泥质粉质黏土（平均厚度4.7m，fak=80kPa）、④层粉质黏土（平均厚度6.3m，fak=210kPa）、⑤层粉质黏土（平均厚度大于8m，fak=280kPa）。场地地下稳定水位埋深1.2m~1.8m，水位年变幅0.5m~1.2m，地下水类型为孔隙潜水，对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋结构在干湿交替环境下具微腐蚀性。三、施工部署3.1施工顺序安排格构立柱基础施工在三轴搅拌桩止水帷幕施工完成、场地平整到位后开展，与支护灌注桩施工穿插进行，总体遵循“先栈桥区域、后普通支撑区域，由北向南逐段推进”的原则，避免后续土方开挖阶段工序交叉冲突。单根格构立柱基础施工流程为：测量放线→钻机就位→灌注桩成孔→清孔验收→钢筋笼与格构柱拼装吊装→安放导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出护筒→桩头回填→成品保护。3.2人员配置成立格构立柱基础专项施工班组，配置管理人员及作业人员如下：岗位人数职责说明施工负责人1全面负责施工进度、资源协调、质量安全管控技术负责人1负责技术交底、图纸会审、质量验收、技术问题处理测量员2负责定位放线、标高控制、垂直度监测、点位复核质检员1负责各工序质量检查、验收资料填写、不合格项整改跟踪安全员1负责安全交底、现场隐患排查、临电防护、特种设备作业监督钻机操作工4负责钻机操作、成孔施工、设备日常维护起重工4负责钢筋笼、格构柱吊装、导管安拆钢筋工6负责钢筋笼制作、钢筋笼与格构柱焊接固定焊工4负责格构柱加工、缀板焊接、节点连接施工混凝土工4负责混凝土灌注、导管插拔、桩头回填普工8负责场地清理、材料转运、辅助作业设备名称型号规格数量性能参数要求回转钻机GPS-102台成孔深度≥30m，适配φ1000mm桩径履带式起重机25t1台主臂长度≥25m，满足吊装深度要求挖掘机PC2201台负责场地平整、护筒埋设、桩头回填交流弧焊机BX-5004台额定电流≥500A，满足厚钢板焊接要求钢筋切断机GQ401台可切割直径≤40mm钢筋钢筋弯曲机GW401台可弯曲直径≤40mm钢筋混凝土导管φ250mm2套单节长度2m/0.5m，总长度≥25m测斜仪CX-3C1台测量精度±0.1°，用于格构柱垂直度检测坍落度筒标准型2个检测混凝土坍落度试模150mm×150mm×150mm3组混凝土试块制作格构立柱基础总施工工期22天，其中栈桥区域32根计划8天完成，普通支撑区域154根计划14天完成，每台钻机日均成孔5~6根，穿插进行钢筋笼吊装、混凝土灌注工序，保证工序无间歇。四、施工准备4.1技术准备1.组织施工、技术、质量、安全人员熟悉设计图纸，核对格构立柱桩位坐标、标高、配筋及力学参数，完成图纸会审，形成会审记录并签字确认。2.编制专项施工方案并完成内部审核、监理单位审批，对所有作业人员进行书面技术交底和安全交底，交底内容覆盖工艺参数、质量标准、风险防控、应急措施，所有交底均履行签字手续，留存交底记录。3.测量人员对接业主单位移交的水准点、坐标控制点，完成现场控制点闭合复测，精度满足二级导线测量要求，坐标误差≤5mm，标高误差≤3mm，根据设计图纸放样每根格构立柱桩位，打入木桩标记，桩位偏差不大于10mm，放样完成后报监理单位复核，复核通过后方可施工。4.提前联系商品混凝土供应商，确认C35水下混凝土配合比，要求坍落度180mm~220mm，初凝时间≥6h，粗骨料粒径5mm~25mm，含砂率40%~45%，出具配合比报告并报监理审核。4.2材料准备1.钢筋、角钢、钢板等原材料按计划进场，提供出厂质量证明文件，进场后按规范要求取样送检，钢筋力学性能、角钢屈服强度、抗拉强度、伸长率等指标合格后方可使用，严禁不合格材料进场。2.格构柱提前在加工场集中预制，按设计图纸下料，主肢角钢下料长度误差控制在±10mm以内，端部切割面平整度偏差不大于2mm；缀板与主肢采用满焊连接，焊缝高度≥10mm，焊缝表面无气孔、夹渣、裂纹、焊瘤等缺陷，加工完成后逐根检查焊缝质量，按二级焊缝要求进行超声波探伤检测，探伤比例20%，合格后涂刷防锈漆，分类堆放并标识编号，对应桩位使用。3.灌注桩钢筋笼提前加工，主筋连接采用滚轧直螺纹连接，接头等级为I级，同一截面接头率不大于50%，箍筋与主筋采用点焊固定，加劲箍与主筋满焊，钢筋笼加工完成后检查直径偏差≤±10mm，长度偏差≤±50mm，箍筋间距偏差≤±20mm，验收合格后堆放至指定区域，堆放高度不超过2层，防止变形。4.3现场准备1.施工场地采用200mm厚C20混凝土硬化，平整度偏差不大于20mm，承载力满足钻机行走、吊装作业要求，避免施工过程中钻机不均匀沉降导致成孔倾斜。2.沿施工区域设置环形排水沟，沟宽300mm、深400mm，坡度3‰，每隔30m设置1个沉淀池，沉淀池尺寸1.5m×1.5m×1.2m，泥浆经沉淀后达标排入市政管网，沉渣定期清理外运。3.现场临时用电采用TN-S系统，三级配电两级保护，钻机、焊机等设备接地电阻≤4Ω，配电箱设防雨棚、上锁，由专人负责管理，夜间施工设置足够照明，照明度不低于50lux。4.埋设钢护筒，护筒采用δ=10mm厚钢板卷制，直径1200mm，高度2.5m，护筒顶部高出地面300mm，埋设时护筒中心与桩位中心偏差不大于20mm，护筒垂直度偏差不大于0.5%，周边采用黏土分层夯实，防止护筒移位、漏浆。五、主要施工工艺及操作要点5.1灌注桩成孔1.钻机就位前对钻机性能进行全面检查，保证钻杆垂直、钻头磨损量不超过10mm，钻机底座垫设钢板，保持水平稳固，钻机立轴中心与桩位中心对中，偏差不大于10mm，采用水平尺检查钻机平台平整度，偏差不大于2mm/m。2.成孔采用正循环钻进工艺，泥浆比重根据地层调整：杂填土层、淤泥质土层施工时泥浆比重控制在1.2~1.3，黏度18~22s，含砂率≤4%；进入粉质黏土层后泥浆比重调整为1.1~1.2，黏度16~20s，含砂率≤3%，施工过程中定期检测泥浆指标，及时调整。3.钻进过程中控制钻进速度：杂填土层≤1.0m/min，淤泥质土层≤0.8m/min，粉质黏土层≤1.2m/min，避免进尺过快导致孔壁坍塌、缩径；每钻进3m复核一次钻杆垂直度，偏差不大于0.5%，发现倾斜及时调整。4.钻进至设计桩底标高后，停止钻进，采用测绳测量孔深，测绳提前经钢尺校核，误差不大于10mm，孔深允许偏差+300mm，保证桩端进入持力层深度满足设计要求；孔深验收合格后进行第一次清孔，置换孔内泥浆，清孔后泥浆比重≤1.15，含砂率≤2%，孔底沉渣厚度≤50mm。5.2钢筋笼与格构柱拼装吊装1.钢筋笼验收合格后，在孔口与格构柱进行拼装，首先将格构柱插入钢筋笼内部3m，格构柱中心与钢筋笼中心对齐，偏差不大于5mm；采用4根Φ20HRB400E钢筋作为连接筋，一端与格构柱主肢角钢焊接，另一端与钢筋笼主筋焊接，焊接长度≥10d（d为钢筋直径），沿钢筋笼周圈均匀布置4道连接点，每道焊接长度不小于200mm，保证吊装过程中钢筋笼与格构柱不脱落、不变形。2.拼装完成后，在格构柱顶部4个角点焊接吊耳，采用25t履带式起重机四点吊装，吊装前检查钢丝绳、卸扣的完好性，吊装过程中保持构件平稳，避免晃动碰撞孔壁，吊放入孔时速度缓慢，居中下放，严禁强行冲击下放。3.下放至设计标高后，采用2根I20a工字钢穿过格构柱缀板间隙，担在护筒顶部的钢垫梁上，调整格构柱位置：首先采用全站仪校核格构柱中心坐标，偏差不大于10mm；再采用2台经纬仪从相互垂直的两个方向监测格构柱垂直度，偏差不大于1/300，且总偏差不大于20mm；同时校核格构柱顶部标高，偏差不大于±5mm，调整到位后将工字钢与护筒焊接固定，防止灌注混凝土过程中格构柱上浮、移位。5.3水下混凝土灌注1.安放φ250mm混凝土导管，导管采用丝扣连接，连接时加设橡胶密封圈，保证密封不漏浆，导管底部距孔底距离控制在300mm~500mm，导管安放完成后进行二次清孔，采用泥浆泵置换孔内泥浆，清孔后再次检测孔底沉渣厚度，≤50mm为合格，清孔完成后30min内必须灌注混凝土。2.混凝土灌注前检查坍落度，每车均检测，坍落度控制在180mm~220mm，不符合要求的混凝土严禁使用；首批混凝土灌注量不小于1.8m³，保证导管埋入混凝土深度≥1.0m，首批灌注采用隔水球法，料斗储存足够混凝土后剪断隔水球钢丝绳，连续灌注。3.灌注过程中连续进行，中断时间不超过30min，每灌注3m测量一次混凝土面高度，计算导管埋深，控制导管埋深在2m~6m，严禁导管拔出混凝土面；专人负责记录灌注量、混凝土面标高，计算充盈系数，要求充盈系数在1.05~1.2之间，小于1.05时查明原因，大于1.2时检查是否存在扩径、漏浆问题。4.灌注至桩顶设计标高以上0.8m~1.0m，保证桩顶混凝土强度满足设计要求，避免桩头浮浆影响质量；灌注完成后，缓慢拔出导管，最后一节导管拔出时速度控制在0.3m/min以内，防止桩顶形成空洞。5.4桩头回填及成品保护1.混凝土灌注完成后12h内拔出护筒，采用素土分层回填桩孔上部空孔，每层厚度不大于300mm，夯实度不小于93%，回填至地面平齐，防止人员、机械坠落。2.格构柱顶部采用塑料布包裹保护，避免焊接火花、混凝土残渣污染防锈漆；回填过程中禁止机械碰撞格构柱，桩位周边1m范围内禁止堆放重物；安排专人定期巡查格构柱垂直度、标高，发现移位、倾斜立即上报处理。3.灌注桩混凝土强度达到5MPa前，禁止钻机、起重机等重型机械在桩位周边3m范围内行走，避免扰动桩身。六、质量控制标准及检验要求6.1原材料质量检验1.钢筋：每60t为一个检验批，取样做屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验，合格后方可使用。2.型钢：每批同规格、同炉批号的角钢、钢板每60t为一个检验批，取样做力学性能试验，合格后方可使用。3.焊接材料：焊条、焊丝要有出厂合格证，按批次进行烘焙，烘焙温度150℃~200℃，烘焙时间1~2h，随用随取。6.2格构柱加工质量标准检查项目允许偏差检查方法检验频率截面尺寸±3mm钢尺测量每根全数检查主肢角钢长度±10mm钢尺测量每根全数检查缀板间距±5mm钢尺测量每根抽查20%格构柱弯曲矢高≤1/1000且≤10mm拉线、钢尺测量每根全数检查端部平整度≤2mm直角尺、塞尺测量每根全数检查焊缝高度≥10mm焊缝量规测量每根抽查30%焊缝焊缝探伤检测合格超声波探伤仪检测每批20%焊缝检查项目允许偏差检查方法检验频率桩位偏差≤50mm全站仪测量全数检查孔深+300mm测绳测量全数检查孔径≥1000mm井径仪测量抽查20%垂直度≤1/100测斜仪测量全数检查孔底沉渣厚度≤50mm测绳测量全数检查钢筋笼主筋间距±10mm钢尺测量每根抽查10个点钢筋笼直径±10mm钢尺测量每根抽查3个断面混凝土坍落度180~220mm坍落度筒测量每车检查桩身混凝土强度符合设计要求试块抗压试验、钻芯检测每根留置1组试块，按总桩数10%钻芯检测单桩承载力符合设计要求静载试验按总桩数1%且不少于3根检测检查项目允许偏差检查方法检验频率中心位置偏差≤10mm全站仪测量全数检查垂直度≤1/300且≤20mm经纬仪、测斜仪测量全数检查顶部标高±5mm水准仪测量全数检查插入灌注桩深度≥3000mm钢尺测量全数检查7.1起重吊装安全1.起重机司机、信号司索工必须持证上岗，作业前检查起重机支腿、钢丝绳、吊钩、限位装置完好性，支腿底部垫设钢板，承载力满足要求，吊装半径范围内严禁站人。2.吊装前验算吊重、吊装半径、臂长，25t起重机主臂长20m、作业半径8m时额定起重量为7.2t，钢筋笼+格构柱总重量约3.8t，满足吊装要求，严禁超载吊装。3.吊装时设专人指挥，信号统一、清晰，风力大于6级时停止吊装作业，雨天、雾天能见度不足10m时停止吊装。7.2施工用电安全1.所有用电设备均接零接地，设置漏电保护器，漏电动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s，电缆线架空或穿管埋设，严禁碾压、浸泡。2.电焊机设置二次空载降压保护器，焊把线绝缘完好，接头不超过3个，操作人员佩戴绝缘手套、绝缘鞋。3.现场配电箱上锁，由持证电工负责管理，每日巡查用电线路，发现破损、老化立即更换，严禁私拉乱接。7.3钻孔施工安全1.钻机作业时操作人员严禁离开岗位，钻孔过程中禁止用手触摸钻杆，发现异响、晃动立即停机检查，排除故障后方可继续施工。2.成孔后未下放钢筋笼前，孔口设置盖板防护，设置警示标志，防止人员坠落。3.泥浆池周边设置1.2m高防护栏杆，挂密目安全网，设置警示灯，严禁人员靠近。7.4焊接作业安全1.焊接作业人员佩戴电焊面罩、防护手套，作业区域周边10m内严禁堆放易燃、易爆物品，配备2具4kg干粉灭火器。2.高处焊接作业时设置接火斗，防止焊渣坠落引发火灾，风力大于5级时停止露天焊接作业。八、应急处置措施8.1常见施工风险及处置1.孔壁坍塌：成孔过程中发现孔内泥浆液面突然下降、孔口冒气泡、钻进速度突然变慢，判定为孔壁坍塌，立即停止钻进，拔出钻杆，回填黏土至坍塌面以上2m