某CFG桩地基处理施工组织设计.doc
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1、方庄 区7高层住宅工程地基处理(CFG桩)施工组织设计方案北京 程有限企业.3施工组织设计审批表(或施工方案)工程名称 楼构造形式现浇剪力墙面积46155m2层数30/3建设单位北京都市开发集团一分企业施工单位城建四企业五项目部编制部门北 械工程企业编制人许大伟编制时间3月22日报审时间3月27日审批部门城建 技委审批时间3月28日审批人 审批意见:(填写讨论重要结论包括应修改部分) 同意按此设计执行,施工中应严格控制CFG桩成孔、混和料下放等工序,并按规定做桩荷载试验。编制说明方庄芳群园一区7高层住宅工程地基处理设计方案根据甲方提供方庄芳群园一区7高层住宅工程资料,结合我企业施工经验编制而成
2、,重要编制根据材料有:1.建筑地基处理技术规范(JGJ7991)2建筑地基基础设计规范 (GBJ789)3建筑桩基技术规范(JGJ9494)4北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ50192)5水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术规定(Q/TY061997)6机械工业部勘察研究院提供北京方庄居住区芳群园高层岩土工程勘察汇报(详勘)7中国建筑北京设计研究院提供北京方庄居住区芳群园一区住宅楼基础平面图8土力学与地基基础(陈晓平主编)9地基处理技术(阎明礼主编)10桩基设计指南(林天键等主编)目录一 工程概况二 场区工程地质条件及水文地质条件(一) 工程地质条件(二) 水文地质条件三 复合地基
3、方案选择(一) 复合地基桩身材料选择(二) 复合地基成桩方案选择四 复合地基设计方案(一) 复合地基设计根据(二) 设计方案(三) 褥垫层设计(四) 复合地基变形验算五 复合地基施工组织设计方案(一) CFG桩施工工艺(二) CFG桩施工准备(三) CFG桩施工技术措施六 质量保证体系及措施(一) 质量目(二) 质量管理组织机构(三) 质量保证措施七 安全目及措施(一) 安全管理目(二) 安全管理组织机构及重要职责(三) 安全管理及保证措施八 环境保护及文明施工(一) 环境保护(二) 文明施工九 整顿资料附:方庄芳群园一区地基处理CFG桩施工进度计划表方庄芳群园一区A座楼地基处理CFG桩平面布
4、置图方庄芳群园一区B座楼地基处理CFG桩平面布置图方庄芳群园一区C座楼地基处理CFG桩平面布置图一 工程概况拟建方庄 7#高层住宅楼工程,位于北京市方庄居住区芳群园西北角,西临蒲芳路。拟建住宅总用地面积23514m2,总建筑面积108300m2,由A、B、C三座高层住宅楼构成,其中A座西塔楼和B座东西塔楼都是由地上30层,地下3层,高度87.90m;A座东塔楼和C座都是地上25层,地下3层,高度73.65m。高层住宅楼为全现浇剪力墙构造,基础埋深约为12.91m,基底压力约为430KPa。本工程0.000m=42.20m。二 场区工程地质条件及水文地质条件(一)程地质条件根据机械工业部勘察研究
5、院提供北京方庄居住区芳群园高层住宅岩土工程勘察汇报(详勘)资料,拟建场地地形基本平坦,地貌单位属于永定河冲洪积扇,自然地面标高40.82m-41.82m,重要地层土质状况如下:1.质粘土素填土:黄褐色,硬塑,稍密,湿。以粉质粘土为主,含少许砖渣、灰渣等杂物,土质不均匀。场地大部分地段该层夹有杂填土1:褐色,具有较多砖块、灰渣、砼块等杂物,粉质粘土充填其中,成分较杂乱。该层层厚0.8m-3.20m,层底标高37.95-40.20m。2.粘质粉土:褐黄色,稍密中密,湿。含较多去母细屑,见氧化铁斑痕,偶见小钙质结核。压缩模量Es=8.04Mpa,属中压缩性。该层中夹有粉砂透镜体2,场地绝大部分地段该
6、层顶部分布有粉质粘土1。该层层厚0.30-3.20m,层底埋深为2.50-4.50m,层底埋深为2.50-4.50m,层底标高为36.71-38.72m。3.粉质粘土1:褐黄色,硬塑,具有少许小球状锰质结核,土中高压缩性,局部为高压缩性。该层多以夹层形式分布分布于砂质粉土层顶面。4.粘质粉土:褐黄色,中密,湿饱和。本层以粘质粉土为主,局部地段逐渐相变为粉质粘土,含去母碎屑,见氧化铁条痕。压缩模量Es=8.27Mpa,属中压缩性。在场地东部A座住宅地段及场地南部地段多层住宅地段该层中夹有粉砂1层。该层层厚1.90-4.30m,层底埋深6.00-7.00m,层底标高34.00-35.17m。5.粉
7、砂1:褐黄色,中密,湿。含较多云母碎屑,颗粒均匀,较纯净,长石石英质。6.粉质粘土:黄褐色,局部地段为褐灰色,可塑,含少许钙质结核,见氧化铁条纹。压缩模量Es=8.89Mpa,属于中压缩性。该层层厚2.00-4.30m,层底埋深8.70-10.70m,层底标高30.51-32.92m。7.中砂:褐黄色,密实,湿饱和。砂质较纯净,底部含个别圆砾颗粒,长石石英质,该层具有明显沉积韵律,从上至下砂粒逐渐变粗。该层顶部普遍分布有细砂1层,并且层中夹有较多粘质粉土透镜体2。该层层厚4.90-8.10m,层底埋深15.30-18.00m,层底标高23.11-25.90m。细砂1:褐黄色,密实,湿。8.粘土
8、:褐红色,可塑,湿,含氧化铁条纹。压缩模量Es=9.80Mpa,属于中压缩性,该层层厚3.00-5.90m,层底埋深20.60-21.80m,层底标高19.64-20.57m。9.圆砾:杂色,密实,粒径多在0.5-2之间,卵石含量约为2025%,最大粒径6cm,中粗砂充填。局部地段该层顶部分布有中粗砂1透镜体。该层层厚2.50-4.20m,层底埋深23.50-25.20m,层底标高16.01-17.80m。10.卵石:杂色,密实,粒径一般多在24cm之间,最大可达10cm,颗粒呈亚圆形,颗粒间重要由粗砾砂充填。局部地段该层中夹有重粉质粘土以及砾砂透镜体。该层中多分布有圆砾1夹层或透镜体。(二)
9、水文地质条件本场区地下水静止水位埋深14.50-15.80m,水位标高为25.16m-26.70m,属于潜水。本场区地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。三.复合地基方案选择(一)复合地基桩身材料选择一般复合地基桩身材料有散体桩,包括碎石桩、砂桩、渣土桩等;柔性桩,包括灰土桩、水泥土桩、二灰桩等;刚性桩,包括CFG桩、素混凝土桩等。由于本工程基底压力较大,单桩承载力高,需要较大桩身强度,对于散体桩和柔性桩,其桩身强度一般不超过3Mpa,显然桩身强度不能满足规定,并且散体桩自身没有粘结强度,重要是靠周围土约束来传递基础传来垂直荷载,围压对桩体强度和桩体模量有影响,而对CFG桩影响不大,为此须采用CFG桩或
10、素混凝土桩。CFG桩与素混凝土桩区别是:在素混凝土中加入粉煤灰,既是细骨料,又有低标号水泥作用,能增长混凝土和易性,并且能使桩体具有明显后期强度,此外CFG桩复合地基模量大、建筑物沉降量小,从而本工程采CFG做为桩身材料。(二)复合地基成桩方案选择复合地基成桩措施一般有挤土法、取土法和部分挤土部分取土法。挤土法一般合用于松散无水土层,通过挤土作用使桩间土挤密加固,本工程原有地基土为中低压缩性土,不适宜采用挤土法成桩,宜采用取土法成桩。取土法成桩又有众多成孔工艺,如长螺旋钻进法、冲击钻进法、泥浆护壁回转钻进法等,冲击钻进法成孔效率低、噪音污染严重;泥浆护壁回转钻进法成孔废泥浆对环境污染较大,而长
11、螺旋钻进法设备简朴、施工以便、振动小、噪音低、无环境污染、工期短,考虑地层土质条件、基坑内作业及周围环境影响,本工程宜采用长螺旋泵压混凝土法施工。四.复合地基设计方案(一)复合地基设计根据1建筑地基处理技术规范(JGJ7991)2建筑地基基础设计规范(GBJ789)3建筑桩基技术规范(JGJ9494)4北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ50192)5水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术规定(Q/TY061997)6机械工业部勘察研究院提供北京方庄居住区芳群园高层住宅岩土工程勘察汇报(详勘)7中国建筑北京设计研究院提供北京方庄居住区芳群园一区住宅楼基础平面图8土力学与地基基础(陈晓平主
12、编)9地基处理技术(阎明礼主编)10桩基设计指南(林天键等主编)(二)设计方案1.地层重要参数地层名称桩周摩阻力(qs)KPa桩端承载力(qp)KPa地层厚度(m)中砂层805.1粘土层404.0圆砾层12025000.22.选择桩径为400mm。3.选择桩端持力层,选圆砾层为桩端持力层,桩长以桩尖进入层,有效桩长为10.0m,保护桩长为0.70m。4.单桩承载力计算Rk=(DqsiLi+Apqp)/k式中:Rk单桩承载力(KN);D桩径D400mm;qsi桩周摩阻力(KPa);Ap桩端面积Ap=r2;Li地层厚度(m)经计算Rk=633.586KN则取Rk=600KN5.求置换率复合地基承载
13、力原则值按500KPa考虑,则根据公式:fsp=mRk/Ap+(1m)fk式中:fsp复合地基承载力KPa m置换率 Rk单桩承载力Rk=600KN fk桩间土承载力fk=300KPa 强度发挥率=0.9 经计算:m=0.0516桩间距确实定布桩按正方形布置,则由m=d2/de2计算出桩距为:s=1.57m,取s=1.60m7桩数共布桩1420棵(角点处加密),其中:A栋楼566棵;B栋楼571棵;C栋楼283棵。8桩顶平均应力p=fsp.k-(1-m)fk/m=4777.7KPa9桩顶平均荷载=pAp=600.34KPa10桩体强度原则值R283p, p取4779.8KPa式中R28:混合料
14、(或混凝土)试块(边长150mm立方体)原则养护28d,无侧限抗压强度值,考虑施工影响原因,因此选CFG料强度C20。(三)褥垫层设计1.褥垫层设计目a.保证桩、土共同承担荷载;b.调整桩、土荷载分担比;c.减少基础底面应力集中;d.调整桩、土水平荷载分担。2.褥垫层参数如下a.褥垫层厚度:15cm;b.褥垫层顶面标高:12.91m;c.褥垫材料:人工级配砂石;d.褥垫施工:采用平板振捣器,往复振捣三五遍;e.夯填密度:Dh0.87(虚铺17.3cm,压实15cm),压实系数0.96,须满足有关垫层做法规范;f.桩、褥垫层和基础关系图:(四)复合地基变形验算:1.复合地基变形计算措施:复合地基
15、沉降计算中,一般有复合模量法,应力修正法,桩身压缩量法及桩基规范法。2.沉降计算:本工程采用桩基规范法进行计算,荷载按竖直均布荷载考虑,基础埋深按照12.85m考虑,基础宽度A:19.5m,B:19.8m,C:19.8m,基础长度A:68.95m,B:69.22m,C:34.2m。沉降计算浓度取附加应力与自重应力比值为20%作为沉降计算下限。沉降计算深度(Z): (Rk-z)z=20%其中:Rk=500KPa =20KN/m3计算得:z=20m,故沉降计算深度为地表下32.91m桩土应力比:n=Rk(Apfp)计算得n=16模量提高系数量:=1+m(n-1)其中: 桩间土强度提高系数,=1;
16、m面积置换率,m=0.0511; n桩土应力比,n=16计算得=1.77运用公式:S=S1+S2=(OIhi)(Esi)+ (pOjhj)Esj (I:1-N,j:1-n)加固土层厚度加权平均压缩模量:Esp=18.78MPa加固土体复合压缩模量:Esp=m(n-1)+1Es经计算 Esp=31.92MPa经验沉降系数=0.4经计算:S=42.2mm60mm满足设计规定。五.复合地基施工组织设计方案(一)CFG桩施工工艺采用2台长螺旋钻机成孔,管内泵压混合料成桩,其长处是施工设备简朴、施工以便、振动小、噪音低、无环境污染、施工工期短、效率高,缺陷是用电量大,须保证近130KW电力供应。详细参见
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