柱锤夯扩桩设计施工方案.docx
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1、*地基处理设计与施工方案*年*月*日目 录第一部分 设计方案31前言32场地工程地质与水文地质条件简介33. 地基处理设计方案编制依据44. 各种可能的地基处理方案对比分析55. 复合地基承载力深度修正值计算56.挤密干硬性混凝土桩复合地基设计方案66.1. 承载力计算66.2. 复合地基变形、倾斜计算76.3. 地基处理设计施工参数77. 复合地基承载力检测方法建议7第二部分 地基处理施工组织设计88. 施工组织88.1. 施工组织设计编制依据88.2. 施工工程内容88.3. 施工总体部署88.4. 人员准备计划88.5. 施工机械设备准备计划98.6. 施工用水、用电计划108.7. 材
2、料进场检(试)验计划108.8. 施工工期与进度计划109.夯扩挤密干硬性混凝土桩施工109.1. 挤密桩施工工艺109.2. 施工准备109.3 施工参数确定与试成桩119.4 施工工序119.5. 桩施工的后续工作1310. 工程质量保证体系及施工管理1410.1. 质量保证体系1410.2 工程质量保证措施1510.3 施工质量验收标准1710.4. 施工工期计划1710.5 技术资料管理1910.6.雨季施工措施1910.7 安全管理措施2110.8 文明施工措施2110.9 环境保护措施2211 地下管线保护措施24111管线的调查分析24112保护措施2412 施工现场的布置251
3、2.1 现场布置总原则2512.2 现场临时设施布置2612.3 施工现场的管理2613. 与建设单位、监理、土建等的配合措施2713.1 与建设单位的配合措施2713.2 与监理单位的配合措施2713.3 与设计单位的配合措施2913.4 与后续土建施工单位的配合和协调措施2914业主(总包单位)应提供的条件30附件:附件一、复合地基承载力计算书附件二、复合地基最终沉降量计算书附件三、施工进度计划横道图附件四:拟投入主要施工机械、设备表附图:图名:柱锤冲扩挤密桩复合地基设计图;图号:平-1柱锤冲扩挤密桩复合地基设计图;图号:平-2第一部分 设计方案1前言拟建场地位于*。拟建建筑物其0.00相
4、当于绝对标高57.60m。基础板底面标高为-9.60m,建筑结构设计要求复合地基承载力特征值不小于240 kPa或350 kPa, 最终沉降量不应多于60mm,倾斜的变形值不应大于0.002,相邻楼座沉降差不小于20mm。场地经过*勘察,基础持力层为素卵石杂填土3层,结构松散,均匀性差,成分复杂且不均匀,不经处理不宜做为天然地基持力层,需进行地基加固处理。经过技术经济对比,设计采用柱状锤冲扩挤密干硬性混凝土桩复合地基施工方案。具体分析计算详见下文。2场地工程地质与水文地质条件简介根据*提供的岩土工程勘察报告,拟建场地原有现状平房基本拆迁完毕,场地基本平整,拟建9#住宅楼东北角有建筑物尚未拆迁。
5、勘察施工期间测得孔口地面标高介于55.67m58.28m之间。现将拟建场区的地基土层自上而下分述如下:1、人工填土层第层:杂填土,杂色,稍湿,稍密,以砖块、灰渣为主。本层局部夹1层粘质粉土、粉质粘土素填土及2层细中砂素填土、3层卵石素填土。1层粘质粉土、粉质粘土素填土,黄褐色,稍湿,含少量砖渣、灰渣及植物根茎;2层细中砂素填土,黄褐色,稍湿,稍密,以细中砂为主,含少量砖渣、灰渣及植物根茎;3层卵石素填土,杂色,稍湿,稍密,以卵石为主,含少量砖渣、灰渣等。本层层厚一般为0.78.9m,该层层底标高介于47.2057.15m之间。2、新近沉积层第层:圆砾、卵石,杂色,稍湿,中密密实,呈亚圆形,级配
6、连续,磨圆度中等,一般粒径24cm,最大粒径约8cm,细中砂充填约3035。本层夹1层细中砂,褐黄(暗)色,湿,中密密实,含有云母及少量卵石、圆砾等;2层粉质粘土、粘质粉土,褐黄黄褐色,以粉质粘土为主,含氧化铁,土质不均,局部夹砂质粉土;3层粉质粘土、粘质粉土,灰黑色,以粉质粘土为主,含有机质,该夹层局部分布。本层及夹层可见层层厚0.97.0m,层底标高介于48.9553.78m之间。3、一般第四纪沉积层第层:卵石、圆砾,杂色,稍湿,中密密实,呈亚圆形,级配连续,磨圆度中等,一般粒径25cm,最大粒径约10cm,细中砂充填约3035。本层局部夹1层细中砂,褐黄色,稍湿,密实,含云母及少量圆砾;
7、2层粉质粘土、粘质粉土,褐黄色,以粉质粘土为主,含氧化铁。本层可见层厚1.77.4m,层底标高介于44.5749.09m之间。第层:卵石,杂色,稍湿饱和,密实,呈亚圆形,级配连续,磨圆度中等,卵石一般粒径48cm,最大粒径约14cm,细中砂充填约3035。本层局部夹1层细中砂,褐黄色,湿,密实,含云母及少量圆砾;2层粉质粘土、粘质粉土,褐黄色,湿,可塑,含云母、氧化铁等。本层可见层厚8.513.1m,层底标高介于34.2939.69m之间。水文地质条件:勘察期间实测一层地下水,地下水类型为潜水,静止水位埋深12.5014.90m,静止水位标高42.6544.53m。详细的地质条件见该工程的工程
8、勘察报告。3. 地基处理设计方案编制依据主要编制依据如下:(1).*工程岩土工程勘察报告,*,2006.10;(2).*相关图纸(电子版),*8, 2007年2月;(3).北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ 01-501-92);(4).建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002);(5).建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002);(6).建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003);(7).建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008);(8).建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB502022002)4. 各种可能的地基处理方案对比分析地基处理设计施工方案选择主要取决于建
9、筑结构设计要求、地质条件、环境条件,工程造价以及各种施工工艺的特点。根据本工程的特点,可以使用的地基处理施工方案和工艺主要包括换填碾压、钻孔压灌CFG桩、夯扩挤密桩等几种。水泥土桩、碎石桩、灰土桩等桩体强度低,且桩间为填土,难以满足240kPa的承载力要求。本工程的最大特点也是本工程地基处理的主要目的是处理填土层。主要体现在基底以下为厚度不等(2-10m)的填土,其差别很大(不均匀),地基土为欠固结状态,其的承载力和压缩模量均非常小。同时,基底埋深很小,这些对地基强度和稳定性都是很不利的因素。从施工角度讲,填土层以下为粒径很大的卵石层,密实度很高,一般打桩机械难以钻进。填土层有大量的砖渣、混凝
10、土块等,钻孔难度较大,有的也难以钻孔。为此,本工程应该采用具有挤密作用的桩,以挤密桩间填土,提高其密实度和强度,消除其欠固结特性和可能的湿陷性等,桩低端进入卵石层顶即可。桩间距不能大,保证挤密效果。同时必须考虑钻孔的难度和风险。通过计算分析对比,设计采用柱状锤冲扩挤密干硬性混凝土桩复合地基方案。其通过重4t的锤强力冲击成孔,同时夯扩挤密桩间土,消除其欠固结的特点,同时也可以夯实孔底虚土,大大提高桩端土的承载力,单桩承载力也大大提高,从而提高复合地基承载力,减小地基土的变形。其施工工艺主要为:冲击成孔夯实孔底分层填干硬性混凝土分层重锤夯扩挤密直至桩顶设计标高。为此,最终设计采用了夯扩挤密干硬性混
11、凝土桩复合地基方案。具体复合地基桩的设计施工方案与参数详见下文。5. 复合地基承载力深度修正值计算根据北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ 01-501-92)和建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002),当进行复合地基承载力修正时,地基承载力深度修正后的提高值按照下式5-1进行计算, - (5-1)本工程的基础埋置深度小于1.5m,故不进行深宽修正。6.挤密干硬性混凝土桩复合地基设计方案考虑到本工程基底以下填土厚度差别较大,为了保证地基处理后的地基的均匀性,应采用挤密桩密布的方案。桩端进入卵石层顶即可。根据本工程的岩土工程勘察报告,其杂填土层天然地基承载力特征值为60kPa。根据类似
12、工程的经验,考虑到柱状锤的冲击挤密作用,桩施工后的桩间土承载力特征值取90kPa。6.1. 承载力计算按照550mm直径的桩进行计算。其单桩竖向承载力特征值Ra按公式(6-1)计算: - (6-1)up-桩周长(1.73m); qsi、qp -桩侧第i土层的侧阻力、桩端阻力特征值;这里不计侧阻力,端阻力特征值1000kPa。li-第i土层中桩长;Ap-桩截面面积(0.238m2);复合地基承载力fspk按公式(6-2)进行计算: - (6-2)fsk为桩间土承载力特征值,考虑挤密后综合取90kPa。-桩间土承载力发挥系数,可取0.9。桩间距1.4*1.4m,面积置换率为0.10。桩间距1.6*
13、1.6m,面积置换率为0.077经过计算,复合地基承载力特征值为270kPa、379kPa,满足结构设计要求的240kPa、350kPa。目的是为了提供复合土层的模量,减小地基的变形。并力求二者变形大小基本一致。具体内容见附件一的承载力计算书。桩体压力和强度按照下面的公式(6-3)进行计算, -(6-3) 式中:桩顶平均应力(kPa);k安全系数,取3;6.2. 复合地基变形、倾斜计算根据建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002),按照下式(6-4)进行复合地基沉降量计算。 - (6-4)经计算,筏板基础部分复合地基中心点变形量计算结果为37.99mm、38.79mm,均满足设计。二者
14、的差异变形可以通过后浇带来调节。具体内容见附件二的沉降计算书。6.3. 地基处理设计施工参数根据设计计算,具体设计参数如下表6-1:表6-1 复合地基设计参数表?1-501-60备注,(1).打桩保护层厚度为50cm。(2).桩顶以上铺设褥垫层,其夯填度不大于0.9。(3).桩长以桩端进入卵石层50cm控制。7. 复合地基承载力检测方法建议复合地基承载力检测方法可按照建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002)中的有关规定进行。针对本工程,可对混凝土桩进行单桩复合地基载荷试验和低应变动力检测。试验数量初步定为:两个进行复合桩复合地基载荷试验3台,动测共计60根。具体数量可由业主和监理单位等共
15、同最终确定。第二部分 地基处理施工组织设计8. 施工组织8.1. 施工组织设计编制依据除前面列出的依据外,尚依据以下有关规范进行施工。(1).建筑工程资料管理规程(DBJ 01-51-2003)(2).建设工程监理规程(DBJ 01-41-2002)(3).有关安全施工规范(4).建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB 50202-2002)(5).施工现场临时用电安全技术规范(JGJ 46-2005)。8.2. 施工工程内容根据设计方案和招标书要求,本工程的主要内容包括如下几个方面:一是桩的施工,二是凿桩头和砂石垫层的施工,三是成孔出土和桩间土的清运。根据以上施工内容,结合业主对工期等的要求
16、,指定本工程的施工方案。8.3. 施工总体部署工程施工总体部署为: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4,基础部位土方开挖、杂草等清理5,夯扩挤密桩施工6,桩的养护7,清理桩间土与桩头8,复合地基检测9,验槽10,褥垫层施工11,移交土建施工单位。8.4. 人员准备计划组织有经验的专业人员成立项目经理部,制定实际可行的施工措施及安全措施。按照GB/T19001质量体系标准的要求进行管理,依据作业文件、设计方案进行严格施工。本项目部将成立桩基施工阶段专家组。成员均具有高级技术职称,具有丰富的基础桩施工经验与深厚的技术理论造诣。在基础桩施工过程中,专家组成员将不定期
17、地到现场予以指导工作,解决施工中遇到的各种难题。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 桩施工队 材料设备组技术质量管理人员6人,电工2名,电焊工1名,钻机操作工6人,打桩工人30人,土方施工工人40人。各阶段所需劳动力根据进度计划及时安排进场,分阶段分过程调入。电工、焊工、特种车辆司机等必须持证上岗。8.5. 施工机械设备准备计划施工机械必须保证基础桩、土方开挖施工进度和质量要求。准备进场的施工机械根据最终的设计方案确定。主要设备见下表。对基础工程中使用的各种设备,在进场前进行全面的检修,以保证各种设备在施工中正常运转,并配备足够易损件。 表
18、8-1 主要施工机械、设备计划表序号施工机械设备名称规格型号数量生产厂家备 注1小挖掘机YC6522广西玉林玉柴工程机械有限责任公司清运桩间土等2自卸车斯太尔20.5吨10中国青岛重型汽车制造厂土方运输3柱状锤打桩机Zc-1002河北新河钻机厂打桩4搅拌机2方圆工程机械有限公司搅拌混凝土5全站仪GTS8021尼康测设平面控制6数字式水准仪DINI101沉降观测、高程控制网布设8.6. 施工用水、用电计划根据各工序的不同需要,施工用水、用电量不同,各单项工程的用水、用电量如下:表8-2 施工水电用量计划表工程施工阶段用水量(m3)最大需电量(KVA)挤密桩施工100/天100同期最大使用量200
19、/天2008.7. 材料进场检(试)验计划本工程地基处理施工,夯扩挤密桩施工需要采用碎石(粒径3cm左右)、中粗砂、P.S.A 32.5水泥。褥垫层材料采用2-7mm碎石屑。8.8. 施工工期与进度计划考虑到机械设备进场和安装调试,总的工程计划30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。具体进度详见附表“施工总进度计划”。9.夯扩挤密干硬性混凝土桩施工9.1. 挤密桩施工工艺(1) 夯扩挤密桩主要工艺流程为:施工准备定位放线制备桩体材料冲击成孔夯实孔底分层填干硬性混
20、凝土分层重锤夯扩挤密直至桩顶设计标高桩基移位桩体养护质量检验。9.2. 施工准备(1)施工设备a、打桩机进场后,及时进行安装及调试工作,确保成孔机械行走平稳,运转正常。b、在钻机支架立柱上可根据成孔深度要求标注控制尺寸标记。c、制备桩料的搅拌机械安放在固定位置并加以牢固固定,运转正常。d、运输机械,包括翻斗车、手推车等应保证安全、可靠、运转正常,运输途中不遗撒桩料。e、夯锤重量、直径、材质、锤底锥度应能满足施工要求。f、夯扩机械应确保行走灵活、夯锤与钢丝绳(杆件)连接部位必须牢固,运转平稳。(2)施工材料夯扩挤密桩以水泥、砂、碎(卵)石等为其主要使用材料,地下车库以级配砂石等为其主要使用材料。
21、9.3 施工参数确定与试成桩选择施工现场适当位置进行试成桩。根据设计控制参数通过试成桩以确定以下施工参数:施工成孔深度、每步填料数量、每步夯击次数、桩顶施工控制深度或高程与夯击次数等。检查各种施工设备机械性能及运行情况,协调各工种之间的施工人员配合,确定单桩施工时间,合理组织施工设备、人员,科学安排施工顺序,确保施工质量与工期。9.4 施工工序(1)成孔本工程冲击成孔,具体如下:a、桩位放点:本工程放点工作由我方完成。我方依据现场甲方提供的控制点和相关轴线施放桩位点,须请监理验收合格后,才能施工;b、夯机就位:夯机就位调整平稳,及时调整夯机位置,保证钻头锥尖对准桩位中心点c、柱锤成孔:根据土质
22、及地下水情况可分别采用下述二种成孔方式:冲击成孔:将柱锤提升一定高度,自动下落冲击土层,如此反复冲击,接近设计成孔深度时,可在孔内填少量碎石继续冲击,直至孔底被夯实。填料冲击成孔:成孔时出现缩颈或坍孔时,可分次填入碎石,边冲击边将填料挤入孔底,当孔底接近设计孔深时,夯入部分碎石挤密桩间土。当用上述方法仍难以成孔时,也可以采用套管成孔,即用柱锤边冲击边将套管压入土中,直至桩底设计标高。(2)制备桩料a、夯扩挤密桩的桩料配合比根据设计要求,进行现场试验加以确定。b、应在桩料制备现场明显位置悬挂牌子,明示桩料配合比与每盘桩料配合比要求。c、对桩料使用搅拌机进行拌制。也可采用人工或其他机械进行拌合,如
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