桩地基处理方案.docx

内蒙古地矿地质工程勘察有限责任公司

二O一一年三月

目 录
1、工程概况 3
2、工程地质和水文地质条件 4
3 、复合地基设计计算 4
3.1、设计计算依据 4
3.2、地基处理设计参数的选取 5
3.3、设计计算 5
3.4 设计计算结果 8
4 、施工组织方案 9
4.1 施工组织设计编制依据 9
4.2 施工工程量 9
4.3 施工人员计划 9
4.4 施工设备计划 10
4.5 施工材料、水、电计划 10
4.6 CFG桩施工工艺及工序 11
4.7施工总体部署 11
5 、施工质量要求及主要控制措施 14
5.1施工质量要求 14
5.2施工质量管理体系 15
5.3质量检验与试验 15
5.4关键过程和特殊过程工序质量控制措施 16
6 、进度计划 17
7 、施工安全、消防与文明施工管理 17
8 、业主应提供的条件 19
附件：计算书
附图：海亮广场二期CFG地基处理工程布桩图

1、工程概况
受建设单位委托，我公司对海亮广场一期（Ⅱ）工程1#楼进行CFG桩地基处理的设计。拟建的海亮广场一期（Ⅱ）工程1#楼位于呼和浩特市中山路南侧，海亮广场一期工程西南侧。拟建建筑物高33层，地下3层，基础处理范围东西长43.4米，南北宽44.1米，框架结构。
根据勘察单位提供的勘察报告，本工程基础底部深度-14.5米，做完基坑边坡支护，然后进行CFG桩地基处理的施工.
根据甲方提供的《岩土工程勘察报告》所提供的地质资料显示：在开挖深度-14.50米处，拟建工程所揭露的地基土主要为②粉土层，承载力特征值为160kPa。③粉细砂层，承载力特征值为160kPa。④砾砂层，承载力特征值为380kPa.⑤粉质粘土层，承载力特征值为220kPa。由于持力层及下卧层不能满足建筑物地基的承载力和沉降要求，须进行地基处理。本次设计拟采用钻孔压灌CFG桩处理方案，选择⑤粉质粘土层作为桩端持力层，要求处理后建筑物最终沉降量≤50mm。
根据设计院提供的地基承载力为670KPa。根据1#楼周边地下室结构重量，1#楼深度修正值为4.1米。最终按照正式图纸确定。
2、工程地质和水文地质条件
根据甲方提供的《岩土工程勘察报告》所提供的地质资料显示：拟建场地地形平坦，主要依据勘察孔1-zk1～1-zk8,主要地层条件摘述如下表。
设计时采用土层
土层
板顶平均埋深(m)
层底平均埋深(m)
层厚(m)
①杂填土
——
——
3.97
②粉土
——
——
1.43
③粉砂
——
——
1.17
④砾砂
——
——
12.33
细砂
——
——
2.33
粉质粘土
——
——
30.0
施工时稳定地下水位平均埋深－15.0米。
3 、复合地基设计计算
3.1、设计计算依据
（1）《岩土工程勘察报告》；
（2）设计单位提供的基础平面图及相关说明；
（3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258－97）；
（4）《混凝土结构设计规范 》（GB50010-2002）；
（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
（6）《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）；
（7）《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）；
（8）建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2002）。
3.2、地基处理设计参数的选取

3.97

1.43
③粉砂
1.17
④砾砂
12.33
⑤细砂
2.23
⑥粘性土
18.87
⑦粘性土
20

④砾砂
120
2000
35
380
⑤细砂
60
800
12.37
200
⑥粘性土
60
1100
19.63
220
⑦粘性土
60

220
注：地层参数主要取自1-zk1～1-zk8,粉质粘土压缩模量20～40米按照0.4～0.8MPA范围段取值，超过40米以上，按照0.8～1.6MPA范围段取值。
3.3、设计计算
按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）有关的规定，结合地质条件和该地区已有的CFG桩施工实践经验及结构设计要求(处理后建筑物最终沉降量≤50mm)。
布桩方案：
海亮广场二期工程1#楼桩间距1.20米，桩径400㎜，桩长25.0米的正方形布桩方案， CFG桩地基处理进行承载力和沉降计算，详细计算过程如下：
1）、单桩承载力特征值Rk：
单桩承载力特征值Rk可按下式计算，并取小值：

或
或

式中：
γsp—安全系数，取2.0；
Up—桩的周长；
qsi—桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qp—桩的极限端阻力标准值；
Li—第i层土的厚度；
—桩体混合料试块（边长150mm立方体）标准养护28d立方体抗压强度平均值（kPa），本次设计采用C20混凝土。
由桩长计算得单桩承载力特征值=1193.8kN。
由设计单位要求地基承载力计算得单桩承载力特征值=498kN。
2）、面积置换率m
参照《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002(7.2.8-2)：

d ——桩身平均直径（m）
de——每根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；
正方形布桩，其中s为桩间距。
3）、估算复合地基承载力特征值fsp,k计算
复合地基承载力特征值fsp,k可按下式计算：

式中：
fsp,k—复合地基承载力特征值（KPa）；
m—面积置换率；
AP—桩的截面面积（m2）；
fk—自然地基承载力特征值, 取380 Kpa；
α—加固后桩间土承载力特征值与天然地基承载力特征值之比，取1.1；
β—桩间土强度发挥系数，取0.85；
Rk—单桩承载力特征值（kN）。
计算得复合地基承载力特征值。
4）、沉降计算
按规范分层总和法进行沉降计算：

=4.80
计算结果见附件CFG桩计算结果。
3.4 设计计算结果
按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）的有关规定，结合地质条件和结构设计要求，通过计算分析，海亮广场一期（Ⅱ）工程1#楼设计结果如下表：
CFG桩复合地基设计方案
名称
布置形式
桩径（mm）
桩间距（m）
桩长(m)
桩数
（根）
复合地基承载力特征值(kPa )
单桩承载李载力特值(kN )
最大沉降量(㎜)
1#
矩形
400
1.2×1.2
26
1406
670
498
49.93
备注：桩长包括保护层厚度50cm；
根据有关规范、规程并结合当地已有的CFG桩施工实践经验及本工程的规模和结构特征，设计如下：
（1）工程桩径400mm，有效桩长26.50米，保护桩长为0.5米, 桩间距1.2×1.2米；桩体试块抗压强度平均值≥20MPa (fcu≥3)；
（2）桩顶以上铺设褥垫层200mm，夯填度不大于0.9；
（3）桩矩形布置；
（4）混凝土标号采用C20；
（5）建筑物最终预估沉降量49.96mm。
4 、施工组织方案
根据设计方案和业主要求，本工程的主要内容包括如下三个方面：一是钻孔压灌CFG桩的施工，二是成孔出土和桩间土的清运，三是凿桩头和中粗砂褥垫层的施工。根据以上施工内容，结合业主对工期等的要求，为便于现场施工管理，特编制此施工组织。
4.1 施工组织设计编制依据
(1)、《岩土工程勘察报告》；
(2)、《地基处理要求文件》；
(3)、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）；
(4)、《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）；
(5)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2002）
4.2 施工工程量
根据业主最终提供的图纸按设计方案计算。
4.3 施工人员计划
建立由项目经理领导、项目副经理中间控制，技术质量组全体人员基层检查的管理系统，以确保各项质量保证措施落实到各分部工程及各道工序中。并在施工过程中设专职质量员，班组设兼职质量员进行自检互检，发现不符合质量标准的问题及时纠正。施工人员组织管理机构如下：
项目经理部

技术组 质检组 安全组 预算组

测量队 土方施工队 桩基施工队 材料设备组
技术质量管理人员5人，电工1名，电焊工2名，钻机操作工6人，打桩工人10人，土方施工工人20人。
4.4 施工设备计划
组织三个班组并行进行打桩施工，设备安排如下表
施工设备一览表
CFG桩钻机（110kVA）
1台
砼输送泵（70kVA）
1台
挖掘机
1台
混凝土运输车
数台
手推车
15辆
闸箱
4个
铁锹
30把
土方运输车
数台
水准仪
1台
经纬仪
1台
4.5 施工材料、水、电计划
因现场条件所限，以及施工规范的有关建筑施工要求，本工程地基处理施工采用商品混凝土CFG混合料，强度C20，坍落度要求为180mm（规范坍落度要求160-180㎜）。另外，褥垫层材料选用粒径5—16mm碎石、中粗砂或级配砂石。
施工用电量：现场100m范围内，最大约400kVA。
施工用水：1根6分水管接至施工现场。
生活用水：1根6分自来水管接至办公生活区。
4.6 CFG桩施工工艺及工序
本工程施工采用螺旋钻机成孔，钻孔后不提起螺旋钻头，直接通过空心钻杆压力灌注CFG混合料自下而上成桩。CFG桩施工工艺流程为：搅拌CFG混合料→长螺旋钻机就位、成孔→钻至孔底后，不提起螺旋钻头，直接通过空心钻杆压力灌注CFG混合料→边提升钻杆，边压灌CFG混合料→成桩、桩体养护。
工序为：施工水电附属设施准备→机械设备安装调试→施放桩位点→验线、验桩位点→成桩→清土、凿桩头；同时进行复合地基质量检测→验槽→褥垫层施工。
4.7施工总体部署
工程进度流程为：1、人员进场、搭设临建2、场地三通一平、材料进场报验3、定位测量放线、桩位放点4、测量验线 5、打桩设备进场、组装与调试6、CFG桩施工、成孔出土清理外运7、打桩施工机械设备退场8、复合地基检测9、清槽、凿桩头10、验槽11、褥垫层施工12、移交土建施工单位。具体施工过程如下：
1、施工准备工作
(1)、现场应保证三通一平；
(2)、搭设临建，布置现场；
(3)、接通水、电；
(4)、商品混凝土（CFG）配合比申请、预定；
(5)、施工机械进场、安装与调试；
(6)、组织有关技术人员熟悉图纸及技术要求；
(7)、学习有关法令、法规及甲方对现场的管理要求；
(8)、技术、安全交底。
2、施工测量放线
依据总包单位和业主提供的楼座轴线控制点和高程水准点，绘制“控制点交底图”，会同监理验线后，按CFG桩施工方案图进行基础定位线和桩位点施放。桩位点用竹筷并点作标记。
3、打桩施工
桩位点验线合格后，按照设计的要求，采用合格的商品混凝土（CFG混合料）进行桩的施工。
4、清理成孔出土及桩间土
因施工工期较为紧张，打桩施工过程中，可以安排人员及时进行打桩成孔出土的清运，特别是清理桩顶以上超灌的CFG混合料，及时清理，避免后期桩头过长，难以凿运。打桩施工结束后，可进行余土清理。清槽采用人工与机械配合作业，范围为CFG桩处理范围，应先清除成孔出土，后清除打桩保护层部分土。先清桩间土，后凿桩头。清土时，力求槽底平整，尽量避免扰动桩间土，防止超挖。清除的土应及时外运消纳。若有扰动土，必须清除，对于超挖部分，可用褥垫层找平。
5、凿桩头
凿桩头时，应用两根钢钎沿桩头根部对称开凿，避免桩体产生深部劈裂。要求桩顶凿平，槽底平整。若桩头断裂深度超过桩顶标高位置10cm以上，需用同标号混凝土补平，若不超过10cm，则直接用褥垫层材料填平即可。施工过程中要严禁大型机械设备进入开挖后的基槽。
6、检测
按照规范的有关要求，进行0.5%根（单体工程不少于3点）单桩复合地基静力载荷试验和总桩数的10%低应变动测。静载试验桩龄期不得少于20日。具体检测过程与要求，可按照有关规范进行。
7、褥垫层施工
褥垫层沿基槽满槽铺设。褥垫层材料采用级配砂石（中粗砂），褥垫层密实度按填夯度指标来进行控制，虚铺22-23cm厚，平板振动器夯实，夯实后厚度达到20cm即可，夯填度不大于0.9。若遇扰动土，砂石垫层施工前，必须进行清除。
8、清理现场，渣土消纳
复合地基施工结束后，将现场余土、余料及桩头等清理干净，做到“活完场清”，以便总包单位顺利进行下道工序的施工。
5 、施工质量要求及主要控制措施
5.1施工质量要求
1、施工材料
考虑本工程的重要性，在正式打桩施工前，对于商品混凝土，根据以往的施工经验和国家规范，实验试应做好混凝土的配合比实验，保证CFG桩施工的顺利进行。施工中，对所用的原材料，进场时需有相应的质量证明文件，加强现场检验工作，坚决杜决不合格材料流入施工工序。
2、打桩施工
施工过程中，现场设专人监测并做好施工记录、预检工程检查记录、隐蔽工程检查记录等，杜绝不合格产品进入下道工序，积极配合甲方、总包方的工作，把好质量关。施工主要质量控制指标如下表
成桩施工质量控制指标一览表
序号
指 标
设计值
允许编差
1
桩长 (mm)
设计值(以开挖后的槽底标高控制，见技术交底)
+100
2
成桩垂直度 (mm)
0
<1.0H%
3
坍落度 (mm)
180（规范要求160～200）
±2
4
桩径 (mm)
400
-20
5
桩位偏差(mm)

0.4d(160)
6
褥垫层厚度(mm)
200
±20
7
褥垫层夯填度
≤0.9

8
CFG混合料强度(MPa)
≥20.0

施工前，对各施工工序人员进行技术交底，施工过程中，每日需按照施工桩数的5%，对以上的施工技术要求指标进行抽检，确保施工质量满足设计和施工规范要求。施工结束后，做好竣工质量检验以及工程质量评定。
5.2施工质量管理体系
施工质量管理体系，详见下表
施工质量管理体系表
职能部门
职 责

项目经理

1．对本工程施工质量全面负责
2．及时了解掌握本工程质量情况
3．对反馈的质量问题信息，及时安排落实人员、设备和资金来解决问题

技术
负责人
1．施工前认真熟悉、审查图纸
2．施工中根据技术交底严格施工
3．对每日获取的技术资料及时分类归档，并检查其真实可靠性，发现问题立即向项目总工反映
4．负责每日施工中的试验检验工作，发现不合格的，立即停止使用和施工
质检员
1．根据施工进度情况，及时作质量抽检
2．对原材料及时验证及送检
3．对施工质量进行检查评定
安全员
组织现场的安全、劳动纪律、文明施工教育，制定相应的规章制度并负责监督检查
记录员
1．对所负责机组施工情况如实记录
2．对每日记录资料及时汇总，交技术负责人归档
5.3质量检验与试验
1、 测量放线检验
要求业主或建筑施工总承包单位提供书面定位放线依据，并进行现场指认。然后由测量员根据以上基础定位依据，施放轴线桩以及桩位点，桩位点可用竹筷和点白灰进行标记。经验线员和质检员复测和检验，待自检合格后，提交工程定位测量记录和基槽验线记录，报甲方（监理）工程师验收，验收合格后，方可进行下一步工作。
2、CFG混合料检验与试验
质检员首先应按规定对商品混凝土（CFG混合料）进行检验。
3、过程产品检验
质检员对钻孔进行抽检，检验内容包括：孔深、孔径、孔位偏差、垂直度偏差、混合料、桩体质量等随时进行检查，并做好施工记录及检查记录等，杜绝不合格产品进入下道工序，积极配合监理工程师及甲方的工作，把好质量关。
在施工中，还应对发现异常情况及时向项目技术负责人汇报，并有项目技术负责人汇报给监理和总包方，研究相应的解决方案。
每个班组每个工作日制作一组试块 (150×150×150mm3)，在标准条件下进行养护，送试验室作28日单轴立方体抗压强度试验，其中有见证送检试验次数必须占试验总数的30%以上。
5.4关键过程和特殊过程工序质量控制措施
1、长螺旋钻机定位时，设专人观测螺旋钻钻头锥和桩位点之间的距离，确保桩位偏差≤160mm。
2、螺旋钻机就位后，操钻人员根据钻机的水平仪调节钻机的垂直度，确保垂直度偏差≤1.0H%。
3、在螺旋钻杆上做固定标记，利用钻机支架上的深度标记进行成孔深度控制，确保孔深及桩长满足要求。
4、在施工过程中要对桩体材料灌注进行连续监控。对于钻孔压灌CFG混合料桩施工工艺，螺旋钻机钻至设计深度时，须等钻杆中孔灌满CFG混合料后，再提钻杆，边提升钻杆，边压灌CFG混合料，避免停泵待料。设专人指挥协调钻机操作手与混凝土泵操作手之间泵送CFG混合料和提升钻杆的配合，直至压灌到地面为止。
6 、进度计划
考虑到机械设备进场和安装调试，计划安排1台机械进行每日24小时连续施工。因本工程地基土强度相对较高，根据以往施工经验，计划每日每台机械完成CFG桩40-50根。据此确定正式打桩工期为10-12天。
对于成孔出土，在打桩施工期间就可以及时清运到场外消纳。对于桩间土和桩头等，可以在打桩施工结束后，以及复合地基检测期间，同时进行清运和消纳，不会影响到本工程的总体进度。
褥垫层施工，应该在复合地基检测合格，并验槽合格后，方能进行。安排3日时间完成。本工程总工期22日。
完成后交付总包单位进行下道工序施工。
7 、施工安全、消防与文明施工管理
目前，施工安全、消防，以及现场文明施工、环境保护等工作是施工中非常重要的一项工作。根据国家、呼和浩特市有关要求，结合现场条件，应作好以下各项工作。
（1）、加强安全施工意识教育，开工前，对施工人员普遍进行一次安全培训，杜绝伤亡事故。
（2）、非机电人员不准动用机电设备，机电设备防护措施要完善。施工设备操作需严格执行设备操作和保养规程，严禁违章操作。
（3）、施工人员进入现场必须带好安全帽，高空作业要系好安全带，危险部位要设明显标志。
（4）、施工现场要加强消防、保卫宣传教育。设置消防车道，配备相应的消防器材料，临建处放置灭火器，灭火器由专职检查保管。危险部位挂标识牌。并经常在现场巡查，发现隐患，立即消除。施工现场严禁吸烟。
（5）、施工搭设的临时建筑物应符合防火要求，不得使用易燃材料。临建等设施、设备按照要求安置，入口处设置标识牌。
（6）、安装电器设备必须符合技术规范和操作规程，禁止违章作业，确保施工安全。电器安装合理，定位放置，机械操作手、电工等必须持证上岗，专人维修管理，他人不得乱动。电缆安置整齐，绝对不能裸露芯线。
（7）、安装电器设备、进行电、气焊等作业，必须有合格的电工、焊工等专业技术人员操作。
（8）、机械、车辆经常进出的道路需保持通畅，若遇电缆、水管等需埋置。
（9）、注意现场卫生，严禁随地大小便、打闹。施工现场要认真搞好文明施工。
（10）、 生活区和施工区的废弃物和垃圾堆放到指定地点，撤场前保证清理干净。
8 、业主应提供的条件
1、开工前，由业主和总包方负责做好场地的三通一平工作，提供相应的材料场地、生活用地及管理人员的办公用地；
2、槽底四周基础边线以外每边预留不少于0.8m宽的工作面；
3、为保证施工机械顺利进出基槽，马道宽度至少6.5m，坡度不大于15°，配合打桩机械顺利进出基坑。
4、工程施工所需总电量为500kVA，甲方应提供满足工作要求的电源，并提供施工用水及生活用水的水源。