CFG地基加固方案及施工组织设计.pdf

目 录 第一部分 地基加固方案设计 1 工程概况 2 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)地基加固方案设计 2.1 设计要求 2.2 设计依据 2.3 方案设计 2.4 CFG 桩布置 2.5 桩身强度等级及压缩模量 2.6 褥垫层 2.7 CFG 桩施工降水要求 3 关键点控制 4 复合地基检测 第二部分 施工组织设计 1 依据及适用范围 2 工程概况 3 设计概况 4 施工组织 5 设备物资计划 6 工期 7 施工方案 8 关键过程控制 9 复合地基检测 10 质量与安全保证措施 11 需甲方配合的几个方面 12 竣工成果资料 附:CFG 桩平面布置示意图 *第一部分 地基加固方案设计 1 工程概况 “玉锦苑”位于某市一环路以内，武成大街与中道街交汇处。由某市青羊建委城镇房屋综合开发公司投资兴建。该建筑为 6F+1 层，全框架结构，独立柱基。我公司受建设单位委托，对该楼的地基加固处理工作进行方案设计。根据该场地岩土勘察报告，地层结构自上而下为：1.素填土：灰色，主要由粉土组成，含大量植物根茎及卵砾石；干稍湿，结构松散，系近期堆填。全场地分布，层厚1.303.70m；2.粉土：褐灰色或黄灰色，湿，松散中密，遍布于整个场地，含少量石英、云母片及粘性土，稍有光泽，干强度低，轻微摇振反应，厚度为 0.502.00m 3.细砂：褐灰色或褐黄色，主要是由石英，长石及少量云母组成，层厚 0.30.5 米，分布在卵石层顶板,仅在个别空可见 4.卵石土：灰色，湿饱和，稍密密实。卵石成份以岩浆岩为主,少量为变质岩和沉积岩；以中等风化和微风化者居多，少量强风化。卵石磨圆度较好，呈圆形亚圆形,粒径一般 28cm,最大超过 12cm,该层埋深 2.005.20m。根据卵石的含量和密实度等工程特性不同，将该层又分为松散状卵石土（40）、稍密状卵石土（41）、中密状卵石土（42）、密实状卵石土（43）四个工程地质亚层 松散状卵石土（40）：卵石含量约占 30；细砂充填；N120 修正击数 24 击；稍密状卵石土（41）：卵石含量约占 50；细砂充填；N120 修正击数 47 击；中密状卵石土（42）：卵石和约占 65；细砂充填；N120 修正击数 812 击；密实状卵石土（43）：卵石和约占 75；细砂充填；N120 修正击数 1320 击；根据勘察报告可知：场地内地下水主要为孔隙潜水与上层滞水，主要受大气降雨及生活用水补给，潜水赋存于卵石土层中，局部粘性性土层中含上层滞水，由生活用水大气降水补给。勘察期间为丰水期，在钻孔内测得地下潜水稳定水位 1.90 米左右，初见水位 2.00m左右。据区域地质资料，69 月为丰水期，123 月为枯水期；地下水水位变化幅度较大，一般在 11.50 米之间；丰水期历史最高水位为 1.60m；设计和施工时场地稳定水位按 1.60米（最不利水位）取值 *土的工程特性指标 地层分类 天然重度(kN/m3)压 缩 模 量ES(MPa)变形模量 E0(MPa)内摩擦 角()粘聚力 c(kPa)承载力特征值fak(kPa)预制桩 qpk 素 填 土 19 2.5/8 15 80/粉 土 19/90/松散卵石 20 16 15 30/180/稍密卵石 21 25 20 35/300 5000 中密卵石 22 33 25 40/500 7000 密实卵石 23 45 35 45/800 8500 根据勘察资料分析表明，拟建的地基持力层（素填土、粉土）承载力特征值，不能满足设计要求，需要进行地基加固处理。根据拟建物性质、场地工程地质及水文地质条件以及成都地区地基加固处理经验，本着技术可靠、施工可行和经济合理的原则，经多方比较，对该工程拟进行 CFG 地基加固处理方案设计 2 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)地基加固方案设计 2.1 设计要求 采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)加固处理后所形成的复合地基土承载力特征值须满足：fspk300kPa 2.2 设计依据 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）；四川省建筑地基基础质量检测若干规定（四川省建设厅20011265号文）；玉锦苑基础平面布置图（四川大陆设计事务所2005）；玉锦苑岩土工程勘察报告（某勘察基础工程公司 2005年 6 月）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50502-2002）2.3 方案设计 设计参数表 拟建物 0.000 标 高（m）基础埋深（m）基底标高（m）CFG桩复合地基指标 Fspk(Kpa)Es(Mpa)桩顶标高 玉锦苑 501.40 499.5499.35 -1.9-2.05 300 10.0 500.5 *根据岩土工程勘察报告，依据建筑地基处理技术规范(JGJ792002 J220-2002):Ra=pqsili+qaAp 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)以卵石层为桩端持力层 其中：桩长 L 平均取 4.5m（其中保护桩长为 0.5m，进入卵石层 0.5m），桩径 400mm（根据所采用的成桩设备 CK15-A/B 型取土夯实桩机确定）；qp 桩端阻力特征值（kPa）稍密卵石为 1200 KN；Ap 桩的截面积，0.1256m2；qsi 桩周第 I 层土的侧阻力：素填土为 15KN，粉土为 12.5KN；p 桩的周长，1.256m。举例计算如下：22剖面，8 号孔 Ra=1.256（2.615+1.812.5）+0.12561200 =213.476KN 取值为 205KN；66剖面，20 号孔 Ra=1.256（2.615+1.812.5）+0.12561200 =205.67KN 取值为 205KN；根据上述情况，Ra 取值为 205KN 依据建筑地基处理技术规范(JGJ792002 J220-2002)公式 9.2.5 fspk=mRa/Ap+（1-m）fsk 式中:fspk为复合地基承载力特征值,取值 300kPa;fsk为桩间土承载力特征值,取值 80kPa;m为面积置换率;Ra为单桩承载力特征值(KN),Ra实取值 205KN;为桩间土强度发挥系数,取 0.8;fspk=mRa/Ap+（1-m）fsk 300=m205/0.1256+0.8（1-m）80 经计算得m=0.1504，实取m=0.1505；A=Ap/m=0.1256/0.1504=0.83 2.4 桩的布置*玉锦苑独立柱基布桩根据置换率的定义，计算得到各独立基础所需的桩数，详见下表及CFG 桩基础平面布置图 柱基类型、基础尺寸一览表 表 1.3 序号 柱基类型 基础尺寸（m）基底面积（）柱基个数（个）单个 实 际 布 桩 数 （根）桩间距（m）桩顶标高（含 空 桩）正方形 等边 三 角 形 1 J-1 3.33.1 10.23 7 13 91 0.91 0.98-1.45 2 J-2 3.02.8 8.40 2 10 20 0.91 0.98-1.4 3 J-3 3.73.5 12.95 2 16 32 0.91 0.98-1.55 4 J-4 2.62.4 6.24 3 8 24 0.91 0.98-1.4 5 J-5 2.72.9 7.83 6 10 60 0.91 0.98-1.4 6 J-6 3.13.3 10.23 5 13 65 0.91 0.98-1.45 7 J-7 2.42.6 6.24 2 8 16 0.91 0.98-1.4 8 J-8 1.82.0 3.60 1 5 5 0.91 0.98-1.4 9 J-9 3.53.7 12.95 2 16 32 0.91 0.98-1.55 10 J-10 2.12.1 4.41 6 6 36 0.91 0.98-1.4 11 J-11 2.42.4 5.76 6 7 42 0.91 0.98-1.4 12 J-12 2.52.7 6.75 1 8 8 0.91 0.98-1.4 13 J-13 3.63.0 10.80 2 13 26 0.91 0.98-1.45 14 J-14 4.03.4 13.60 1 17 17 0.91 0.98-1.55 15 J-15 5.22.9 15.08 3 19 57 0.91 0.98-1.45 16 J-16 4.92.6 12.74 6 16 96 0.91 0.98-1.45 17 J-17 4.62.2 10.12 1 13 13 0.91 0.98-1.45 小计/56/640/当场地有所变化时,具体桩数根据现场情况作相应调整，桩位布置详见附后的 CFG 桩平面布置图 复合地基基验算：（1）以稍密卵石层为桩端土的复合地基承载力特征值，进行估算：*=0.1505205/0.1256+0.8(1-0.1505)80 300Kpa（2）压缩模量验算：Esp=Es=6.2300/80=23.25Mpa 式中：Es天然地基土压缩模量加权平均值；天然地基压缩模量的倍数，=fspk/fak；fak基础底面下天然地基承载力特征值 综上验算结果表明，复合地基承载力特征值 fspk300Kpa，压缩模量特征值 Esp10.0Mpa，经地基加固处理后的复合地基满足设计要求 2.5桩身强度等级及压缩模量 由Ra=205kN，fcu 3Ra/Ap=3205/0.1256=4.90MPa 桩身材料采用水泥、石、砂及粉煤灰，桩身混凝土强度等级取 C10，粉煤灰用量为水泥用量的 30%(最终由试验配合比确定)2.6 褥垫层 a.厚度:250mm（基底土质较软）b.材料:级配砂石(最大粒径一般30mm)c.褥垫层需经静力压实法或动力压实法（桩间土含水量较少时）压实,其夯实后的体积与虚铺体积之比不大于 0.90（虚铺厚度 h=250/0.9=278mm）2.7 CFG 桩施工降水要求 因场地所有钻孔地段松散卵石层透镜体在地下水位线下，为保证 CFG 桩施工工作的顺利进行及施工质量满足设计要求，为此建设单位应委托专业降水施工队伍负责工程降水，该地段水位必须降至桩端以下 1m，即地面以下 5.8m，相应标高 494.7m 3、关键点控制 由于本工程对复合后的地基土承载力要求较高,因此,在工程施工中应严格控制如下关键点：（1）严格根据地勘报告，确保桩端置于卵石层上 （2）严格控制锤击数和锤击高度 （3）如在施工中当地质条件与地勘报告不符时,应及时通知有关单位，采取补勘等*措施,并及时修正加固方案确保所加固的地基达到设计要求 4、复合地基检测 在 CFG 桩的施工完成后，待桩体混凝土达到一定强度(按有关规范)时，取 1%的桩、且每个单体建筑不少于 3 点进行复合地基载荷试验检测。该项工作由建设单位另行委托有资质的单位完成。*第二部分 施工组织设计 1 依据及适用范围 1.1 编制依据 1.1.1 建筑地基处理技术规范 (JGJ792002 J220-2002)；1.1.2 玉锦苑地基加固方案设计及 CFG 桩位平面布置图（某勘察基础工程公司 ，2005.8）；1.1.3 玉锦苑工程岩土工程勘察报告（某勘察基础工程公司 ，2005.6）；以下简称“地勘报告”；1.1.4建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)1.2 适用范围 本施工组织设计仅适用于玉锦苑水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)工程，施工组织设计阶段为施工阶段 2 工程概况 “玉锦苑”位于某市一环路以内，武成大街与中道街交汇处。由某市青羊建委城镇房屋综合开发公司投资兴建。该建筑为 6F+1 层，全框架结构，独立柱基。我公司受建设单位委托，对该楼的地基加固处理工作进行方案设计。根据该场地岩土勘察报告，地层结构自上而下为：1.素填土：灰色，主要由粉土组成，含大量植物根茎及卵砾石；干稍湿，结构松散，系近期堆填。全场地分布，层厚1.303.70m；2.粉土：褐灰色或黄灰色，湿，松散中密，遍布于整个场地，含少量石英、云母片及粘性土，稍有光泽，干强度低，轻微摇振反应，厚度为 0.502.00m 3.细砂：褐灰色或褐黄色，主要是由石英，长石及少量云母组成，层厚 0.30.5 米，分布在卵石层顶板,仅在个别空可见 4.卵石土：灰色，湿饱和，稍密密实。卵石成份以岩浆岩为主,少量为变质岩和沉积岩；以中等风化和微风化者居多，少量强风化。卵石磨圆度较好，呈圆形亚圆形,粒径一般 28cm,最大超过 12cm,该层埋深 2.005.20m。根据卵石的含量和密实度等工程特性不同，将该层又分为松散状卵石土（40）、稍密状卵石土（41）、中密状卵石土（42）、密实状卵石土（43）四个工程地质亚层 *松散状卵石土（40）：卵石含量约占 30；细砂充填；N120 修正击数 24 击；稍密状卵石土（41）：卵石含量约占 50；细砂充填；N120 修正击数 47 击；中密状卵石土（42）：卵石和约占 65；细砂充填；N120 修正击数 812 击；密实状卵石土（43）：卵石和约占 75；细砂充填；N120 修正击数 1320 击；根据勘察报告可知：场地内地下水主要为孔隙潜水与上层滞水，主要受大气降雨及生活用水补给，潜水赋存于卵石土层中，局部粘性性土层中含上层滞水，由生活用水大气降水补给。勘察期间为丰水期，在钻孔内测得地下潜水稳定水位 1.90 米左右，初见水位 2.00m左右。据区域地质资料，69 月为丰水期，123 月为枯水期；地下水水位变化幅度较大，一般在 11.50 米之间；丰水期历史最高水位为 1.60m；设计和施工时场地稳定水位按 1.60米（最不利水位）取值 3 设计概况 根据“地勘报告”和建筑地基处理技术规范(JGJ792002)，CFG 桩布置于基础范围内 根据玉锦苑地基加固方案设计及 CFG 桩位平面布置图（某勘察基础工程公司 ，2005.8），该工程 CFG 桩桩径 0.40m，桩长4m，桩数约为 640根 4 施工组织 4.1 本工程采用项目法施工 4.2 现场管理人员名单 工作岗位急相关人员 职 责 备 注 项目经理 沈 平 全面负责工程质量、进度、安全和成本 现场技术负责人 曹敏杰 施工质量监督、进度安排 施工员 陈慎行 人员机具安排、进度控制 质检员 吴兴国 质量监督、控制 安全员 孙古平 安全管理 材料员 唐 林 材料采购、检验 记录员 邵 亮 现场记录 *4.3 劳动力使用计划 序 号 工 种 人 数 1 钻工 6 2 钻辅工 30 3 搅拌机操作工 2 4 普工 15 5 设备物资计划 5.1 施工机具需用量计划 序号 设 备 名 称 数量 1 CK15-A(或 B)型挤密碎石桩机 4-6 台 2 砼搅拌机 JZC350 1 台 3 交流电焊机 1 台 4 水准仪(S3)、经纬仪(T2)各 1 台 5 辅助用具 若干 5.2 材料用量 序号 材 料 名 称 单位 数 量 1 32.5普通硅酸盐水泥 t 25 2 粉煤灰 m3 12 2 中粗砂 m3 100 3 砾石 28cm m3 200 4 大圆石 15cm m3 12 5.3 施工时，需提供 200kw 的电源和施工所需的水源 6 工期 6.1 施工准备期（不含在合同工期内）：2 天，包括机具、人员、材料进场，施放桩位等 6.2 计划施工有效工期为 13 天 本工程投入 4 台以上 CK15-A（或 B）型挤密碎石桩机，计划施工有效工期为 13 天（不包括法定节假日、下雨、地质条件发生变化、设计变更等因素影响）6.3 复合地基检测工期（不含在合同工期内）：按四川省地基检测有关规定，由甲方委*托具有相关资质的检测单位进行检测 序号 项 目 施 工 进 度(天数)1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13(大于 14 天)(检测单位定)1 施工准备 2 CFG 桩施工 3 砼 养 护、挖 土、褥 垫 层 4 静载检测 7 施工方案 7.1 施工准备 7.1.1 技术、资料准备 7.1.2 设备、材料进场,做好安装、调试、材料检验等工作 7.1.3 放样划灰线,定桩位 7.2 施工工艺参数与流程 采用 CK15-A（或 B）振冲碎石桩机,形成桩径400mm;冲击锤重 800kg;施工工艺流程为:测放桩位 振冲碎石桩机就位 成孔至设计深度 填料(每次不多于一斗车)冲击(至变形小于未达到控制高度 终孔 达到控制高度 进入下一根桩基坑开挖 静载检测 铺设褥垫层*7.3 桩体材料和质量控制 7.3.1 桩身砼强度等级为 C10，桩体材料以卵石(粒径 28cm)为主，掺入适量的水泥、砂、粉煤灰,按配合比控制 7.3.2 桩位偏差小于 10cm；垂直度偏差小于 1.5 7.3.3 成孔应进入含卵石粘土层，每次填料高度小于 0.60m 7.3.4 终孔条件:当每次填料冲击变形小于 10cm,其锤击数大于 3 击时,可进行下一轮填料、冲击工序至终孔,并应按要求现场随机取样制作试块 7.3.5 详细记录各孔的深度、空孔长度、最终变形、锤击数、混合料等 8 关键过程控制 8.1 关键点（1）在取土时，必须将土取至卵石层，确保桩端进入卵石层；（2）严格控制每次投料量、锤击数和锤击高度。每次投料量为一小推车（约 0.06m3）；桩底 2m 内，每次锤击数大于 3 次，锤击高度大于 6m；2m 以上，每次锤击数为 4 次以上，锤击高度为 46m；（3）因桩间距较小，为避免相邻桩体的破坏，采取跳打的方式进行 8.2 关键点的控制措施（1）如地下水位较高(有上层滞水时)，很难将桩底土层取净时，应采取导管护壁，或者投入黄泥或水泥干料进行夯击，再取土，直至扰动浮土取土干净，方可投入搅拌的混合料进行成桩；（2）质检员应严格检查工程质量，特别是关键点的质量控制，及时纠正不规范的操作，并按“施工技术交底”的处罚措施进行处罚，并报项目经理，采取纠正措施；（3）项目经理应随时抽查工程质量，确保施工满足技术要求，对不合格项，坚决追究相关人员的责任 9 复合地基检测 由建设单位委托具有法定资格的地基检测单位进行复合地基检测 10 质量与安全保证措施 10.1 质量保证措施*10.1.1 本工程由总工程师作技术指导，由项目经理、现场技术负责人进行技术把关，施工工长进行现场管理 10.1.2 工程开工前落实各级人员岗位责任,对各施工班组负责人作好技术及安全交底,由各施工工长随时掌握施工质量、进度,由项目经理不定期抽查执行情况 10.1.3 原材料水泥等必须提供材质证明,并按有关规定进行抽样送检 10.1.4 严格各工序间的交接工作。上一道工序未经验收合格不得进入下一道工序施工。检验不合格者应返工。对无视工序质量者应作出相应处罚 10.1.5 施工现场遇特殊情况应及时上报公司领导,求得及时解决,确保施工质量。施工中应作好各种原始记录工作 10.2 安全保障措施 10.2.1 各种劳动保护用品应配置齐备 10.2.2 现场设专职安全员,发现事故隐患则及时通知工长、项目经理,求得及时、妥善解决 10.2.3 电器设备检修、电线隔接,必须由专职电工进行。并由工地看守人员负责督促电器设备、电缆线等的防水、防雨、防破损工作 10.2.4 施工现场禁止与工程无关人员进入 10.2.5 非专职机具操作人员不得顶岗或独自操作,严禁酒后操作 11 需甲方配合的几个方面 提供一套基础设计施工图、地基加固要求、放线资料、地勘资料及地下管线资料;办理有关施工手续和场地三通一平;提供办公用房一间及临设 120m2 12 竣工成果资料 12.1 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)竣工平面图 12.2 原材料检验报告、试块报告 12.3 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)施工记录表 12.4 地基检测报告 注：由于地下水位太高，须打 6 口 17.5 米深的降水井，做基坑降水用（暂定，待进场后，根据实际水位情况确定）*