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文本内容:
1.编制设计依据
(1)现行相关规范、规程现行相关规范、规程类别名称编号国家《工程建设标准强制性条文》《岩土工程勘察规范》GB50021-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002行业《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99地方《建筑地基基础技术规范》DBJ13-07-2006
(2)主要标准主要标准国家名称编号地方《混凝土质量控制标准》GB50164-1992《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011行业《建筑施工安全检查评分标准》JGJ59-1999三主要法规主要法规序号名称编号1中华人民共和国安全生产法2002年6月29日人大通过2建设工程质量管理条例2000年1月10日国务院颁发3中华人民共和国建筑法97年主席令第91号
2.工程概况及工程特点分析
(1)工程概况拟建福州升龙中心位于福州市台江区鳌峰路南侧,东南妇幼医院对面,交通便利场地南侧距闽江河道、江滨中大道约350米,西侧距福州东南区水厂约50米,经拆迁整平,较为空旷,地表多为建筑垃圾,高差约
0.50-
1.00m本工程规划用地面积
19125.1平方米,总建筑面积
156027.67平方米,其中地下建筑面积
28673.2平方米,拟建物由一幢46层的办公主楼,一幢2层附属楼(商业)组成,设二层大底盘式地下室(地下车库)建设单位福建升龙房地产开发有限公司设计单位中建国际深圳设计顾问有限公司勘察单位福建岩土工程勘察研究院
(2)场地工程地质、水文地质条件拟建场地位于福州盆地东南部,闽江河道北侧,属冲淤积平原地貌单元,场地原为闽江古河漫滩经拆迁平整后,整个场地地面相对平坦,四周较为空旷工程地质条件拟建场地上覆第四系堆积、淤积、冲洪积地层,下伏燕山晚期花岗岩在钻孔深度范围内岩土层可分为9主层(层中夹有若干透镜体),按地层新老关系,自上而下分述如下
①杂填土Q4ml)灰黄、灰褐、杂色,稍湿~饱和,松散状态主要由石英砂、粘性土、砖瓦砾、砼块、碎块石等建筑垃圾组成,硬杂质含量约为35~60%,最大块径可达20cm以上,局部石英砂为主,均匀性较差,含少量生活垃圾等,为人工堆填而成,堆填时间约1年本层场地内均有分布,厚度
1.40~
3.50米
②淤泥Q4m)深灰色,饱和,流塑主要由粘、粉粒组成,含有机质约5%左右,混夹极薄层状粉细砂,具腥臭味,污手,干强度、韧性中等,稍有光泽,无摇震反应,局部相变为淤泥质土本层局部缺失,分布不均,厚度
0.50~
4.80米
③中砂Q4al+pl灰黄、浅灰、深灰色,饱和,多呈稍密状,局部松散或中密状态,主要由石英砂组成,其中粗砂含量
2.4-
55.2%,中砂含量
8.6-
57.1%,细砂含量
6.0-
53.4%,粉、粘粒含量
4.9-
28.5%,局部相变为粉砂或粗砂局部出现中砂淤泥互层状,中砂为主本层场地内均有分布,厚度
7.00~
13.20米,层底标高-
5.90~-
9.88米
④淤泥夹砂Q4m)深灰色,饱和,流塑-软塑主要由粘、粉粒组成,含有机质小于5%,混夹极薄~薄层状粉细砂~中砂,具腥臭味,污手,干强度、韧性中等,稍有光泽,无摇震反应,局部相变为淤泥质土夹砂本层场地内均有分布,厚度
1.50~
9.30米,层底标高-
8.28~-
17.05米
⑤中砂Q4al+pl灰黄、浅灰、深灰色,饱和,多呈中密-密实状态,主要由石英砂组成,其中粗砂含量
0.8-
66.1%,中砂含量
9.7-
71.1%,细砂含量
2.6-
45.8%,粉、粘粒含量
3.3-
28.7%,局部相变为粉砂或粗砂,层底含砾卵石颗粒变大相变为砾砂、圆砾本次勘察基坑孔孔深至本层,办公主楼、附属楼(商业)及地下室部分钻孔穿透本层,该层场地内均有分布,层厚
24.50~
40.80米局部分布有
⑤-1淤泥夹砂(淤泥质土夹砂)透镜体深灰色,饱和,流塑-软塑主要由粘、粉粒组成,含有机质小于5%,混夹极薄~薄层状粉细砂~中砂,具腥臭味,污手,干强度、韧性中等,稍有光泽,无摇震反应钻孔ZK1~
6、ZK
8、ZK
9、ZK
13、ZK
14、ZK
16、ZK19~
24、ZK
26、ZK
27、ZK
30、ZK
32、ZK
36、BK
1、BK
2、BK
5、BK6有分布,厚度
0.50~
5.80米,标高-
28.89米深度
34.80米以下无淤泥夹砂淤泥质土夹砂透镜体分布
⑥卵石(Q3al+pl)灰色、灰黄色,饱和,多呈中密状态,局部稍密或密实卵石含量约
51.5~
65.5%,砾石含量
1.8~
29.8%,粒径一般在
0.3-7cm,最大可达10cm以上,个别达20cm,多呈亚圆形,母岩以花岗岩等硬质火山岩为主,呈中风化状,分选较差,级配良好充填物以石英砂为主,粗砂含量
1.4~
19.1%,中砂含量
1.7~
17.5%,细砂含量
0.4~
3.2%,粘粉粒含量
0.3~
13.1%,胶结差,局部相变为圆砾场地内均有分布,除基坑孔外其余钻孔均有揭露,其中钻孔ZK
5、ZK
6、ZK
8、ZK11~
13、ZK16~
19、ZK21~
25、ZK28~31揭穿本层,揭穿厚度
4.60~
11.70米;其余钻孔揭示厚度
5.09~
10.17米
⑦砂土状强风化花岗岩r53:黄褐色、灰黄色中粗粒花岗结构散体状构造主要矿物成分为石英、长石及云母等,长石部分已风化蚀变,岩芯多呈砂土状、碎屑状,含石英约为20-30%为极软岩,岩体完整程度为极破碎,岩体基本质量等级Ⅴ级钻孔ZK
5、ZK
6、ZK
8、ZK
11、ZK
12、ZK21揭露,未揭穿本层,揭露厚度
2.22~
15.09米;钻孔ZK
13、ZK16~
19、ZK22~
25、ZK28~31揭穿本层,揭穿厚度
12.20~
26.30米;其余钻孔未揭示本层标贯实测击数大于50击
⑧碎块状强风化花岗岩(γ53)灰黄色,中粗粒花岗结构,碎块状构造,主要矿物成分为石英、长石及云母等,长石部分已风化蚀变,岩芯多呈碎块状,属软岩,岩体完整程度为极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级钻孔ZK13揭露,未揭穿本层,揭露厚度
2.28米;钻孔ZK16~
19、ZK22~
25、ZK28~31揭穿本层,揭穿厚度
5.50~
34.70米;其余钻孔未揭示
⑨中风化花岗岩(γ53)青灰色、灰白色,中粗粒花岗结构,块状构造,主要矿物成分为石英、长石等,岩石较新鲜,锤击声较脆,不易击散,节理、裂隙较发育,裂隙面有铁质浸染、风化明显,岩体完整程度为较破碎,岩芯多呈块状~短柱状,属较硬岩,岩石基本质量等级为Ⅳ级,TCR≈82~95%,RQD≈40~61,钻孔ZK16~
19、ZK22~
25、ZK28~31揭示本层,厚度
5.10~
7.27米水文地质条件水文、气象地质条件福州市地处福建东南沿海,属亚热带海洋性季风湿润气候区,全年温湿多雨,雨量充沛,雨季多集中在春夏之交与台风季节,年平均降水153天,年平均降水量1346mm,降水集中在4-9月4-6月为梅雨季节,占全年降雨量的70-77%,多年平均气温
19.6℃,年平均无霜期326天拟建场地位于福州盆地中东部,闽江河道北侧,距闽江约350米,本段闽江属台江港区,潮汐属正规半日潮,最高潮位
7.00米,最低潮位
1.50米,平均高潮位
4.80米,平均低潮位
2.96米,最大潮差
3.32米,最小潮差
0.01米潮流基本上是与河道走向一致的往复流,基本上落潮流速大于涨潮流速,落潮历时大于涨潮历时地下水埋藏条件拟建场地覆盖层厚度大于50米层次较多层位相对稳定主要表现为淤泥淤泥质土与砂(砾卵石)层交替出现相间成层具较典型的福州平原海陆相沉积多层结构地貌单元特征发育有多层地下水含水层
①杂填土、
③中砂为场区第一含水层;
⑤中砂、
⑥卵石及
⑦、
⑧、
⑨强~中风化花岗岩为场区第二含水层地下水类型主要为
1.上部
①杂填土层中的上层滞水(潜水),透水性较好,但水量较小
③中砂层为场区第一主要含水层,透水性好,富含孔隙性潜水,与
①杂填土层直接接受大气降水、生活用水渗入及地下水、内河水(闽江水)的侧向补给,含水性受季节性变化影响明显通过观测其稳定水位标高为罗零高程
3.67-
3.85米初见水位标高为罗零高程
3.57-
3.75米
2.
②淤泥、
⑤-1淤泥夹砂多呈透镜体或不连续分布,透水性差,为弱透水层;
④淤泥夹砂透水性差,为相对隔水层
3.
⑤中砂、
⑥卵石层富含孔隙承压水,为场区第二主要含水层,补给来源为地下水的侧向补给通过观测其稳定水位标高为罗零高程-
8.20~-
9.80米初见水位标高为罗零高程-
8.30~-
17.00米
4.下部为基底风化岩层,含基岩裂隙水,含水性受构造、裂隙、风化程度及古地貌等控制,其富水性总体较为贫乏,但不排除局部含水集中,水量较大具弱承压性的可能,该层地下水主要接受地下含水层的侧向补给,与地表水力联系较弱根据调查场地地下水稳定水位变化幅度1-2米,勘察期间最高水位约在标高
4.0米近3-5年地下水最高水位约在标高
6.00米,历史最高水位约在罗零标高
7.00米地下水位受闽江水位影响明显,场区第一含水层主要受闽江地表水补给,基坑开挖应避开闽江洪水期场地地下水及土的腐蚀性评价
1.场地环境类别根据国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)2009版附录G中G.
0.1表规定本场地处于湿润气候区且存在强透水层中的地下水故判定本场地环境类别为Ⅱ类、A型
1.特点分析钻孔灌注桩的特点
(1)适应性广钻孔灌注桩施工不受地域、地质条件、地下水位高低、桩径大小、桩深长度的限制可以在各类松散的沙、土层中和各类基岩中成桩在成孔过程中,能够进一步查核地质情况,根据地层构造和设计要求,选定适当的桩径和桩长,尤其适应于桩端持力层标高起伏变化复杂的地区
(2)单桩承载力大由于钻孔灌注桩的结构设计可根据需要选择任何尺寸的桩径、桩长和最合适的持力层,因此单桩承载力可达到很高的指标目前国内钻孔灌注桩的单桩垂直容许荷载已达到5000-7000KN,乃至10000KN,能充分满足高层建筑的框架结构、简体结构和剪力墙结构体系对基础承重的需要
(3)建造费用低钻孔灌注桩其桩身配筋可根据荷载大小与性质及荷载沿深度的传递特征以及土层的变化来配置,无需像预制桩起吊、运输、打击预应力筋,其配筋率远低于预制桩此外,灌注桩不需要浇注木模板,从而节省了钢材和木材,降低了工程造价
(4)抗震性能好钻孔灌注桩能嵌入基岩与基岩胶结成一体,能承受较大的水平荷载,所以抗震性能好根据1976年唐山大地震之后的震灾调查,凡是采用灌注桩基础的建筑物,其上部结构震害都较轻,而且变形也小从抗震设防的角度考虑,灌注桩是一种较理想的基础形式
(5)施工中噪音小、公害少、钻孔灌注桩不像预制桩在打桩过程中产生强烈震动,土体受强烈挤压,因此避免了土体挤压而造成邻近建筑物的损坏、地下管道的破裂及公路路面隆起或开裂等不良事故而且钻孔灌注桩在施工过程中噪音污染也较小基坑支护的特点基坑支护采用锚杆和搅拌桩结合的方法这样既可以有了良好的止水效果也有了很好的防护功能
(3)桩基、支护工程和土方工程主要工程量
1.H型钢按单位长度平均计算CAD计算可知计算周长
4997670.96根
2.搅拌桩同样按单位长度平均计算CAD计算可知计算周长
4997670.96根
3.锚杆CAD计算可知计算周长
497302.67根
2.土钉CAD计算可知计算周长
542937.74土钉的间距
15005.土方量项目根数长度体积灌注桩174H型钢510搅拌桩340锚杆568土钉724土方量
225102.77
(4)施工机械设备序号机械名称规格型号额定功率kw或容量m3或吨位t数量台备注一支护工程施工设备1砼喷射机PZ—5A5m3/h22液压千斤顶YY-5050t43地质钻机XY-50050m24地质钻机TXU-75A15砂浆搅拌机500L16注浆泵BW-
1507.5kw37双液注浆泵SYB-
607.5kw18泥浆泵11kw89旋喷桩机XP-20A80kw210搅拌桩机SP-5B18211锚杆钻机MGY-6035~60m412内燃空压机VY-12/735KW113液压千斤顶YCW15*200100t114强制式拌和机TDS
5007.5KW1二土石方施工设备1液压破碎锤SWH700105mm22挖掘机DH
2201.0m343挖掘机PC
2000.8m324装载机ZLC502m325推土机TY14026自卸汽车东风汽车15t157料斗自制28潜水泵WQ15-28-349污水泵40A8-94三起重、运输设备1汽车吊QY2525t22简易拖车自制1四钢筋、砼设备1电焊机AXT
3207.5kw122钢筋切断机GQ40φ4023钢筋弯曲机QW40φ4024发电机TZH-355M4300KVA15混凝土输送泵BSA1408E16砼输送泵HBT60C17插入式振捣器ZN508五试验仪器1混凝土标养设备12塌落度测定仪43混凝土试模204砂浆试模155电子磅秤16案称1六测量仪器1全站仪南方12水准仪DSZ213钢尺50米14铟钢尺2米15塔尺5米16棱镜南方2五桩基及基坑支护施工程序施工程序
1.定点、测量放线,放样应经与上部建筑图纸及支护图纸复核无误后方可进行施工
2.施工钻孔灌注桩支护桩、支承桩(柱)及围檩WL支承桩;
3.旋喷桩施工;
4.挖土方至-
2.80m,施工冠梁GL和第一道支撑并养护至砼强度达80%以上;
5.坑内降水井施工与保护
6.挖土方至坑底-
15.5m保留非开挖区桩前被动区反压土方;砖模、防水施工
7.电梯井钢管桩支护施工;
8.地下室底板施工;
9.围护桩与底板间填槽混凝土施工、养护至砼强度达80%;
10.做地下一层的地板、养护至砼强度达100%
11.拆除围檩及内衬
12.地下一层结构、外防水施工……直至基坑回填
(六)分项工程施工工艺流程
1.钻孔灌注桩工艺流程为测定桩位→埋设钢护筒包括挖泥浆沟槽→复测桩位→安装钻机就位包括接通电源→钻进成孔包括供给护壁泥浆→冲孔第一次清孔→移至新桩位灌浆平台就位→吊接钢筋笼→下放导管→第二次清孔→水下灌注混凝土→控制桩头加灌高度→钻孔空灌段回填→清洗机具→移至新桩位见灌注桩施工工艺流程图
2.SMW工法
2.1场地平整 三轴机施工前,必须先进行场地平整,清除施工区域内的表层硬物素土回填夯实,路基承重荷载以能行走50t大吊车及履带式重型桩架为准
2.2测量放样 根据提供的坐标基准点,按照设计图进行放样定位及高程引测工作并做好永久及临时标志为防止搅拌桩向内倾斜造成内衬墙厚度不足,影响结构安全使用,按设计要求每边外放10cm确认无误后进行搅拌施工
2.3开挖沟槽 根据基坑围护内边控制线,采用挖机开挖沟槽,并清除地下障碍物,开挖沟槽余土应及时处理,以保证SMW工法正常施工并达到文明工地要求
2.4定位型钢放置 垂直沟槽方向放置两根定位型钢,规格为200×200,长约
2.5m,再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300×300,长约8-20m,转角处H型钢采取与围护中心线成45度角插入,H型钢定位采用型钢定位卡
2.5三轴搅拌桩孔位定位 三轴搅拌桩中心间距为600mm,根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位
2.6桩机就位 由当班班长统一指挥,桩机就位,移动前看清上、下、左、右各方面的情况,发现障碍物应及时清除,桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正桩机应平稳、平正,并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度,垂直度偏差不大于1/100三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核,偏差值应小于30㎜
2.7SMW工法施工 SMW工法施工按下图顺序进行,其中阴影部分为重复套钻,保证墙体的连续性和接头的施工质量,水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证,以达到止水的作用
2.8搅拌速度及注浆控制 三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液,同时严格控制下沉和提升速度根据设计要求和有关技术资料规定,下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于2m/min,在桩底部分适当持续搅拌注浆,做好每次成桩的原始记录水泥采用
32.5级新鲜普通硅酸盐水泥水泥浆液的水灰比为
1.8~
2.2,每立方搅拌水泥土水泥用量为360kg,拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算注浆压力以浆液输送能力来控制
2.9H型钢插入 三轴水泥搅拌桩施工完毕后吊机应立即就位,准备吊放H型钢起吊前在距H型钢顶端
0.10m处开一个中心圆孔,孔径约8cm,装好吊具和固定钩,然后用50t吊机起吊H型钢,必须确保垂直在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡,固定插入型钢平面位置,型钢定位卡必须牢固、水平,而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内
2.10涂刷减摩剂 考虑H型钢回收,型钢必须涂刷减摩剂后再插入水泥土搅拌桩,结构强度达到设计要求后起拔回收
2.11H型钢回收 待地下主体结构完成并达到设计强度后,采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁,起拔回收H型钢用
0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙,减少对邻近建筑物及地下管线的影响
4.结语 SMW工法在本工程中,既提前了工期,节省了投资,又保证了工程质量 SMW工法可以大幅度降低工程造价原设计钻孔灌注桩加水泥土搅拌桩止水帐幕结构形式造价为988.5元/立方米,采用SMW工法后造价为
758.4元/立方米,节省造价
230.1元/立方米;SMW工法施工速度较快本基坑工期比原设计方案提前30天;施工的噪音小,对周围的环境影响较小;基坑在开挖时和开挖后始终保持稳定,墙顶水平位移保持在30mm以内,周围沉降量控制在20mm以内,单日最大位移均为3mm;该止水体系很好的完成了防水任务,仅局部出现少量渗水现象,不会给施工带来大的影响;也末出现较大面积的坍塌,确保了施工的安全进行见SMW工法施工工艺流程图
3.基坑工程施工顺序场地平整→放边坡至第一层土钉(-
1.5m)→在挖土(-
4.0m)→做第二层土钉→放置连接钢筋网喷射混凝土→SMW工法施工→挖土至可做围檩、冠梁底(-
6.4m)→打锚杆→挖土至基底(-11m)第
①单元基坑坡用土钉墙支护土钉施工顺序高压喷射注浆钻机就位→引孔→置入旋喷管→高压喷射注浆→退出旋喷管→插入精轧螺丝钢和二次注浆管→二次注浆该单元位于基坑四周,该单元设计采用11放坡,采用土钉墙支护1.边坡开挖采用反铲挖土机,预留20~30cm人工修坡,开挖深度的标高-
4.0m,开挖宽度保证10m左右,以确保土钉成孔机械钻机的工作面土方开挖严格按设计规定的分层开挖深度按作业顺序施工,在完成上层作业面的土钉及喷混凝土地以前,不得进行下一层土方的开挖
2.边坡修整采用人工清理,为确保喷射混凝土面层的平整,此工序必须挂线定位
3.定位放线按设计图纸由测量人员用φ
8、长30cm的钢筋放出每一个土钉的位置
4.成孔采用机械螺旋钻机成孔钻孔后进行清孔检查,对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即进行压浆处理,并及时安设土钉钢筋并注浆
5.土钉主筋制作及安放主筋按设计长度加20cm下料,外端设成90°角,长20cm的弯勾,主筋每隔2m焊对中支架,防止主筋偏离土钉中心;安放主筋时,将注浆管与主筋捆绑在一起,注浆管离孔底
0.5m左右
6.造浆及注浆采用搅拌机造浆,应严格控制水灰比为W/C=
0.5;注浆采用注浆泵,注浆时,将导管缓慢均匀拔出,但出浆口应始终处于孔中浆体表面之下,保证孔中气体能全部排出土钉施工工艺流程图第
②单元采用自进式锚杆进行支护
1.锚杆施工顺序高压喷射注浆钻机就位→引孔→置入旋喷管→高压喷射注浆→退出旋喷管→插入精轧螺丝钢和二次注浆管→二次注浆该单元位于整个基坑,采用自进式锚杆支护,采用两排自进式锚杆,自上而下为
3.3米、
2.5米放出锚杆孔位,用锚杆机夹住锚杆击入边坡土体中,锚杆外端在边坡外剩余20cm注浆采用水灰比为
0.5的纯水泥浆,水泥采用P.C
32.
52.中空注浆锚杆参数锚杆φ300,长度22m,纵向间距
2.5m,与水平面夹角a=15度;可据实际情况作适当调整,注浆材料为11水泥浆液
3.工艺流程中空注浆锚杆施工工艺流程见图1图1中空注浆锚杆施工工艺框图
4.施工方法区别于普通的砂浆锚杆,它将传统的先灌浆后锚固工艺改为先锚固后注浆,注浆时压力可达数十公斤,不但可以充填锚孔,而且在裂隙发育的地区,浆液在注浆压力作用下渗透进裂隙,达到改善围岩结构的目的锚杆制作采用厂家生产的定型产品,如WT、WTD系列,锚杆由中空全螺纹杆体、排气管、锚头、止浆塞、垫板、螺母组成见图2图2普通中空注浆锚杆系统⑴采用锚杆台车或风枪钻孔,并用高压风清孔⑵将安装好锚头的中空锚杆和排气管同时插入孔内,锚头上的倒刺立即将锚杆挂住⑶人工安装止浆塞、垫板和螺母⑷利用快速接头将锚杆和注浆机连接⑸开启注浆机器,按照设计的注浆压力进行压力注浆⑹待砂浆达到设计强度90%以上时,再度拧紧螺母,施加预应力
4.内衬及支护结构钢筋笼制作验收提升钻具水下砼灌注场地平整桩位放样埋设护筒钻机就位钻进成孔一次清孔孔口焊接下放导管二次清孔拔出导管机具清理孔深测量、验收沉渣检测、验收桩顶检测、验收泥浆循环钻机设备移位泥浆处理泥浆外运复测桩位空孔回填混凝土进场、验收取样制做试块平整场地测量放样开挖沟槽定位型钢放置三轴搅拌桩孔定位桩机就位SMW工法施工H型钢插入H型钢回收准备工作材料测量钻孔眼钻孔质量检查机具设备灌浆土钉杆安装垫板安装拉拔抽查注浆设备监理自检确定锚杆孔位钻孔清孔锚杆、排气管安装安装止浆塞垫板螺母高压注浆浆液拌制机具调试端口防护。