1、 北航科技大厦地基处理施工方案第 1 页 共 15 页北航科技大厦地基处理设计施工方案一、工程概述：北京航空航天大学科技大厦拟建场地位于北京市海淀区知春路北侧，北航院内新建配电室东南侧小树林处。地上 21 层，3 层地下室，埋深 15.6 米，建筑面积为 63854 平方米。自然地面标高为49.3449.83 米，0.0051.00 米。本工程我们的任务是地基处理方法的选择、设计和施工（CFG 桩） 。二、场地工程地质条件：（一）地层土质情况：本工程拟建场区地形较平坦，场地内除东北侧和东侧（印刷厂）现有建筑尚未拆除外，其佘地段为绿地和小树林。所在场地的地层可划分为人工填土层和第四纪冲洪积层两大
2、类。、粉质粘土素填土层：褐黄褐色，稍湿，稍密松散，以粉质粘土为主，含少量碎砖块、灰渣，夹薄层杂填土 1。人工填土总厚度 1.102.30 米。、粘质粉土层：褐黄色，稍湿湿，中密，含氧化铁、铁锰质、云母，夹薄层粉质 1透镜体，厚度 1.203.10 米。3、粉质粘土层：褐黄色（局部地段为灰褐色） ，可塑硬塑，北航科技大厦地基处理施工方案第 2 页 共 15 页含氧化铁、铁锰质、少量钙质结核，局部含 1少量有机质。夹薄层重粉质粘土和粘质粉土 1、粘土 2、粉砂 3、中砂 4及细砂 5透镜体，厚度 25.4027.60 米。4、中砂层：褐黄色，湿饱和，密实，主要矿物成份为石英、长石、云母，含少量砾石
3、、卵石（含量约占 20左右） ，夹薄层细砂 1、粉砂 2、粉质粘土 3和卵石 4透镜体，厚度 2.606.90 米。5、卵石层：杂色，饱和，密实，卵石主要成份为石英岩、石英砂岩及灰岩。粒径一般 35cm，最大达 15cm 左右。粒间充填中粗砂。卵石磨圆度较好，呈亚圆形。夹薄层圆砾 1和中砂 2透镜体，此层揭露最大厚度 20.50 米未钻穿。（二）地下水情况：根据地质勘察报告，拟建场区在勘察深度范围内有潜水型地下水，其静止水位埋深为 4.706.00 米，相应标高为 43.4345.03 米，该层地下水对混凝土无腐蚀。有关详细情况请参阅勘察报告。注意：9勘探孔掉入一套钻具，在成桩过程中要尽量避开
4、，防止事故发生。具体处理措施应同甲方协商！三、编制依据及原则：（一）编制依据：1、中航勘察设计研究院提供的岩土工程勘察报告；2、北京市建筑设计研究院提供的图纸；北航科技大厦地基处理施工方案第 3 页 共 15 页3、 建筑地基基础设计规范 ；4、 北京地区建筑地基基础勘察设计规范DBJ01-501-92；5、 建筑地基处理技术规范JGJ79-91；6、 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)复合地基技术规定 Q/JY06-1997。（二）编制原则：、安全适用；、保证施工质量；、保证施工工期；四、混凝土复合地基桩设计方案：本工程按设计单位要求，采用素混凝土群桩加固地基，通过桩顶设置褥垫层，充分协调地基土
5、参与工作，形成桩、土复合地基，达到提高承载力和减少基础沉降等目的。（一）A 区 CFG 桩各参数的选择：1、混凝土群桩复合地基的设计：我们取桩径 D=400mm桩间距 S=1.5m (正方形布置)则根据规范面积置换率为 m=d2/de2=0.42/(1.131.5)2=0.0558 根据地质报告天然地基承载力标准值fk=200Kpa北航科技大厦地基处理施工方案第 4 页 共 15 页设计要求处理后地基承载力标准值fsp.k=622Kpa2、单桩竖向承载力标准值 Rk的确定：根据公式：fsp.k=mRk/Ap+(1-m)f k取 =1 =0.85 把上述参数代入上述公式得到：Rk=1039.28
6、KN3、桩长的确定：按公式：R k = (Up Qs L+ Qp Ap) / sp按规范取 sp=1.75，桩周长 Up = 1.257m，桩侧极限侧阻力标准值平均值为 85Kpa ，桩底极限端阻力标准值为 3000Kpa ，代入公式，计算得桩长为 13.5m，取桩长为 14 米（此桩长为有效桩长） ，实际桩长取 14.5 米（增加的 0.5 米为保护桩长） 。4、计算桩顶平均应力：根据公式 p= fsp.k - ( 1-m ) f k /m =8.27Mpa5、确定混凝土标号：选择 C25 混凝土R28 3 p=24.8MPa 可以满足要求。6、沉降量计算：按同济启明星软件(地基沉降国家规范
7、)计算得：S A=42.17mm7、结果：北航科技大厦地基处理施工方案第 5 页 共 15 页A 区工程桩基可选用：桩径 400mm，桩间距 1.5 米，有效桩长为 14米的 CFG 桩，实际桩长取 14.5 米（增加的 0.5 米为保护桩长） ，总桩数为 484 棵，混凝土标号为 C25。桩的布置详见附图。8、桩的褥垫层：褥垫层的作用为保证桩、土共同承担荷载；调整桩、土荷载分配；减少基础底面应力集中；调整桩、土水平荷载分配。根据规定可采用 25Cm 厚的碎石垫层，最大粒径不宜超过 30mm，垫层的设计厚度和虚铺厚度可按 0.88 的比例，采用夯实法。（二）B 区 CFG 桩各参数的选择：1、
8、混凝土群桩复合地基的设计：我们取桩径 D=400mm桩间距 S=1.5m (正方形布置)则根据规范面积置换率为 m=d2/de2=0.42/(1.131.5)2=0.0558 根据地质报告天然地基承载力标准值fk=200Kpa设计要求处理后地基承载力标准值fsp.k=441Kpa2、单桩竖向承载力标准值 Rk的确定：根据公式：fsp.k=mRk/Ap+(1-m)f k取 =1 =0.85 把上述参数代入上述公式得到：北航科技大厦地基处理施工方案第 6 页 共 15 页Rk=631.67KN3、桩长的确定：按公式：R k = (Up Qs L+ Qp Ap) / sp按规范取 sp=1.75，桩
9、周长 Up = 1.257m，桩侧极限侧阻力标准值平均值为 80Kpa ，桩底极限端阻力标准值为 2000Kpa ，代入公式，计算得桩长为 8.5m，取桩长为 9 米（此桩长为有效桩长） ，实际桩长取 9.5 米（增加的 0.5 米为保护桩长） 。4、计算桩顶平均应力：根据公式 p= fsp.k - ( 1-m ) f k /m =5.03Mpa5、确定混凝土标号：选择 C20 混凝土R28 3 p=15.1MPa 可以满足要求。6、沉降量计算：按同济启明星软件(地基沉降国家规范)计算得：S B=24.03mm7、结果：B 区工程桩基可选用：桩径 400mm，桩间距 1.5 米，有效桩长为 9
10、 米的 CFG 桩，实际桩长取 9.5 米（增加的 0.5 米为保护桩长） ，总桩数为 1043 棵，混凝土标号为 C20。桩的布置详见附图。8、桩的褥垫层：褥垫层的作用为保证桩、土共同承担荷载；调整桩、土荷载分配；减少基础底面应力集中；调整桩、土水平荷载分配。根据规定可采北航科技大厦地基处理施工方案第 7 页 共 15 页用 25Cm 厚的碎石垫层，最大粒径不宜超过 30mm，垫层的设计厚度和虚铺厚度可按 0.88 的比例，采用夯实法。（三）C 区经过适当处理后可不采用桩基进行加固，为了保险起见可对其进行沉降量验算。按同济启明星软件(地基沉降国家规范)计算得：S C=7.6mm（四）考虑到
11、A 区、B 区、C 区地基处理的差异，我们需验算各区间的差异沉降。1、A 区和 B 区的差异沉降（它们的最近距离为 L20 米）(S A SB)/L=(42.17-24.03)/20000=0.000912、A 区和 C 区的差异沉降（它们的最近距离为 L34 米）(S A SC)/L=(42.17-7.6)/34000=0.001023、B 区和 C 区的差异沉降（它们的最近距离为 L10 米）(S B SC)/L=(24.03-7.6)/11000=0.00164设计要求的沉降差应小于 0.002，以上计算满足条件。由于勘察报告提供的数据离散性较大，建议进行沉降观测，以检验地基加固处理后的
12、效果和总结经验。五 、 施工部署(一) 管理部署根据公司精神，成立项目经理部， 实现项目负责制，各工种分工负责密切配合。公司生产经营部、施工部及各科室作为该工程的后勤保证，将在机械人员的调派方面提供强有力的支持，按甲方和总包的要求北航科技大厦地基处理施工方案第 8 页 共 15 页保质保量保工期的完成该项工程。项目经理部基本组成见下图：(二) 人员组织项目经理 1 人技术负责人 1 人安全员 1 人工长 1 人电工 1 人壮工 15 人机组人员 9 人(三) 施工组织原则 施工以优化设计、降低成本、缩短工期为原则，同时作好各工种间配合。六、 施工准备(一) 技术准备 北航科技大厦地基处理施工方
13、案第 9 页 共 15 页(1)组织人员认真熟悉图纸，结合工种特点制定各分部项目及特殊部位的施工方案；(2)各专业工种联合读图审图，认真准备图纸会审，使设计方便施工，施工满足设计要求；(3)着手落实大宗材料的货源供应方式，为工程施工提供保障。(二) 施工的物质准备(1)施工现场应作好三通一平，接好水管，保证施工的电源水源供应。(2)平整场地后进行 CFG 桩钻机就位准备；机械进场后要进行调试，保证正式施工的顺利进行。(3)由总包方配合放出桩位线。(4)材料进场，进行原材料检验并做配合比试验。七、CFG 桩施工工艺本工程采用长螺旋钻机进行成孔，且泵送混合料由现场搅拌提供。(一)施工工艺流程钻机就
14、位 钻至设计标高 清孔 泵压混合料 提钻泵送混合料成桩。(二)施工方法（1）按施工图测放桩位；北航科技大厦地基处理施工方案第 10 页 共 15 页(2) 钻机就位，并调整钻杆与地面的垂直度，垂直度偏差不 大于 1%；(3) 在成孔钻进的同时，按照配合比进行混合料的搅拌，搅拌好的混合料用混凝土泵泵送到钻机施工作业面浇灌；(4) 钻进到设计深度后，一边泵送混合料一边提钻，提钻速度由混凝土泵送量决定。（5）如遇冬季施工应根据气温在槽底地面铺盖草帘。由于冬季少水干燥，草帘等易燃物应远离火源。现场必须配备灭火器，严禁违章用火。(三)施工技术要求(1) 钻进过程中应根据地层变化及时调整钻进速度，一次达到
15、设计深度，确保桩长和桩径；(2) 泵送混合料采用现场搅拌的混凝土，强度要求为 C25 和 C20两种等级，塌落度 180200mm，粗骨料为 5-15mm 碎石，普通硅酸盐 PO325 水泥，细骨料采用中粗砂，另掺加一定比例的粉煤灰；(3) 首盘混合料灌注前，应用清水清洗管道；(4) 注意桩底灌注质量，提钻冲开筏门的高度不得超过 30cm；(5) 每泵压一次提钻不可超过 25cm，匀速提钻并保证钻头刃尖始终埋在混合料内，防止断桩；(6) 随时检查泵管密封情况，以防漏水；(7) 在易缩径地层降低提钻速度，保证混合料保持在钻杆内；北航科技大厦地基处理施工方案第 11 页 共 15 页(8) 成孔搅
16、拌泵送应紧密配合，避免桩身灌注时停顿；(9) 成桩完毕后，应检查桩顶标高及成桩质量；(10) 成桩后注意保护好桩头，24 小时内不振动；(11) 清除桩头时应先测放出桩顶标高，然后用钢钎等工具沿桩周向桩心挨次剔除多余桩头至桩顶标高；(12) 清除桩头时不可用重锤或重物击打桩体；(13) 垫层施工采取分层夯实的方法，第一步虚铺碎石 130mm 左右，进行夯实，第二步根据夯实情况再次虚铺碎石 130mm左右，夯实至 250mm；(14) 桩体施工完养护 28 天以后，方可进行检测试验；(15) 桩顶标高见图(在此标高基础上预留 500mm 的保护桩头) 。(四)质量控制1、 成桩质量标准(1) 桩
17、体倾斜偏差不超过 1%；(2) 桩位偏差不超过 10cm；(3) 桩径偏差不超过 2cm。2、 工程质量保证措施(1) 施工过程严格执行施工过程控制程序，确保施工质量；(2)现场成立质量监控小组，严格按照国家有关规范、规程要求施工，实行全面质量管理；(3)执行三级质量管理制度，即施工个人自检、下道工序上检、北航科技大厦地基处理施工方案第 12 页 共 15 页质量员把关；(4)施工前由施工、技术负责人结合图纸进行详细的技术交底；(5)施工期间由现场技术人员及质检人员抽查成孔深度，桩长由专人负责测量记录；(6)分派专职人员进行试验工作，作好各种试验数据和整理，发现问题及时解决；(7) 在成桩 2
18、8 天后抽选 23 根桩进行单桩荷载试验，并应有一点做单桩复合地基荷载试验，由试验结果检验单桩竖向承载力及复合地基承载力是否满足设计要求。同时抽选不少于 5%的桩进行低应变动力测试，保证桩的完整性和桩身混凝土质量。此部分费用单取。(五)施工机械施工机械如下表：机械名称 规格及型号 单位 数量 备注长螺旋钻机 DM105 台 1混凝土泵 HBT60 台 1搅拌机 500 型 台 2八、施工管理措施(一) 技术管理措施(1) 认真阅读施工图，搞好图纸会审，了解设计意图，力争将设计图中的错误消灭在施工前；(2) 技术人员应组织详细的设计技术交底；北航科技大厦地基处理施工方案第 13 页 共 15 页
19、(3) 所有技术交底要求到人到位，并且切实可行；(4) 资料移交应齐全，并有移交手续。(二) 施工管理措施(1) 认真贯彻“安全第一，预防为主”严格安全管理，强化劳动纪律；(2) 严禁酒后上班；(3) 遵守工地安全用电规定；(4) 进入施工现场必须戴安全帽，严禁在施工现场吸烟；(5) 特殊工种必须持证上岗；(6) 施工现场应做好防护，对操作不安全或违章作业的指令，工人有权拒绝施工；(7) 工作时思想集中，坚守岗位，未经许可，不得从事非本工种作业；(8) 施工班组应严格按施工方案和安全措施进行施工，不得违章作业，不冒险蛮干；(9) 钻机所用钢丝绳要检查保养，发现有断股情况，应及时调换；(10)
20、所有操作人员严格遵守操作规程；在钻机移动时，注意上部无高压线路；熟悉地下管线。(三) 质量控制体系北航科技大厦地基处理施工方案第 14 页 共 15 页建立以项目经理为首的质量保证体系，自检和专职检相结合，确保施工质量。质量控制体系简图如下：九、施工进度计划施工工期暂定为 50 个有效工作日。详细施工进度请看下表:施 工 工 期工 程名 称单位工程量日产量 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50准 备成 桩 根 1527 50凿桩头 根 1527 200铺褥垫层 M2 3200 300清理现场说明：1、 本进度计划是在不考虑扰民的情况下进行编制的,日产量指24 小时施工产量；
21、2、 进度计划中的施工日期是指绝对施工天数；3、 进度计划中不考虑天气等自然条件的影响；4、 桩打完后需要 28 天的养护期才能做静载荷试验；5、 小应变检测和凿桩头均可在等待静载荷试验期间进行；6、 铺褥垫层则需在静载荷试验之后进行。 技 术 负 责 人项 目 经 理北航科技大厦地基处理施工方案第 15 页 共 15 页十、CFG 桩竣工验收记录1、 施工中要严格执行 ISO-9002 质量体系的各项要求及相关的施工规范，每道工序都要按照质量体系及设计要求严格进行控制。遵守国标施工及验收规范；2、 按照建筑安装工程质量评定标准，检验评定工程质量等级；3、 按照建设单位和工程监理要求的验收程序验收项目，进行质量过程控制，做好自检和申报验收，并交验各种资料，填报各种质量表格；所需资料记录如下： (1) 材料检验，试块试验记录；(2) CFG 桩施工记录单；(3) 设计变更通知书；(4) CFG 桩竣工平面图。 北京市机械施工公司基础工程分公司2002222
