强夯后CFG桩地基处理方案

第-1-页xx生物制品研发生产基地4号及8号楼强夯后CFG桩复合地基处理施工组织设计方案第一章工程概况及工程地质条件1、工程概况成都康华生物制品有限公司拟建龙泉生物制品研发生产基地，主要由仓库、片剂车间、动物房及4号、8号楼等组成。该工程设计工作由信息产业电子十一所设计研究院有限公司承担，详细勘察工作由中国冶金建设集团成都勘察研究总院承担完成并提交了《岩土工程勘察技术报告》（2006年11月）。根据场地内勘察报告及设计提供的4号、8号基础图、技术要求，设计拟对4号及8号楼地段地基进行处理，设计±0.0标高均为黄海高程516.90m，均采用独立柱基。根据岩土工程勘察报告，拟建4号及8号楼地段基底下土层大部分地段为素填土和淤泥质粘土，且厚度较大，另外素填土为场平时新近回填，属欠固结土层。因此，其承载力及变形均不能满足设计要求，故设计单位提出对其进行复合地基加固处理，设计要求处理后地基承载力特征不小于220kPa，压缩模量不小于12MPa。受建设单位委托，我院对该工程复合地基处理进行设计。2.场地工程地质条件该章节内容引用《岩土工程勘察技术报告》。2.1场地位置及地形地貌勘察场地位于龙泉驿北京路与龙二环路交汇地带，现为空地。场地较为开阔，交通便利。勘探点孔口绝对高程介于516.08~513.28m之间，高差为0.20m，平均高程516.16m。场地地貌单元属岷江水系三级阶地。2.2场地地基土结构及其分布场地内地基土层主要特征及其物理力学性质如下：素填土：褐黄、浅黄色，松散，稍湿~湿，主要为新近填土，结构松散，由粘性土组成，欠固结，孔隙发育，均匀性差，局部混有杂物及腐植物等，本层厚度变化较大，第-2-页于场区内普遍分布。层厚0.60~5.60m。淤泥质粘土：灰黑、黑色，软塑~流塑，很湿~饱和，主要以粘性土为主，含大量有机质，味臭，呈透镜体状分布于场区，层厚0.90~3.60m。粉质粘土：灰黄~黄褐色，可塑，湿，主要由粘粒和粉粒组成，含少量铁锰质结核及钙质结核，局部地段富集铁锰质结核；无摇震反应，光泽反应稍有光滑，干强度软，韧性软；层厚0.70~3.10m。可塑粘土（局部软塑）：褐黄色、灰褐色、红棕色、黄色，稍湿~湿，主要由粘性土组成，见铁、锰、氧化物及钙质结核，少量灰白色高岭土网状及团块，层厚0.9~5.0m。硬塑粘土：褐黄色、灰褐色、黄色、棕红色，稍湿~湿，摇震反应无，有光泽，干强度高，韧性好，主要由粘粒组成，含较多锰质氧化物和钙质结核，裂隙较发育，层厚2.5~8.3m。地基土层主要物理力学性质指标建议值表1土层名称及代号土的重度Υ（KN/m3）地基承载力特征值fak(KPa)压缩模量Es（Mpa）抗剪强度指标标准值CFG桩内聚力C（kPa）内摩擦角Ф（度）桩极限端阻力特征值qpk(kPa)桩极限侧阻力特征值qsi(kPa)素填土18.0903.5885可塑粉质粘土19.51706.5301230硬塑粘土20.02008.79601570040可塑粘土19.51606402030软塑粘土18.5703111520淤泥质粘土17.56026552.3水文地质条件场地内地下水主要为赋存于人工填土中的上层滞水和赋存于基岩中的裂隙水组成；上层滞水主要由大气降水补给，基岩中裂隙水主要受地下径流、大气降水补给；排泄方式以地面蒸发、地下径流为主，本次勘察未揭露到基岩裂隙水。本次勘察测得地下水混合稳定水位2.7～8.9m，其对应绝对标高介于513.50~507.38m。场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。其他未尽事宜见岩土工程勘察技术报告。3、设计思路由于素填土为场平时新近回填，未经碾压，属欠固结土层，不满足CFG桩设计施第-3-页工条件，需对素填土进行压实处理，以消除其自重固结性，故采用强夯法对素填土进行处理后，使其产生固结，然后再进行CFG桩设计及施工。强夯处理主要消除素填的欠固结性，并使地基承载力特征值达到90kPa，压缩模量达到5MPa，然后在此基础上进行CFG桩复合地基处理。第二章强夯地基处理施工组织设计方案第-4-页1、强夯法施工特点强夯法又名动力固结法、能量转换法，将很重的锤从高处自由落下，瞬时将冲击能强加给地基，提高地基的强度，降低其压缩性。强夯法具有效果显著、设备简易、施工方便、适用范围广、经济可行、节省材料、工期短等优点。2、设计方案编制依据⑴《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）⑵《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）⑶《岩土工程勘察技术报告》中国冶金建设集团成都勘察研究总院。⑷《4号楼及8号楼基础平面布置图》3、设计方案⑴根据CFG桩地基处理要求，强夯地基处理后地基承载力特征值达到90kPa，有效加固深度一般小于5m，采用单击夯击能1000kN·m。⑵采用W1001履带吊车，120kN钢锤，直径Ф2200、Ф2000，内设4Ф300排气孔，按三角形布点，间距3.5m，以一遍点夯，一遍低能满夯一次性形成产品，满夯锤印搭接不小于300mm，强夯点见强夯布点示意图NO：01。⑶强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不小于3m。⑷由于场地现有地面高程一般低于设计±0.0标高，建议强夯前将场地回填至设计±0.0标高以上100cm，强夯后地面标高基本为设计±0.0标高，既对基础下地基土进行了加固，也对以后地面进行了加固，另外，基底下土质也不会因整平时扰动。⑸按3.5m三角形布点，一遍点夯，一遍低能满夯一次性完成，以1000kN·m每点夯击数5击且最后两击沉降差控制在50mm（具体每点夯击数可根据试验确定）。一遍点夯后，待超静水排出，推平进行低能满夯一遍再推平，进行碾压。⑹强夯处理范围为4号楼及8号楼，总面积约4000m2。4、施工要求⑴由于场地现有地面高程一般低于设计±0.0标高，建议强夯前将场地回填至设计±0.0标高以上100cm，强夯后地面标高基本为设计±0.0标高，然后在夯面上布点，放点夯线，并测量场地高程、起重机就位、使夯锤对准夯点位置，测量锤顶标高，将夯锤升到设计高度，待夯锤自动脱钩落下，放下吊钩，测量锤顶标高，若夯锤倾斜过大要填料处理，点夯完后，超静水压力消散后，将夯坑推平，而后依次满夯。锤印搭接不小于第-5-页300mm，视现场情况可连续夯击。⑵点夯按1000kN·M能击，按面积能进行控制。1000kN·M能采用120kN的钢锤提高8.5m，通过试夯或经验确定各种参数，这样可以使夯击各点应力及密实度均匀。⑶若强夯中发现土质软、垅起高，陷履带吊车严重，要立即填土料，方能保证夯实质量，避免吊车倾翻。⑷线路、房屋、高压电线。地上地下障碍物应清除，强夯加固宽度每边不小于3m，基坑推土时考虑好四周排水或地场地积水的处理措施。5、安全要求⑴由于该工程所在地为新开发区，夯区离新建筑物及构筑物较远，按强夯规范，安全距离不得小于15m，围观人群在安全距离外，避免不安全因素出现。⑵该工程进场强夯机械设备约60t/台，现场堆放、安装、拆除要有严格安排、组织措施。⑶强夯机械负重运行，行走要平稳，指挥和驾驶人员要密切配合、精力集中、仔细操作。避免机械及人身不安全因素发生。⑷机械安装、拆除慢速起吊，严格按照台操作规程执行。⑸机械转点、选点、定点要准确，要立足平衡、倾角适当，平衡后再起锤。⑹该场地夯面是回填土层，素土回填，松散落锤时，防止杂物从通气口中飞溅伤人。施工人员必须戴上安全帽，并远离强夯点一定距离。6、质量保证措施(1)质量是生命，是企业的源泉，是工程的根本，该工程实行自检、互检、监督督促相结合。(2)强夯地基加固是能量的平衡，是势能转换成动能的科学守衡过程，没有虚假及人为因素干扰。加固过程直观、可靠。(3)必须放好点夯线，严格控制夯点准确，最后两击沉降差不大于50mm。做好强夯现场施工记录。(4)点夯各点场地必须平整、夯锤倾斜，应人工填骨料找平夯坑。(5)满夯锤印搭接不小于300mm，后相隔一定时间推平，含水量小，间隔时间可短一些，视现场情况碾压平整。7、强夯施工试验第-6-页强夯施工前必须选取代表性地段进行试验，以确定其适用性和处理效果等其他施工参数。8、检测地基强夯加固后，由检测单位作地基检测，合格后方可做进行CFG桩施工。第三章CFG桩复合地基处理施工组织设计方案第-7-页1、设计要求根据设计提供的相关图纸，基底下的土质不能满足设计要求，因此设计要求对基底地基土进行加固处理，处理后的复合地基承载力特征值不小于220kPa，压缩模量不小于12MPa。2、地基加固处理对象及设计方案根据设计提供图纸、要求及岩土工程勘察报告，强夯处理及基槽开挖后，采用CFG桩进行地基处理，主要处理基底分布的素填土、淤泥质粘土及可塑粘性土等，以硬塑粘土做桩端持力层。3、设计方案编制依据⑴《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）⑵《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）⑶《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）⑷《岩土工程勘察技术报告》中国冶金建设集团成都勘察研究总院。⑸《4号楼及8号楼基础平面布置图》。4、设计基本要求根据相似工程经验及设计要求、勘察报告等，为便于设计计算，现对以下基本参数进行确定：⑴CFG桩桩径采用380㎜。⑵CFG桩端以进入持力层硬塑粘土≥500㎜且桩长不小于2.5m控制。5、CFG桩复合地基设计计算5.1复合地基承载力计算具体计算见计算书。5.2压缩模量计算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》GB5007—2002的有关规定执行，复合地基的压缩模量等于该天然地基压缩模量的ξ倍，天然地基承载力特征值取强夯地基承载力特征值fak=90kPa，压缩模量经验值Es=5.0Mpa，则建筑物复合地基压缩模量计算如下：复合地基承载力特征值fspk=220kPa，则ξ=2.4，则复合地基压缩模量Es=5.0×2.4=12.0MPa。第-8-页结合实际地质情况，提高后的复合地基的压缩模量应由复合地基载荷试验资料确定，其值能否满足建筑物的变形要求，请设计验算并决定是否采取结构措施。5.3褥垫层设计褥垫层厚度取200㎜，其面积均为基础边缘延长300㎜，其材料采用碎石，且最大粒径不宜大于30㎜，采用机械设备分层夯实，夯实后的厚度与虚铺厚度之比不大于0.9，该项工作可由后续施工总包单位完成。5.4布桩原则及桩距计算根据已计算得到的CFG桩的面积置换率，在基础底布置CFG桩，保证CFG桩置换率达到设计要求。按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）有关规定，由面积置换率结合基础尺寸、桩径，桩位布置详见NO：02～03，实际置换率均大于设计置换率。5.5桩体材料设计桩体材料用素混凝土，水泥用32.5R普通硅酸盐水泥，元石用20~50㎜元石，砂用细、中砂，按有关规定，桩的最低强度按大于3倍桩顶应力确定，即R28≥3σp。σp=1.5MPa，R28最大为4.5MPa，为提前检测时间提高到C10混凝土。5.6复合地基检测根据《四川省建筑地基基础质量检测若干规定》，承载力检验采用复合地基载荷试验。检验可在施工完毕后15天进行，本工程施工及检测交叉进行，试验数量不小于CFG桩数量的1.0%，且每个单体工程试验数量不少于3个。6、施工准备6.1供水供电工程施工用水平均每天约30吨，设2个供水水源。工程所用用电设备如同时工作需用电源300Kw，在场地中应设电工房，安装配电盘和配电箱。6.2场地平整在施工前，由建设单位完成三通一平工作，解决机具设备进场所遇到的障碍。6.3地下管网及障碍物在施工前，应取得场地地下管网及障碍物资科。6.4临时设施第-9-页(1)水泥库房5×5m2(2)砂、石堆场20×10m2(3)配电房一间(4)材料工具房4×5m2(5)现场办公室一间4×5m2(6)民工工棚(80人)15×5m2(7)食堂一间5×5m27、施工程序和施工工艺7.1施工程序材料、设备进场→材料检验→技术交底→测放CFG桩桩位→成桩设备安装就位→取土至持力层→重锤夯实桩底→填料（CFG桩配料）→振捣