北京某工程CFG桩复合地基处理工程secret.docx
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北京某工程CFG桩复合地基处理工程secret.docx
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北京某工程CFG桩复合地基处理工程secret
1、工程概况
2、工程地质及水文地质条件
3、CFG桩复合地基设计依据
4、方案选择
5、CFG桩设计原则
6、CFG桩复合地基设计
7、CFG桩复合地基设计计算原理
8、加固效果检测
9、施工技术要求
10、工程量
11、施工组织
12、冬季施工措施
13、安全文明施工
1、工程概况
拟建场地位于XX市XX区XX路,北侧为XX街,南侧为XX一街,东侧为拟建XX路,西侧为拟建XX路。
总建筑面积约128970㎡,其中地上建筑面积约为96807㎡,地下建筑面积约为32162㎡。
所有楼座的±0.000绝对标高一律为:
39.15m。
垫层底标高为-6.44米,基础形式为箱形基础,结构形式为全现浇剪力墙,持力层为砂质粉土②层,②层承载力标准值为180Kpa;根据设计要求,基础持力层承载力不满足设计要求,要求进行地基处理,地基处理后经修正承载力特征值应大于430Kpa,最终沉降量小于80㎜,整体倾斜均<0.002。
地基处理主要参数如下表:
楼座
±0.00标高
基底标高(垫层底)
桩间土承载力
标准值(kPa)
复合地基承载力
标准值(kPa)
7-11#楼
39.15
-6.44
180
430
2、工程地质及水文地质条件
2.1工程地质条件
根据《XX楼岩土工程勘察报告》以及我公司XX年在该地区的CFG桩施工经验,该地层大体分为两大类土,即人工填土层和第四纪沉积层组成,简述如下:
拟建场区位于永定河冲、洪积扇中下部,场地内表层为填土,其下为一般第四纪冲、洪积层,主要为粘性土、粉土和砂卵石交互沉积层。
根据本次勘探现场勘探、原位测试及室内试验成果,按地层沉积年代、成因类型,将拟建场区内、本次最大勘探深度48.00m内地层划分为12大层。
场地地层按自上而下的顺序描述如下:
人工堆积层:
层素填土:
杂色,稍松~中密,稍湿,以粉质粘土、粘质粉土为主,含有少量砖渣、灰渣。
本层厚度0.30m~1.90m。
第四纪沉积层:
层砂质粉土~粉砂:
褐黄色,稍密~密实。
稍湿~湿。
含有氧化铁及云母。
局部夹
2层粉质粘土薄层或透镜体。
1层粘质粉土:
褐黄色,稍密~中密,湿~饱和,局部平粘质粉土、重粉质粘土、粘土薄层或透镜体。
本层厚度3.40m~6.30m。
层粉质粘土:
褐黄色,可塑~硬塑,饱和,局部平粘质粉土、重粉质粘土、粘土薄层或透镜体。
本层厚度0.50m~3.80m。
层细砂:
褐黄色,中密~密实,饱和。
含有云母、氧化铁,含少量圆砾。
局部夹
1层砂质粉土薄层或透镜体。
本层厚度0.80m~5.60m。
层卵石:
杂色,中密~密实,饱和。
卵石一般粒径2~4㎝,最大5㎝,亚圆形,成分为火成岩,中粗砂充填。
1层细、中砂:
褐黄色,中密~密实,饱和。
含有云母、氧化铁,含少量卵石。
本层厚度1.70m~5.50m。
层粉质粘土:
褐黄色,可塑~硬塑,饱和,含氧化铁,局部夹粘质粉土、重粉质粘土、粘土层薄层或透镜体。
本层厚度2.40m~5.10m。
层细砂:
褐黄色,密实,饱和,含有云母、氧化铁。
1层粉质粘土:
灰褐色~褐黄色,可塑~硬塑,饱和。
含有云母、氧化铁。
局部夹粘质粉土、重粉质粘土、粘土层薄层或透镜体。
本层厚度8.80m~14.40m。
层细砂:
褐黄色,密实,饱和。
含云母、氧化铁。
1层卵石:
杂色,密实,饱和。
含云母、氧化铁。
本层厚度3.50m~5.00m。
层粉质粘土:
褐黄色,可塑~硬塑,饱和,含有云母、氧化铁。
局部夹重粉质粘土、粘土层薄层或透镜体。
本层厚度1.70m~4.80m。
细砂:
褐黄色,密实,饱和。
含有云母、氧化铁。
本层厚度约3.00m。
层粉质粘土:
褐黄色,可塑~硬塑,饱和,含云母、氧化铁。
局部夹重粉质粘土、粘土层薄层或透镜体。
本层厚度约5.00m。
层卵石:
杂色,密实,饱和。
含云母、氧化铁。
1层细砂:
褐黄色,密实,饱和。
含云母、氧化铁。
本次钻探至深度48.00m时仍为此层。
2.2水文地质条件
该场区揭露三层地下水,第一层地下水类型为潜水,水位埋深10.30~14.50m,水位标高22.50~26.60m;第二层及第三层地下水类型均为承压水,水位埋深约为20.60~28.80m及34.40~39.20m,水位标高8.78~15.60m及-2.50~2.40m。
历年(1959年)最高地下水位接近自然地表。
根据附近勘察报告,近3~5年最高地下水位标高为30.00m。
参考双花园1#地块的岩土工程勘察报告中N8、N26#孔所采取的地下水样分析成果,本场地地下水水质对混凝土无腐蚀性,但在干湿交替环境条件下,水中介质CI-对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。
3、CFG桩复合地基设计依据
3.1《XX楼岩土工程勘察报告》(2005技011);
3.2甲方提供的相关资料
3.2.1《XX楼楼底板平面图》;
3.2.2、《XX楼总平面图》;
3.2.3、《XX楼CFG桩地基处理招标文件》;
3.2.4、《XX楼CFG桩地基处理招标答疑》;
3.3《XX地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ01-501-92);
3.4《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
3.5《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
3.6《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
3.7《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
3.8我公司已完成的CFG桩复合地基资料:
XX小区住宅楼CFG桩复合地基;
XX楼CFG桩复合地基;
XX楼CFG桩复合地基;
XX区XX区XX楼CFG桩复合地基;
XX大厦CFG桩复合地基;
XX住宅小区XXCFG桩复合地基;
XX住宅小区XX区XX期地基处理工程等。
4、方案选择
根据场地地质条件以及对建筑物设计要求,可供选择的CFG桩复合地基施工工艺很多,如振动沉管CFG桩、夯扩CFG桩、中心压灌CFG桩等,合理的选择地基处理工艺方案对提高地基承载力有较大的影响,同时还应考虑施工工期、经济造价、环境保护等综合因素。
振动沉管CFG桩施工工艺是通过振动器将φ377无缝钢管击入地层,然后向沉管内灌入CFG桩混合料振动提管成桩。
该施工工艺施工速度快,但其施工质量不易保证,且噪音大,城区现已逐步被淘汰而应用于远郊或偏僻的地区;夯扩CFG桩是通过重锤冲击地层成孔,分层投入混合料、夯击成桩。
该施工工艺方法简单,单桩承载力高,但因桩体大部分位于含水的砂层,难以冲击成孔,且存在施工速度慢,夯扩振动与噪音较大等缺陷,在该场区也不宜使用。
因此根据该场地的地层条件、结合设计要求,经有关专家和技术人员研究,我公司拟采用长螺旋成孔灌注CFG桩混合料成桩复合地基处理设计及施工方案。
CFG桩复合地基加固技术是八十年代后出现的一种新型地基处理方法,是建设部和国家科委重点推广的技术,在全国多个省市得到广泛的应用,这一技术在推广和使用中积累了很多经验,日趋成熟,不仅使软弱地基加固处理取得了很好的效果,而且为工程节约了大量的资金,取得了很好的经济效益。
中心压灌CFG桩施工方法是采用长螺旋钻进成孔,然后利用高压混凝土输送泵将CFG桩混合料经钻具中心通道通过钻头,泵送至孔底,边提钻边泵送混凝土,这样就在孔内形成了CFG桩桩体。
采用此种工艺方法,在满足设计要求的前提下,投资最少,施工速度快,工期最短,无噪音等优点,现已被广泛应用于地基处理工程中。
5、CFG桩设计原则
5.1满足设计要求的复合地基承载力标准值;
5.2满足规范及设计单位对建筑物地基沉降及倾斜的要求;
5.3满足桩土变形协调一致的原则。
6、CFG桩复合地基设计
根据CFG桩的设计原则和设计单位的要求,拟在基础处理范围内布置桩径φ410的CFG桩,累计桩数为1242根。
基槽开挖至桩顶标高以上500mm时开始进行CFG桩施工,具体设计如下:
桩长为8.5m,保护桩长为0.50m,桩径Φ410㎜,桩顶标高-6.64米,桩布置采用正方形,桩间距1400㎜,桩身砼强度等级C20。
CFG桩施工完毕后,将桩头清至桩顶标高,然后虚铺22cm厚的碎石褥垫层,褥垫层材料采用0.5~1.0㎝碎石,压实至20㎝。
桩位布置详见CFG桩桩位平面布置图。
7、CFG桩复合地基设计计算原理
7.1 CFG桩复合地基设计计算:
7.1.1 单桩竖向承载力特征值Ra的取值:
选桩径410.00mm,有效桩长为L米。
当无单桩载荷试验资料时,可按下式估算:
式中:
——为桩的周长(m);
——桩长范围内所划分的土层数;
——为第
层土的厚度(m);
——桩周第
层土的侧阻力特征值(kPa);
——桩的端阻力特征值(kPa),可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定确定;
7.1.2 置换率的确定:
由规范公式:
式中:
——复合地基承载力特征值(kPa);
——桩土面积置换率;
——桩间土承载力折减系数,宜取0.75-0.95,对变形要求高的建筑物可取低值,本工程取0.95;
——处理后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值。
复合地基承载力特征值和置换率可相互计算。
7.1.3 桩身强度的确定:
桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:
≥3
式中
—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)。
7.1.4 确定桩距
拟采用正方形布桩,一般为3-5倍桩径。
当面积置换率已知时,桩间距计算公式为:
如果桩间距已知,也可以利用此式确定面积置换率
7.1.5 褥垫层:
CFG桩施工完毕后,将桩头清至桩顶标高,虚铺22cm厚的碎石褥垫层,褥垫层材料采用0.5~1.0㎝碎石,压实至200mm,夯填度不得大于0.9。
7.2确定复合土层的压缩模量
地基处理后的变形计算应按现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定执行。
复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ζ倍,ζ值可按下式确定:
式中:
—基础底面下天然地基承载力特征值(kPa);
7.3最终变形量计算
地基变形计算深度应大于复合土层的厚度,并符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中地基变形计算深度的有关规定。
其最终变形量可按下式计算
式中s——地基最终变形量(mm);
——按分层总和法计算出的地基变形量;
——沉降经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,无地区经验时可采用《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002表5.3.5的数值。
——地基变形计算深度范围内所划分的土层数;
——对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力
7.4整体倾斜验算
最终沉降
————<0.002
角点沉降
设计参数详见计算书。
7.5设计计算结果见下表:
楼号
桩顶标高(m)
桩径(mm)
桩长(m)
桩距(m)
桩数
单桩竖向承载力特征值(kN)
复合地基承载力特征值(kPa)
最终沉降mm
角点
沉降
mm
整体
倾斜
7-11
-6.64
410
8.5
1.4
1242
455
430
59.52
11.83
0.0006
CFG桩桩径为410mm,施工保护桩长为0.5米;复合地基表面设200mm厚的褥垫层,材料为粒径≤10mm的级配碎石,施工夯填度不大于0.9。
桩身砼强度等级C20。
8、加固效果检测
8.1单桩复合地基载荷试验
按规范要求,水泥粉煤灰碎石桩复合地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验。
数量为总数的0.5%~1%,但每幢建筑物不应少于三处。
8.2桩身完整性检测
对总桩数的20%进行动测试验,以检验桩身完整性。
8.3试块强度检测
每一台班预留一组试块,标养后做28d强度检测;另做部分14d强度检测,以确定间歇周期,最终确定静载荷试验日期。
该检测费单列,要求有资质的检测单位进行检测。
9.施工技术要求
9.1桩位布设:
施工前,根据桩位平面布置图及甲方提供的控制点和轴线施放桩位图。
放好的桩位经甲方及监理验收确认后方可施工。
9.2桩身砼强度等级达到C20。
9.3桩的施工偏差满足下列要求:
桩长允许偏差:
<100㎜。
桩径允许偏差:
-20㎜。
垂直度允许偏差:
≤1.5%。
桩位允许偏差:
≤0.4D。
放线桩位允许误差:
≤20㎜。
9.4混凝土塌落度控制在18~22㎝。
9.5CFG桩施工期间,每班做二组混凝土试块,标养并送检28天强度。
9.6钻至设计深度后,应掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,遇有饱和砂土及粉土层时,不得停泵待料。
9.7施工时桩顶标高宜高出设计桩顶标高0.5m。
9.8清土和截桩头时,不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
9.9褥垫层铺设宜采用静力压实法,夯填度不得大于0.9。
10、工程量:
CFG桩(m3):
1312
凿桩头(个):
1242
褥垫层(m3):
477
清土(m3):
2550
11、施工组织
11.1施工前期准备
11.1.1、在甲方指定位置设立现场经理部及生活区;
11.1.2、施工现场做到三通一平,确定施工用电、用水是否符合要求;
11.1.3、选好供应商品砼的厂家;
11.1.4、人员设备进场。
按照总体施工计划,陆续组织各种技术工人,机械司机等人员进场,以便组织工程情况交底,会审图纸;
11.1.5、协助总包单位做好放线布桩工作,并通过监理单位的验收。
11.1.6、设备安装就位,并试运行调试。
11.2施工布署及组织机构
11.2.1施工布署及工期
本工程工序多,工程量大,且工艺要求各工序连接紧密,稍有不慎,就会影响到工程工期。
为此,我公司将合理安排施工顺序,科学组织和管理,确保工程如期完工,具体安排如下:
我方在接到通知后,立即组织人员设备材料进场,放线人员根据布桩图施放桩位,机械安装调试,对材料进行材质检测及砼配比试验,施工准备期2天。
采用2套施工机械,每天24小时连续施工,CFG桩施工工期15天(不含凿桩头、弃土清运、检测及褥垫层铺设)。
详见施工进度横道图。
11.2.2组织机构
11.3主要设备器具
设备名称
型号
用途
数量
用电功率(kW)
长螺旋钻机
DZK-50
CFG桩施工
2台
90×2
砼输送泵
40B
CFG桩压灌砼
2台
60×2
水准仪
控制标高
1台
平振夯
振夯褥垫层
3台
1.5×3
手推车
运输
10台
经纬仪
控制桩位
一台
11.4施工工艺
测放桩位→钻机定位→钻孔至设计深度→压灌砼→提升钻杆→成桩养护→清理桩间土→桩头剔除→铺褥垫层并振压密实。
11.5施工要求
11.5.1、CFG桩成孔:
使用长螺旋钻孔机钻孔至设计深度。
11.5.2、砼:
商品砼坍落度控制在18~22cm。
11.5.3、压灌砼:
采用砼输送泵通过输送管经钻杆中心压入孔内,边压灌砼边提升钻杆,施工时要特别注意钻杆的提升速度与压入的砼量相适应。
11.5.4、清理桩间土:
采用小型挖掘机挖掘桩间土,机挖时下留100mm采取人工检底,机械挖土时不许撞损桩头,桩周余土采取人工清理。
清理后的槽底严禁机械在其上行走,如果用手推车运余土时,可在手推车行走的线路上铺木板或胶合板。
11.5.5、桩头剔除:
多余桩头部分的砼采取人工用钢钎和手锤凿除,桩头剔除施工与桩间土清理平行作业,滞后5米左右,以便于清理出的桩头砼与土方同时运出。
人工剔凿时,用钢钎从桩周对称向中心凿,严禁从中心向桩周凿,以免人为造成裂缝。
人工剔凿到设计标高5㎝时,用扁平凿找平。
11.5.6、铺褥垫层:
褥垫层材料采用粒径≤10mm的碎石。
采取人工铺料,平板振捣器振捣,铺料厚度为223mm左右,压实厚度为200mm(夯填度不大于0.9),使用平板振捣器振捣不少于两遍。
11.6质量保证措施
11.6.1组织系统
11.6.1.1、施工前组织管理人员认真学习施工规范,工艺标准,设计要求和施工组织方案。
11.6.1.2、施工前做好对施工人员的技术交底,并对参施人员进行质量、安全教育。
11.6.1.3、组织好测量放线,按甲方交给的基线测定孔位并经甲方复核确认无误后,进行后续施工,严格控制孔位和水平标高。
11.6.1.4、若改变施工工艺必须经项目技术主管同意,并以书面形式报公司工程技术部审批。
工程设计变更一律以书面通知为准,任何人的口头通知均无效。
11.6.1.5、施工前做好现场材料的复验及工艺检验工作,及时做好试块。
11.6.2CFG桩施工系统
11.6.2.1、钻机定位:
钻机就位后采取线坠测量钻杆的垂直度,用钢圈尺测量水平偏差。
11.6.2.2、钻孔:
钻孔时的钻杆钻进深度采取预设钻进标志。
11.6.2.3、压灌砼:
缓慢提升钻杆,并与砼压灌量相配合,由具有施工经验的专业施工人员指挥。
11.6.2.4、清土检底:
人工检底,清理后基底不允许机械行走,手推车行走线路用木板或胶合板铺垫,基底清理标高采用水准仪布点测量。
11.6.2.5、桩头清理:
人工剔除多余的桩头部分,不允许使用风镐。
11.6.2.6、铺褥垫层:
分两层铺设并振实,铺设厚度和平整度采用水准仪测量。
12.冬季施工措施
12.1成立冬施领导小组,项目经理任组长,以确保工程质量;
12.2设专人收听天气预报,做好防冻工作;
12.3做好测温记录;
12.4采用冬施商品砼;
12.5桩头进行覆盖,确保终凝前不受冻;
12.6凿桩后用草垫及时覆盖,以防地基土受冻;
12.7加做一组试块,做同条件养护。
13.安全文明施工
13.1安全防护:
13.1.1、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。
13.1.2、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。
13.1.3、钻机要停放在土质较好、平整的场地。
13.2临时用电:
13.2.1、所有施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能,用电人员各自保护好设备的负荷线,地线和开关,发现问题及时找电工解决,严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。
13.2.2、电缆、高压胶管等应尽量架空设置,不能架起的绝缘电缆和高压胶管通过道路时,一定要采取保护措施,以免机械车辆压坏,发生事故。
13.2.3、配电系统分级配电,配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨防尘、外涂安全色、统一编号。
其安装形式必须符合有关规定,箱内电器可靠、完好,选型、定值符合规定,并标明用途。
所有电器设备及其金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护。
13.2.4、施工现场所有用电设备,必须按规定设置漏电保护装置,要定期检查,发现问题及时处理解决。
13.2.5、现场内各用电设备,尤其是电焊、电热设备、电动工具,其装设使用应符合规范要求,维修保管要专人负责。
13.3机械安全:
13.3.1、各种机械要有专人负责维修、保养,并经常对机械的关键部位进行检查,预防机械故障及机械伤害的发生。
13.3.2、机械安装时基础必须稳固,吊装机械臂下不得站人,操作时,机械臂距架空线要符合安全规定。
13.3.3、各种机械设备视其工作性质、性能的不同搭设防尘、防雨、防砸、防噪音工棚等装置,机械设备附近设标志牌、规则牌。
13.4消防保卫:
13.4.1、施工现场和生活区应尽量建立门卫和巡逻护场制度,并佩带执勤标志,出入现场凭证,外部人员不得随意出入。
13.4.2、加强对民工队的管理,掌握人员底数,制订治安消防协议。
13.4.3、消防器材按有关规定配备齐全,在易燃物品处要有专门消防措施。
13.4.4、所有的消防器材应有明显的标志,附近不得堆积物件,工地应采取措施保证消防用水水源。
13.4.5、严格执行用火制度,施行电气焊必须设专人看火,焊接前必须将附近易燃物清理干净,焊接完毕后要仔细检查有无遗留火种。
13.4.6、施工现场和生活区临设搭建应符合消防要求,水源配置合理。
13.4.7、对职工经常进行治安、防火教育,培训消防人员。
13.4.8、施工现场严禁吸烟,现场及生活区不得乱拉线、乱接用电器。
13.4.9、与当地治安消防部门建立密切联系,并协助其工作。
13.5现场管理:
13.5.1、必须严格按施工组织设计施工布署,并经常检查实施情况,若遇施组与实际施工矛盾,便及时编制调整方案,报原审部门审批后实施。
13.5.2、施工区域及职责严格划分,设立责任区,立标志牌分片包干到人。
13.5.3、场地内应有施工平面图,安全生产管理制度、消防保卫管理制度、场容卫生环境制度、管理职责等,内容详细、字迹工整。
13.5.4、施工场地和道路平整畅通,并应有排水设施,现场内土方、零散碎料、垃圾及时清理。
所有物料及设备摆放整齐。
13.5.5、施工现场应有施工日志和施工管理各方面专业资料。
13.6料具管理:
13.6.1、本工程用料需指定专人负责,逐级管理,建立合理可靠的供保体系和制度,材料管理人员、进料人员、现场收发材料员职责分明。
13.6.2、材料进场后储存位置应与施工平面图相符,码放整齐并适当遮盖,围挡划分界限。
13.6.3、材料保管必须注意防雨、防潮、防火等,措施一定要齐全有效,料库搭设要符合规定要求。
13.7环境保护:
13.7.1、施工现场设烟尘、噪声、环境保护的专检自检机构,发现问题及时反馈处理。
13.7.2、夜间施工经批准领取“夜施许可证”或“昼夜施工许可证”,并采取上述措施减少噪声扰民。
同时,在夜施时,严禁大声喧哗、装卸物料及码放时要轻拿轻放。
13.7.3、易飞扬的细颗粒散体材料,应安排在库内或严密遮盖,运输时要防止遗洒、飞扬,卸运时应采取有效措施,减少扬尘。
13.7.4、施工现场的环保工作制度和措施要做到人人皆知。
13.8环卫卫生:
13.8.1、现场划分责任区,各部门分别派人负责清扫,建立值日制度。
13.8.2、工地居住区和生活区每天至少消毒两次,居住区要保证通风良好。
13.8.3、保证现场内排水设施及现场污水畅通。
13.8.4、易燃、易爆、剧毒及其它污染废物,必须按国家有关规定处理。
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