北京广场桩基工程灌注桩及后压浆施工方案[1]

广场桩基工程灌注桩及后压浆施工方案工程概况及设计要求1.1工程概况拟建建筑物位于西直门外高粱桥路，是由北京金融街建设开发有限责任公司筹建，北京中铁建筑工程设计院勘察分院负责勘察，建设部设计院设计。该建筑物是由3栋高层（23层）、周边裙房地上6层，地下3层组成。±0.00相当于绝对标高50.25m，基础底板下皮标高约-16.05m。高层及裙房部分均采用后压浆泥浆护壁钻孔灌注桩基础。为选择合理的桩基设计参数，先期已进行了8组试验桩施工和检测。根据我部承担的试桩阶段施工情况，本次工程桩施工主要存在以下问题和困难：1.1.1地质条件复杂由于地质构造原因，北京西部地区桩机施工难度一般大于东部地区。本工程以地面以下约14m为施工作业面，工程桩持力层在地面以下近30m的卵石层。地质报告表明，该层卵石最大直径为150mm，而试桩期间经常遇到200mm以上的大块卵石，致使进入持力层后钻机进尺极为困难，钻头损耗和修复工作量增大，施工成本上升，进度受到制约。1.1.2成孔机械设备的选择为确保试桩工期，我部曾先后调进3台不同功率和型号的成桩设备，并摸索出该场地持力层以上土层，不同功率成桩机械成孔速度相差不大，而持力层中成孔速度则随桩机功率增大而加快的特点。同时，进口组装机械设备维修工作量较原装机械设备大，一定程度上也会影响施工进程。因此工程桩施工宜采用较大功率的原装进口设备为宜。1.1.3桩身混凝土充盈系数大本工程施工作业面即为卵石地层，桩身范围内的地层也基本为砂卵石和黏性土交互夹层，不仅增加了成孔难度，而且使桩身混凝土充盈系数增大。试桩期间桩身混凝土充盈系数统计结果约为1.20，施工成本增大。1.1.4工期紧迫根据建设单位要求，总包单位总体安排，工程桩整体施工时间约为50日历天，除坡道外工程桩施工时间约为40日历天。因此，每天必须生产工程桩20～25根方可保证总工期的按时完成，这其中还尚未考虑大雨等恶劣天气的影响，因为大雨过后坡道等部位无法保证商品混凝土罐车的通行。1.1.5施工作业场地紧张本次施工作业场地均为布桩区域，坑内无单纯作业场地，坑上区域也极为有限。为保证总体进度计划的完成，工程桩施工需考虑不少于4台成桩机械，配以3台吊车及1台土方机械。由于泥浆护壁工艺的影响，随工程进度7台大型设备坑内摆放和行走将存在极大的难度。同时，日产量要达20根以上的钢筋笼制作和摆放场地有待解决，这是制约工期的关键。1.1.6施工坡道部位基桩的处理施工坡道占据坑内布桩区域（约有60根桩）势必影响工程桩的施工和进度。1.2工程设计要求1.2.1工程桩桩径均为800mm，总桩数为826根（前期施工完毕试桩40根未计入），其中高程塔楼部分约566根，裙房部分约260根（具体见正式桩基设计图纸）。高层塔楼及裙房工程桩桩身混凝土强度等级均为C35，并采用后压浆技术处理。主筋混凝土保护层为50mm，桩端持力层为卵石层。钻机终孔以桩端进入卵石层≥500mm为主控指标，以有效桩长14.0～14.5m为参考，当桩端进入卵石层≥500mm后，有效桩长有较大出入，需提请设计人员共同协商确定。1.2.2工程桩主要设计参数如下表1所示。桩基主要设计参数一览表表1桩型桩顶标高(m)笼顶标高(m)有效桩长(m)钢筋笼长(m)主筋加劲筋螺旋箍筋加密区长(m)桩端持力层单桩承载力设计值(KN)桩A(压浆)高层塔楼-15.98-15.3814.0014.60101414@20008@100/2002.40入卵石层≥0.5m≥6000桩B(压浆)(裙房部分)-15.48-14.8814.5015.10101414@20008@100/2002.40施工工艺及进度计划2.1施工工艺方法根据场地工程地质条件和桩基设计情况，以及场地地下水情况，本工程拟采用旋挖钻机泥浆护壁成孔、导管水下混凝土灌注施工工艺；成孔与灌注混凝土分离流水作业。2.2设备选型配套根据工程情况，为保证施工工期，我部计划投入不少于4套成桩设备，前期由于场地相对宽阔，视现场情况可考虑进5台钻机。主要设备器材配套如表2所示。主要设备器材配套表表2名称规格单位数量用途备注钻机R-516R-618台4～5成孔配套齐全钻头Ф800个10成孔混浆泵3PNL台4灌注回灌补浆排污潜水泵台4抽水导浆管φ259米200灌注混凝土灌浆架台4灌注混凝土吊车QY16辆3吊放钢筋笼、设备挖掘机WY16辆1清渣、挖池装载机ZL300台1上料、平场地电焊机台10焊接钢筋笼及其他其中一台用于机修等经纬仪J6台1定位水准仪台1定位及水平泥浆比重计个1测定泥浆比重注浆泵2SNS台2基桩后压浆搅拌机BLY22台2搅拌水泥浆压力表KBY-1A个3测定注浆压力其中1个备用泥浆罐车5辆1废弃泥浆外运及时安排空压机台4剔凿桩头视进度情况增加2.3施工工艺流程（见图1）2.4工程生产计划部署及进度安排尽管本项目试桩施工期间暴露出工程桩施工存在诸多问题和困难，我部对工程桩施工仍充满信心和准备，在充分发挥我司技术和管理优势的前提下，合理配备机械设备和人员，确保工程桩保质保量，如期完成。就本工程工程桩施工我部已做如下施工安排和部署：2.4.1机械设备为确保本工程基桩施工按时开工，如期完成，我部已协调我公司及协作单位5台原装进口大功率成桩设备就地待命，随时进场。施工过程中根据机械设备状况可考虑同等备用设备随时进场。2.4.2钢筋笼制作场地为便于钢筋笼制作、运输及成品保护，我部拟利用城市轻轨站房地下三层区域作为钢筋笼制作场地，还需请建设单位和总包单位予以考虑和协调。建议利用现场级配砂石先进行地下三层房心土回填至反梁顶面位置，压实整平后即可满足钢筋笼制作要求。2.4.3施工坡道基桩的施工根据总包单位安排，现场东西向坡道为最终基坑内使用坡道，不进行倒坡。因此，最后坡道部位必然压住一定数量工程桩（约60根），不便施工。为此，我方要求施工坡道尽量按图纸要求挖设，尤其在施工后期，坡道应尽量收坡到位，坡面以满足对向行驶车辆交会（约6m）为限，使坡道所压工程桩数量减至最少。因坡道部位及坡顶区域只能使用一台桩机逐步退打施工，成桩空孔部分加长，工程桩施工进度相对缓慢，需考虑一定的收尾工期时间，计划为10日历天。2.4.4总体施工流程工程桩施工总体安排必须与土建总包计划相协调，即施工成桩顺序大致配合土建由北向南六段流水逐步施工要求。同时结合桩基施工工艺特点，将高层塔楼部位密集桩位区域要在开始阶段尽量施工完毕，避免后期钻机相互拥挤，影响灌注混凝土、开挖桩间土等相关工序的进行。因此，进场时2台钻机首先在基坑北端（1区）疏、密桩群之间跳打施工，另2台钻机分别在3区和5区高层塔楼桩位密集区域南北跳打施工。而后4台钻机总体由北向南区域进行施工。为保证整个施工过程的道路畅通，开始先要将最西侧外墙部位工程桩施工完毕，并尽快重新回填平整作为整个施工过程的主要运输干道，同时备有十块1500mm×4000mm×10mm规格的钢板随时应急处理道路险情。基桩施工后2~4天及时进行后压浆处理，以便平整并重新利用场地。后压浆设备及水泥堆放拟利用和布置在南段坑上区域，以减轻坑内作业面压力。2.4.5人员组织本工程依托我司专家技术资源，由刘金波博士总负责，李珊琳高工为项目经理，席宁中博士为总工组成基本项目组，现场配备富有经验的技术和生产管理人员若干名，执行我司内部质量和安全保证体系实施办法，确保工期和质量。现场劳务工作人员约需120人。本工程计划工期50天，除坡道部位工程桩施工40日历天。桩头剔凿在工程桩施工完毕一周内完成。为尽量加快整个工程的施工总进度，我方可提前进场进行储浆池的准备、钢筋笼的制作及桩基施工作业面处理。施工进度横道图如表3所示。桩基施工进度横道图表3开工前进度(天)1~64810162024283236404448525660施工准备材料进场钢筋加工桩基施工后压浆凿桩头注：如遇降雨、不可抗力等非我方原因致使计划拖延或施工不能正常进行时，工期顺延。2.5平面布局及施工顺序将施工场地划分为以下各区段：2.5.1施工作业区—工程桩分布地段是本工程的施工作业区，位于-14.00m处，钻机在该区内施工。2.5.2钢筋堆放制作区—拟布置在城市轻轨站房地下三层10~14轴和19~24轴区域，地下反梁体系经人工平整（回填房心土至反梁顶标高）后进行钢筋调直、加工、焊接及钢筋笼制作，钢筋堆放集中在该区附近靠北区域。2.5.3循环系统—储浆池等，分布在各钻机附近组成泥浆循环系统。2.5.4泥渣临时堆放区—为使施工现场尽量开阔，本次采用渣土随时清运的方式，不设堆渣区。施工布置及施工顺序可根据现场实际情况进行调整。施工力量部置工地成立项目经理部，优化组合上岗。针对工程情况，工程投入施工人员约120名，主要施工人员名单（略）。各岗人员、职责范围及岗位责任见表4。各岗人数、职责范围及岗位责任表表4岗位人数岗位责任质量责任项目经理1负责现场各项目工作总设计；对各工序各环节进行抽查；负责与建设单位一切事务联系；负责材料清点与核算，确保安全文明生产对工程负全部责任技术总工1掌握有关规范和设计要求，负责编写施工组织设计。抽查现场施工质量和工序质量；检查汇总原始记录，处理现场技术问题；负责桩基验收，编写施工总结报告对工程质量负全部责任工长2做好生产准备、现场施工和安全文明生产工作对工程质量和生产管理负责安全设备管理员1现场安全管理、文明生产、设备管理对安全生产负主要责任质检工程师及技术人员2由技术总工统一分配工作，做好现场施工技术质量管理，指导现场和进行每个环节的质量监督对工序施工质量及资料整理负责机长2全面掌握进成孔工艺,明确施工技术要求,对钻机安装、定位、钻进、测井清孔、吊放钢筋笼、下导浆管等工作负责保证成孔桩质量，执行操作规程、坚持安全、文明生产钻工6负责钻机搬迁、安装、钻进、下放钢筋笼、导浆管等严格执行操作规程，保证施工质量灌混凝土队长队员2负责灌注，要求与机台一起下放钢筋笼、导浆管灌注混凝土、起拨冲洗导浆管，清理现场对灌注成桩负全部质量责任，保证安全无事故钢筋工6负责钢筋制作用制作现场的材料管理保证制笼质量电工、钳工1负责线路安装、机械修理、电焊、气焊操作、设备运行检查及安全防护保证地工机械正常运转注：施工分两班24小时连续作业。组织机构图（图2）图2组织机构图材料计划4.1成桩材料材料用量计划表表5材料名称规格数量混凝土C356237m3水泥P.O32.53280t钢筋φ14195tφ8205t总负责人：刘金波项目经理：陈姗林项目总工：席宁中生产管理：赵龄山技术管理：张忠楠钻孔班王显恩钢筋班刘福元灌混凝土班灌浆班李根祥材料法质量孔祥瑞安全吕凯歌压浆管1′24810m6″12405m根据设计要求，提前同供货单位签定分批供货合同。所进材料应及时送质检部门检验合格后方可签定合同，分批进场材料必须有出厂检验合格证书、试验报告等，同时按有关要求做好见证取样送检工作。收料员必须严格验收，不合格材料决不允许卸入工地。4.2用水计划桩基施工期间，每日计划用水175m3，总包方在基坑西边南北各设置DN25水管接头一个，结算时以水表计量或实际用量为准，其中：4.2.1生产用水每日成桩20~25根，计划用水150。4.2.2生活用水施工人员约120名，每日计划用水5。4.2.3后压浆用水每日压浆约20根，计划用水20。4.3用电计划工程用电总功率420kW，实际使用功率约308kVA，总包方负责将电接至现场坑边，结算时以电表计量为准，具体如表6。现场用电表表6名称数量(台)每台功率(kVA)总功率(kVA)使用率（%）实际功率kVA钻机415608048电焊机103030060180其他8010080合计420308施工用电时，钻机及灌浆架、电焊机就近用四侧分布的接线盘接电。施工工艺技术要求本工程施工按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)及有关施工验收规范的规定和设计图纸说明要求进行。5.1施工准备本桩基工程为湿作业工艺，为防止坑内作业受降雨及地表水的影响，要采取常规雨期施工的措施，总包方现场应布置排水沟、集水井及抽水设备，以便及时外排集水。5.1.1施工放