CFG桩地基设计及施工组织方案目录1工程概况 (1)2工程地质及水文地质条件 (1)2.1地形地貌 (1)2.2主要地层岩性 (1)2.3地下水 (2)3地基处理方案选择 (2)3.1选择原则 (2)3.2方案选择 (3)4CFG桩设计及验算 (3)4.1设计依据的主要规范及资料 (3)4.2施工设备和施工工艺的选择 (3)4.3CFG桩复合地基的参数确定 (4)4.4主要设计参数 (7)4.5设计工作量 (7)4.6关于对施工的检测 (7)5施工组织设计方案 (9)5.1项目管理组织机构及职责 (9)5.2施工准备 (9)5.3施工部署 (11)6CFG桩复合地基施工 (11)6.1CFG桩施工工艺 (11)6.2CFG桩施工工序 (12)7施工质量保证措施 (13)7.1施工质量达标要求 (13)7.2CFG桩施工质量保证措施 (13)8文明施工现场管理 (16)8.1安全防护 (16)8.2用电安全 (17)8.3机械设备安全 (18)8.4交通安全 (18)8.5防火安全 (18)8.6文明施工 (18)8.7环卫卫生 (19)8.8雨季施工措施 (19)9其他有关说明 (20)1工程概况拟建***工程场地位于*****｡拟建厂房地上3层,±0.00m标高相当于绝对标高44.80m,基础底面标高-2.3~-4.25m,相关信息见下表｡设计条件一览表表1通过勘察报告可知,拟建场地厂房基础持力层综合天然地基承载力为110kPa,无法满足建筑设计承载力要求｡受***委托,结合勘察报告中的场区工程地质条件,我院拟对厂房独立柱基采用CFG桩复合地基处理方案｡2工程地质及水文地质条件根据勘察院的《***工程岩土工程勘察报告》,场区地质情况如下:2.1地形地貌拟建场地本次勘察部分地形较平坦｡勘察施工期间测得孔口地面标高介于43.84~44.28m之间｡2.2主要地层岩性根据勘察报告,拟建场地28.0m内的地层划分为5大层及若干亚层,现就场区主要地基土岩性从上至下依次描述如下:人工填土层第①层:粉质粘土,素填土,灰褐色~黄褐色,稍湿,可塑~硬塑,以粉质粘土为主,含少量碎砖块､植物根系,部分钻孔夹①1层杂填土｡本层及夹层厚0.8~4.1m｡第②层:粘质粉土,褐黄色,稍湿~湿,密实,含云母等｡本层夹②1层粉质粘土透镜体｡本层及夹层厚0.6~4.1m｡第③层:粉质粘土,褐灰色~灰黄色,可塑~硬塑,含有机质､螺壳等｡本层夹③1层粘质粉土薄层｡本层及夹层厚1.5~4.9m｡第④层:粉质粘土,褐黄色~灰黄色,可塑~硬塑,含有机质､氧化铁等｡本层夹④1层粘质粉土､④2层粘土､④3层重粉质粘土｡最大揭露厚度15.7m｡第⑤层:重粉质粘土,褐灰色,可塑~硬塑,含有机质､氧化锰等｡本层夹⑤1层粘质粉土､⑤2层粘土｡最大揭露厚度6.7m｡2.3地下水根据勘察报告,拟建场地28.0m深度范围内钻孔揭露两层地下水,第一层地下水类型为潜水,其初见水位埋深 6.5~9.5m,初见水位标高介于34.77~37.53m;静止水位埋深4.0~7.0m,静止水位标高介于37.17~40.03m,主要分布于③1层粘质粉土及④1层粘质粉土中,补给来源主要是大气降水及地下径流,以地下径流及蒸发为主要排泄方式｡第二层地下水类型为层间水,其初见水位埋深26.30~26.50m,初见水位标高介于17.47~17.73m;静止水位埋深24.0~24.2m,静止水位标高介于19.77~20.03m,主要分布于⑤层粘质粉土中,补给来源主要是地下径流,以地下径流为主要排泄方式｡1根据拟建场区附近已有资料,拟建场区历年最高水位标高接近自然地面,近3~5年最高水位为42.0m｡场区地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性｡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､《***工程4号､5号基础平面布置图》2､《****工程岩土工程勘察报告》3､《岩土工程勘察规范》(GB50021—2002)4､《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ11—501—2009)5､《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)6､《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)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,拟建厂房基础底面坐落在第②层粘质粉土及第②1层粉质粘土上｡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,本设计方案以控制独立基础差异沉降为首要目标｡取厂房CFG桩有效桩长15m,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·Σ(qsi·Li)+qp·Ap)/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24､复合地基承载力计算根据设计提供的地基承载力要求,取f spk≥300 kPa｡5､桩土面积置换率根据公式(2)计算桩土面积置换率:f spk =m·Rk/Ap+α·β·(1-m)·fk(2)式中:fspk-复合地基承载力标准值,取300 kPa;Rk-单桩承载力标准值,由公式(1)计算;f-天然地基承载力标准值,厂房取110Kpa;km -面积置换率;α-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;β—桩间土强度发挥系数,取0.8;-桩身横截面积,0.132m2｡Ap6､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38､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=Ψs∑p0/Espi*(Zi*αi- Zi-1*αi-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ζ按公式ζ= f spk /f k确定;hi——第i层复合土体的厚度;Z i､Z i-1——基础底面至第i层土､第i-1层土底面的距离,m;αi､αi-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;ψs——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沉降计算分析一览表表5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σp=R K/A P(4) 式中:-单桩承载力标准值;Rk-桩身横截面积,0.132m2;Apσp-复合地基中桩顶平均应力(kPa)｡桩体抗压强度为f cu≥3σp (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4.5设计工作量地基处理工程量一览表表64.6关于对施工的检测施工完毕后2~3周对复合地基进行检测｡检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测｡静载荷试验采用复合地基检测,根据试验结果评价复合地基承载力,复合地基试验按《建筑地基处理技术规范》复合地基试验要点执行｡载荷试验数量不少于总桩数的0.5%,且每个单体建筑不少于3根;低应变桩身质量检测不少于总桩数的10%｡检测工作量详见表7｡地基处理检测工程量一览表表75施工组织设计方案5.1项目管理组织机构及职责为满足质量要求并确保工期､安全及文明施工,使工程顺利进行,建立如下组织机构,并进行适当人员配备｡项目组织机构图图1项目经理职责:负责工程的全面管理与指挥,认真履行合同,负责并完成本施工方案的顺利实施,签署各项指令和文件,组织并主持工程验收｡技术负责职责:负责指导和处理在施工过程中所遇到的一切技术问题,并参与施工过程的管理,作好项目经理的技术助手｡施工负责职责:负责施工管理,即对现场施工进度､质量､安全､人员和施工机械的调配等项工作｡后勤负责人职责:负责施工的一切后勤保障工作,及材料采购､设备保养维修｡安全负责人职责:负责工程现场施工及与之有关的一切安全事务｡5.2施工准备5.2.1施工现场准备1．待甲方(监理单位)对我方的相关文件批复后,尽快组织材料进场,并及时送检原材料｡2．人员､施工机械准备:工地施工人员､所用机械设备按施工组织设计的进度计划,分批分期进驻现场｡3．复测基线､水准基点｡4．组织施工技术交底｡5．准备施工记录表格及各项报表｡6．对现场场地进行平整,平整完毕后,进行施工区地面标高的抄测｡5.2.2施工水电准备1．临时用水本工程施工现场临时用水包括现场施工用水量､机械作业用水量､现场生活用水量､现场消防用水等｡2．临时用电甲方提供不小于350kw的用电量｡在施工过程中,可根据各个施工阶段特点对临电系统进行合理调整以满足现场用电要求｡5.2.3劳动力及施工机具计划1､施工主要机械设备(总用电量约350KW)2､人员配备如下5.3施工部署5.3.1施工总体流程本工程采用长螺旋成孔､泵压灌浆成桩,施工步骤:施工准备(现场临设等)平整场地→测量放线→钻机就位→螺旋钻进成孔→高压灌注→成桩→机械和人工联合开挖清土→凿桩头→铺褥垫层→工程验收→工程移交｡5.3.2施工总体安排在进行施工准备(临时设施､临水､临电及部分材料准备等)的期间,总包方进行工程定位测量工作,为我方提供主要控制轴线,随后我方进行CFG桩施工｡5.3.3施工工期及进度计划6CFG桩复合地基施工6.1CFG桩施工工艺1､根据设计桩长､地质条件确定机架高度､动力大小,现场进行设备安装;2､桩机就位,钻头对准桩位并调好垂直度,其偏差不大于1%;3､启动钻机钻孔至设计标高后停钻;4､停钻后泵送混凝土,用高压将商品混凝土通过高压管路及螺旋钻杆的内管压入孔内,借灌料压力助使钻杆提升,混凝土自下而上填满钻孔成桩｡提钻速度与桩径､土层和泵送量相配,严禁停泵待料｡施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不小于0.5m;5､移机进行下一根桩施工｡6.2CFG桩施工工序C F G桩施工工序图图27施工质量保证措施7.1施工质量达标要求1､质量管理目标为优良;2､根据国家及北京市有关规定,制定各工种标准化工作程序;3､明确质量管理工作的责任制,建立健全质量保证体系;4､坚持经理部､作业队及作业员的三级质量检验程序,严格执行自检､互检､交接检的三检制;5､各施工工序有正式三方会签验收记录｡7.2CFG桩施工质量保证措施7.2.1CFG施工控制点布置7.2.2CFG桩成孔质量保证措施a. 控制钻孔深度,确保桩长偏差不超过100mm;b. 匀速钻进,避免形成螺旋孔;c. 钻孔直径不小于390mm;d. 桩位偏差不大于0.4倍桩径;e. 垂度偏差小于1%｡钻机进到基槽组装就位后,采用水平尺调整机架与地面垂直,根据设计桩长,在机架上做一明显的控制标尺,以控制成孔深度｡7.2.3砼灌注质量保证措施(1) 桩身砼采用C20商品混凝土灌注;(2) 成孔验收合格后,立即灌注砼并保持连续灌注｡浇筑采用地泵输送施工,砼浇筑速度按10m3/h考虑;(3) 灌注砼之前,检查管路是否顺畅稳固;泵送砼时,要保证的连续工作,如发生故障时立即用压力水冲洗砼泵管;(4) 灌注砼至桩顶时,适当超过桩顶设计标高500mm,以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求;(5) 压灌砼冲开阀门桩底提钻高度小于30cm,利于活门开放,同时通知泵工打泵,现场设专人负责钻孔司机与泵工的联系;(6) 首盘砼灌注前,因管道比较干燥,混合料容易失水,堵塞管道,灌注前先使砂浆润管道,然后再泵入商品混凝土;(7) 混凝土埋钻高度大于1.0m;(8) 每天灌注砼后,生产组长应认真填写砼日记;(9) 专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理;(10) 每日根据浇灌方量留取试块｡(11) 第一根桩施工前报验,并填写砼浇灌申请书,施工时项目经理部有关人员和监理到现场察看施工情况,如CFG桩施工正常,则按所放桩位点顺序施工｡7.2.4清土及剔桩质量保证措施(1)成桩后(达到强度等级50%时(即成桩3~7天后))应及时清土剔凿保护桩头,以避免因桩身强度提高较大,造成剔桩困难;(2)本工程从地面开始CFG桩施工,桩顶预留土较多,开挖面积大,采用人工开挖效率太低,因此采用机械和人工联合开挖,人工开挖留置厚度为桩顶以上500mm,避免断桩及对地基土的扰动;(3)清土预留至少10cm人工清除,找平;(4)清槽后人工截桩,采用3根钢钎间隔120 ,沿径向楔入桩体,直至上部桩体断开,桩顶采用小钎修平,并保证桩顶进入褥垫层且不超过20mm;(5)因剔桩造成桩顶开裂､断裂,按桩基混凝土接桩规定,断面凿毛,刷素水泥浆后用高一级混凝土进行接桩补强｡7.2.5褥垫层施工质量保证措施(1) CFG桩复合地基经检测合格后,方可进行褥垫层施工;(2) 褥垫层材料使用粒径5~30mm碎石或级配砂石;(3) 褥垫层虚铺23cm,采用平板振动仪振密,而后人工整平｡平板振动仪功率大于1.5KW,压振3遍,控制振速,振实后的厚度与虚铺厚度之比小于0.9｡7.2.6砼试验及记录质量保证措施(1) 在压灌前,试验人员检测砼坍落度是否符合设计要求,并按要求认真填好《砼坍落度现场检测记录》｡(2) 砼抗压试验强度,以边长150mm的立方体试件,在标准养护条件下,28d后试压确定｡试件须在现场制作｡(3) 砼取样要有专人负责｡(4) 留置试验总次数30%的有见证取样试块,并不得少于2组｡7.2.7工程质量检测为了确保工程质量,必须严格按规范要求进行质量检测｡质量检测应在CFG桩施工完成后2~3周进行(恢复时间越长越好)｡其检测内容有:(1) 桩体质量检测可采用低应变动力试验对CFG桩的桩身完整性进行检测｡检测数量不少于桩总数的10%,选位应同时满足代表性和随机性两项要求｡(2) 复合地基检测根据设计要求,本工程完工后须对复合地基进行静压载荷试验,检测其承载力是否达到设计要求,规范要求检测点不少于桩孔总数的0.5%｡8文明施工现场管理建立以项目经理为首的由专职安全员及各专业班长､施工班组长等人员参加的安全领导小组,负责施工现场安全及文明生产的管理,监督和协调工作｡贯彻“安全第一,预防为主”的方针,现场安全领导小组应定期组织现场安全文明生产检查,发现问题及时整改｡8.1安全防护1､加强安全教育,严格执行安全生产的各项规章制度,现场设专职安全监督员,各作业班组有专人负责安全管理,把日常安全管理监督与定期检查结合起来,定期组织职工学习安全生产知识和各种规章制度､安全操作规程等｡2､各种施工､操作人员必须持证上岗,各种作业人员应配带相应的安全防护用具和劳保用品｡严禁操作人员违章作业,管理人员违章指挥｡3､施工中所用机械､电气设备必须达到国家安全防护标准,自制设备､设施通过安全检验及性能检验合格后方可使用｡4､施工开始前,安全负责人负责成立工地安全小组,负责工地的安全检查与监督工作,安全小组成员如发现事故隐患时,有权立即令其停工,待采取适当的改正措施后方可复工｡5､安全组长由项目经理兼任,各分项负责人应为安全组成员｡6､安全组成员每天下班后应开一次碰头会,研究解决施工中发现的安全问题,并做到随时发现问题随时处理｡重大问题应提请院安全委员会解决,认真接受所属劳动安全部门及甲方的安全检查,并协同甲方共同做好现场的安全工作｡7､现场施工人员按规定戴好安全帽,工作期间不得饮酒､赌博,严格遵守工地的各项规章制度｡8､各工种的施工作业,必须遵照相应的工种作业安全规定执行｡8.2用电安全1､现场配电､接线必须由电工进行,电工必须持证上岗｡电工操作必须穿戴必要的绝缘保护用品｡2､现场使用的电气设备､线缆等,在使用前均需进行检查其绝缘性能,不符合要求者严禁使用｡3､电系统必须实行分级配电｡各类配电箱､开关箱的安装和内部设计必须符合有关规定｡配电电器､电缆应满足用电荷载要求,严禁超负荷用电｡4､电气设备要采取防雨､防水措施,以免因雨､水损坏绝缘｡5､独立的配电系统必须采用三相五线制的接零保护系统,非独立系统可根据现场实际情况采取相应的接地或接零保护方式｡各种电气设备和电力施工机械的金属外壳必须采取可靠的接零或接地保护｡6､焊接线应绝缘良好｡电焊机设置地点应防雨､防潮､防砸｡从事电焊操作人员必须配戴符合规定的绝缘防护用品｡7､手持电动工具应符合国家有关标准和规定｡工具的电源线､插头和插座应完好,其外缘线应完好无损｡8､现场照明必须按规定布线和装设灯具,并在电源一侧加装漏电保护器｡9､移动､检修电器设备必须先切断电源,严禁带电操作｡10､现场施工人员不得随意操作与自己工作无关的电气设备｡11､对现场用电线路､设施进行定期检查､及时发现､消除事故隐患｡12､对于施工现场及其周围的高压线､变电器等要有醒目的安全标志｡13､夜间施工,工地上应有足够的照明｡8.3机械设备安全1､现场所用设备布局合理､安装牢稳､周正､清洁,符合规范要求｡2､定期对使用设备进行维护保养,保证不带病运转,设备完好率达到100%｡3､严格按照规程进行操作,发现机械故障及时处理,不得硬行运转,以免损坏､降低设备使用寿命或造成其它的损失｡4､施工中遇到地下障碍物,必须清除后方可钻进,不得强行施工,防止损坏设备｡8.4交通安全1､进出场的车辆在现场道口要有人指挥､疏导,避免交通堵塞和交通事故｡2､车辆要严守交通规则,施工现场内车辆应慢行｡8.5防火安全1､对于材料和设备储存的仓库或堆放点､施工人员生活区､办公区等要特别注意防火安全,设置足够数量的消防灭火器具､消防水管和消防栓等｡2､现场施工设备上应配备足够的灭火器材｡现场内严禁吸烟,严禁明火,以防火患｡8.6文明施工1､各种材料定点存放,摆放整齐,有防风､防雨､防潮措施,机械设备(设施)清洁｡2､生活区室内外清洁,不随地乱扔乱倒废弃物,严禁酗酒闹事､偷盗赌博､打架斗殴｡3､遵章守纪,团结互助,与甲方等有关方面精诚协作,与场区周围居民搞好关系｡合理调整安排工序,做到文明管理､不扰民施工｡积极配合甲方做好现场工作｡8.7环卫卫生1､现场划分责任区,各施工小队分别派人负责清扫,建立值日制度｡2､现场内不得随地大小便､吐痰及乱扔脏物｡3､水泥和其他易飞扬的细颗粒散体材料,应安排在库内或严密遮盖,运输时要用彩条布覆盖,防止遗洒､飞扬,卸运时应采取有效措施,减少扬尘｡4､保证现场内排水设施及现场污水管畅通｡5､现场食堂按规定检疫,食堂工作人员应有体检合格证｡6､现场撒水,避免浮土飞扬｡7､场地平整,现有绿化保护｡8.8雨季施工措施根据本工程的开工时间及施工工期,施工期可能赶上雨季,为了确保计划工期的顺利实现,针对本工程施工的特点,制定相应的雨季施工措施:1､建立健全雨季施工岗位责任制､技术责任制､质量责任制等管理制度｡2､掌握天气预报,避免在大雨､暴雨或大风过境时施工｡3､运输道路应用碎石铺设或硬化路面做好防雨防滑措施｡运输车辆司机应进行施工安全教育,在下雨期间特别提高警惕性｡4､施工中加强材料仓库的检查,做好防漏､防潮工作｡5､配电箱､电闸箱等要采取防雨､防潮､防淹､防雷等措施,外壳要做接地保护,现场电线应架起｡雨后必须先检查电源线､焊把线､机械､电器等有无漏电隐患,经检查确认无问题后,方可合闸施工｡6､CFG桩施工期间,协助总包方做好基槽底排水沟的保护工作,确保基槽底排水通畅｡9其他有关说明1､桩施工队进场前,甲方及总包方应做到“三通一平”,并提供正确的高程及与桩有关的轴线控制点｡2､成孔过程中及时核对地层尤其是桩端持力层,发现与设计出入较大时,应及时调整桩长或置换率,即采取动态设计,信息施工技术｡3､本设计方案未考虑塔吊位置的影响,若最终塔吊位置影响CFG桩的施工,可由设计人员与总包方人员进行现场协调,确定塔吊及其周围范围内CFG桩的位置及设计参数｡。
