CFG桩地基处理和边坡支护方案.docx
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CFG桩地基处理和边坡支护方案
***工程
CFG桩地基处理和边坡支护方案
编制：
审核：
审批：
***有限公司
2016年10月24日
目录
第一章工程简介2
一、工程概况2
二、方案编制原则2
三、方案编制依据2
四、工程地质和水文地质条件3
五、初步设计考虑的问题3
六、工作量3
第二章地基处理方案设计3
一、方案选择3
二、CFG桩复合地基设计9
第三章边坡支护设计9
一、工程设计9
第四章工程施工13
一、项目施工目标及施工部署13
二、施工材料计划16
三、地基处理施工16
四、质量保证体系和质量保证措施22
五、施工防雨措施23
六、临时用电措施24
七、机械管理措施24
八、消防保卫措施24
九、安全技术措施25
十、文明施工措施25
十一、资料25
附图—127
附图—228
第一章工程简介
一、工程概况
拟建体育馆位于***东院。
拟建体育馆地上3～5层，地下2层，建筑物高度23.9m，地下室埋深分别为5.40～10.50m，±0.000相当于绝对标高为53.300m，埋深8.06m部分为地下游泳池。
总建筑面积19800㎡，其中地上13300㎡，地下6500㎡。
根据“***岩土工程勘察报告（详勘）”，部分基础持力层的地基承载力和地基变形不能满足设计要求，需进行地基处理（参见附图-1）。
结合场地工程地质、水文地质条件，我公司经技术、经济比较，拟采用CFG桩进行地基加固处理。
另水池东、西、南三侧开挖后，与下部基础高差4-4.7m，也需要考虑支护问题。
二、方案编制原则
1、技术优化。
2、充分考虑土方、支护和基础处理间的衔接。
3、充分考虑同总包方和后续工程的衔接。
4、造价合理。
5、现场情况及建设单位、总包方的要求。
三、方案编制依据
1、总包单位提供的招标文件和部分设计图纸。
2、《岩土工程勘察报告》。
3、《工程测量规范》（GB50026-2007）。
4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）。
5、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）。
6、建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）
7、建筑基坑支护技术规程（JGJl20-2012）。
8、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）。
9、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）。
10、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）。
11、《施工现场临时用电技术规范》（JGJ46-2005）。
12、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）。
四、工程地质和水文地质条件
见《岩土工程勘察报告》。
五、初步设计考虑的问题
1、从勘察报告揭露的地层看，该场地地层选择CFG桩复合地基进行处理是合适的，根据我们成熟的施工经验，可以保证经处理后，复合地基满足设计要求。
2、拟选用④卵石层为桩端持力层。
考虑到下伏卵石较大，故采用桩径600mm施工。
3、CFG桩复合地基可只在基础结构范围内进行处理。
4、如总包、甲方、设计要求有变化，我方将以补充方案形式对我公司方案进行调整。
六、工作量
序号
项目
单位
工作量
备注
1
CFG桩
m3
681.4
2
凿桩头
个
348
3
褥垫层
m3
295
按铺设25cm厚计算
4
清运桩间土
m3
1750
含成桩出土、桩头，按50cm计算
注：
按照留土0.5m厚计算清运弃土。
第二章地基处理方案设计
一、方案选择
（一）选择原则
考虑到水池开挖标高为-6.55至-8.8m和现场情况，为有效节约资金，拟将需处理地基按照以下原则进行：
1、处理部分仅在条形基础范围内进行。
2、分ABC三个区进行设计，桩长不同。
（二）计算
1、单桩承载力计算
选取直径为600mm，保护桩长均为0.5m。
单桩承载力
式中：
n----------------土层数
UP----------------桩的周长（m）
qSI----------------桩周第i层土的侧阻力标准值，65kpa
lI----------------第i层土厚度
qp----------------桩端端阻力标准值,本次取2000kpa
Ap----------------桩截面积，0.282m2
K----------------安全系数，本工程取2.0
区号
桩长
Ra计算值
A区
7.95m
738.0kN
B区
6.5
649.4
C区
5.7
610.0kN
按照我司经验，单桩承载力统一取650kpa是可以的。
2、复合地基承载力标准值验算
，结构设计要求：
天然地基承载力
复合地基承载力
β
置换率计算值
230kpa
400kpa
0.90
0.0092
3、桩的布置
采用矩形布桩。
置换率计算值
桩间距计算值
桩间距取值
置换率取值
桩数量
0.092
1.40*2.04
1.40*2.0
0.1
348根
4、桩体强度设计
由R28≥3σp，可知CFG桩体强度应不小于C15，混凝土塌落度为16-20cm。
5、变形计算
复合地层的压缩模量比：
变形量：
经上机采用理正公司地基处理软件进行计算，结果为：
总沉降量：
=15.35（mm）＜50mm设计要求值
6、计算
[基础参数]
[计算简图]
----------------------------------------------------------------
[计算条件]
----------------------------------------------------------------
[基本参数]
地基处理方法：
CFG桩法
[基础参数]
基础类型：
条形基础
基础埋深：
6.500（m）
基础宽度：
5.000（m）
基础覆土容重：
20.000（kN/m3）
基底压力平均值：
160.0（kPa）
基底压力最大值：
160.0（kPa）
[土层参数]
土层层数：
9
地下水埋深：
50.000（m）
压缩层深度：
20.000（m）
沉降经验系数：
0.400
地基承载力修正公式：
承载力修正基准深度d0：
0.500（m）
序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力ηbηd
（m）（kN/m^3）（kN/m^3）（MPa）（kPa）
1素填土1.50018.0---5.00080.00.0001.000
2粘性土2.00019.0---5.000140.00.0001.000
3粉土3.60020.0---12.00180.00.0001.000
4细砂2.20020.8---29.000230.00.0001.000
5粉土1.00019.6---11.000200.00.0001.000
6卵石8.70020.8---68.000400.00.0001.000
7粘性土0.80020.0---11.000200.00.0001.000
8粉土2.70020.0---26.000240.00.0001.000
9卵石8.00021.0---68.000100.00.0001.000
***ηb--基础宽度地基承载力修正系数
***ηd--基础深度地基承载力修正系数
[CFG桩参数]
桩布置形式：
矩形
桩竖向间距：
2.000（m）
桩水平间距：
1.400（m）
桩直径：
600（mm）
桩长：
5.500（m）
承载力计算公式：
单桩承载力特征值：
650.000（kN）
桩间土承载力折减系数：
1.000
垫层厚度：
150（mm）
垫层超出桩外侧的距离：
300（mm）
基础边缘外桩的排数（横向）：
1
基础边缘外桩的排数（竖向）：
1
[处理土层参数]
土层天然土层ff提高系数k桩间土fsk天然土层Es复合地基Es天然土层θ复合地基θ
3180.01.100198.012.0002.2000.023.0
4230.01.100253.029.0004.00023.023.0
5200.01.100220.011.0008.00023.023.0
6400.01.100440.068.0007.00026.215.0
***f--表示原始土层承载力特征值（kPa）
***fsk--表示桩间土承载力特征值（kPa）
***Es--表示压缩模量（MPa）
***θ--表示压力扩散角（度）
***承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数；
***天然土层的承载力、压缩模量为土层参数，列在这里便于对比；
***天然土层的压力扩散角、桩间土fsk和复合地基压缩模量为计算中间结果。
----------------------------------------------------------------
计算结果:
----------------------------------------------------------------
1.基础底面处承载力计算
基底平均压力pk：
160.0（kPa）
基底最大压力pkmax：
160.0（kPa）
基底自重压力pc：
125.0（kPa）
置换率m：
0.101
桩间土承载力fsk：
198.0（kPa）
复合地基承载力特征值fspk：
410.1（kPa）
pk<=fz,满足！
pkmax<=1.2*fz,满足！
因此复合地基承载力满足要求！
2.地基处理深度范围内土层的承载力验算
土层号深度θpzpczpz+pczfz是否满足
（m）（度）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）
47.1023.031.8137.0168.8586.9满足！
59.3023.023.7182.8206.5602.9满足！
610.3023.021.3202.4223.6820.2满足！
3.下卧土层承载力验算
土层号深度θpzpczpz+pczfz是否满足
（m）（度）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）
612.1515.019.0240.8259.8630.9满足！
719.0026.211.0383.3394.3573.2满足！
819.8023.010.5399.3409.8629.2满足！
922.5023.09.2453.3462.6543.2满足！
***θ--土层的应力扩散角
***pz--下卧层顶面处的附加应力值
***pcz--下卧层顶面处土的自重压力值
***fz--下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值
4.沉降计算
层号厚度压缩模量Z1Z2压缩量应力系数积分值
（m）（MPa）（m）（m）（mm）（z2a2-z1a1）
10.602.2000.000.609.530.5992
22.204.0000.602.8017.451.9937
31.008.0002.803.803.150.7199
41.857.0003.805.655.321.0649
56.8568.0005.6512.501.222.3642
60.8011.00012.5013.300.600.1893
72.7026.00013.3016.000.760.5624
84.0068.00016.0020.000.340.6692
压缩模量的当量值：
7.446（MPa）
沉降计算经验系数：
0.400
总沉降量：
0.400*38.37=15.35（mm）
***Z1--基础底面至本计算分层顶面的距离
***Z2--基础底面至本计算分层底面的距离
二、CFG桩复合地基设计
1、根据以上计算，确定CFG桩在采用桩径600mm，保护桩长0.5m，设计如下：
区号
桩长
桩间距（m）
桩数量
混凝土量
褥垫层厚度
备注
A区
7.95m
1.40*2.0
170根
381.93m3
250mm
矩形布桩
B区
6.5
1.40*2.0
56根
103.0m3
250mm
矩形布桩
C区
5.7
1.40*2.0
122根
196.5m3
250mm
矩形布桩
合计
348根
681.4m3
2、CFG桩桩身材料由P.O32.5水泥、粉煤灰、粒径为15-20㎜的级配碎石和粒径为2.5-10㎜的级配石屑，每立方米混凝土粉煤灰含量＞70kg，按C15配合比在商品混凝土搅拌站搅拌出厂。
3、因桩距较大，拟在桩顶铺设250mm厚的石屑褥垫层，以调整桩土应力比，可以比较充分发挥桩间土的承载能力，调整和均化复合地基应力状况，减少基底应力集中，减少桩顶水平应力，褥垫层宽度超出建筑物基础边缘应大于30cm。
4、基坑挖土时预留土厚500mm，采用长螺旋钻成孔，砼泵车压灌工艺，选择④卵石层为持力层，该层具低压缩性，承载力标准值不小于400Kpa，可做桩端持力层。
5、桩体材料为商品混凝土，标号为C15，塌落度160mm-200mm。
第三章边坡支护设计
一、工程设计
1、设计
如前所述，这些地段边坡高度在4-4.7m高，但考虑到为便于施工，拟统一按照4.7m高度进行设计，施工时也统一按照该设计进行。
该处基坑边坡按照0.8m（总体1：
0.17）进行放坡。
具体措施见附图－1、2。
在考虑施工荷载后，地面超载取10kPa，土钉共设3排，土钉孔径100mm，倾角10°，常压灌注水泥浆，浆体强度不低于20Mpa。
土钉墙面板为现场喷细石混凝土而成，砼强度为C20，厚度不小于8cm，中间挂Φ6.5＠250×250编制的钢筋网，外配1Φ14横向加强筋和所有土钉头相连。
土钉设置情况一览表
土钉编号
深度
（m）
长度
（m）
倾角
（0）
孔径
（mm）
水平间距
（m）
垂直间距
（m）
芯杆
规格
1
1.5
4.3
10
100
1.5
1.5
1Φ16
2
3.0
4.3
10
100
1.5
1.5
1Φ16
3
4.5
2.5
10
100
1.5
1.5
1Φ16
2.计算
[基本参数]
所依据的规程或方法：
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑深度：
4.700（m）
基坑内地下水深度：
13.000（m）
基坑外地下水深度：
13.000（m）
基坑侧壁重要性系数：
1.000
土钉荷载分项系数：
1.250
土钉抗拉抗力分项系数：
1.300
整体滑动分项系数：
1.300
[坡线参数]
坡线段数1
序号水平投影（m）竖向投影（m）倾角（°）
10.8004.70080.3
[土层参数]
土层层数2
序号土类型土层厚容重饱和容重粘聚力内摩擦角钉土摩阻力锚杆土摩阻力水土泊松比变形模量
（m）（kN/m^3）（kN/m^3）（kPa）（度）（kPa）（kPa）
1细砂4.20020.018.00.033.080.080.0分算0.2507.000
2卵石3.00021.020.50.036.0130.0130.0分算0.2507.000
[超载参数]
超载数1
序号超载类型超载值（kN/m）作用深度（m）作用宽度（m）距坑边线距离（m）形式长度（m）
1局部均布10.0000.0005.0002.000条形
[土钉参数]
土钉道数3
序号水平间距（m）垂直间距（m）入射角度（度）钻孔直径（mm）长度（m）配筋
11.5001.20010.01004.3001D16
21.5001.50010.01004.3001D16
31.5001.50010.01002.5001D16
[内部稳定验算条件]
考虑地下水作用的计算方法：
总应力法
土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数：
0.500
****************************************************************
[验算结果]
****************************************************************
[局部抗拉验算结果]
工况开挖深度破裂角土钉号土钉长度受拉荷载标准值抗拔承载力设计值抗拉承载力设计值满足系数
（m）（度）（m）Tjk（kN）Tuj（kN）Tuj（kN）抗拔抗拉
11.70056.70
23.20056.714.30034.666.060.31.5241.393
34.40056.714.30012.455.860.33.6103.904
24.30028.068.660.31.9631.726
44.70056.814.30012.353.360.33.4583.909
24.30027.966.160.31.8951.729
32.50033.471.660.31.7151.444
[内部稳定验算结果]
工况号安全系数圆心坐标x（m）圆心坐标y（m）半径（m）
11.313-11.07810.96114.060
22.344-24.44310.97426.453
31.771-31.99517.52136.380
42.237-26.24613.94429.720
[外部稳定计算参数]
所依据的规程：
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
计算长度:
10.000（m）
墙基底倾角:
0.0（度）
墙背倾角:
90.0（度）
土对土钉墙墙背的摩擦角:
10.0（度）
土对土钉墙基底的摩擦系数:
0.300
抗倾覆验算倾覆点距原点（坡脚）的距离:
0.000（m）
墙底地基承载力:
400.0（kPa）
承载力安全系数：
1.200
抗水平滑动安全系数：
1.300
抗倾覆安全系数：
1.600
[外部稳定计算结果]
重力:
907.4（kN）
重心坐标:
（5.196,2.306）
超载:
50.0（kN）
超载作用点x坐标:
5.300（m）
土压力:
60.1（kPa）
土压力作用点y坐标:
1.598（m）
基底平均压力设计值96.8（kPa）<400.0
基底边缘最大压力设计值105.8（kPa）<1.2*400.0
抗滑安全系数:
4.905>1.300
抗倾覆安全系数:
53.755>1.600
第四章工程施工
一、项目施工目标及施工部署
（一）施工目标
1.工期目标：
成桩施工含进场计日历天10天（见施工进度表），可根据甲方要求进行适当调整。
在工期紧的情况下，我们要充分发挥我单位管理及作业人员年轻精干、责任心强、善打硬仗的特点，科学管理，精心组织，投入足够的施工设备，保质保量完成招标范围内的任务。
工期也可根据总包方要求进行相应调整，保证满足总包方要求。
施工进度表
项目工期
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
第一步土钉墙
CFG桩准备
CFG桩施工
清桩间土
桩检测
铺设褥垫层
第二步土钉墙
第三步土钉墙
第四步土钉墙
封马道等
2.质量目标：
工程确保合格。
（二）施工人员和设备组织
1.项目部主要人员
序号
职务
姓名
电话
备注
1
项目经理
2
技术负责
2.劳动力安排
本工程需投入约23人，各工种人员情况见下表：
工种
钻工
信号工
搅拌工
电工
杂工
人数
4
2
6/台
1
10
3.设备组织
设备名称
型号
用途
数量
长螺旋钻机
CFG20
成孔、成桩
1台
混凝土输送泵
强制式HBT40A
输送混凝土
1台
附属设备
若干
（1）长螺旋钻机：
长螺旋钻机是该工艺设备的核心部分，它主要由动力系统、卷扬提升系统和液压行走系统组成，施工时利用液压行走系统使钻机准确就位后，开动动力头电机，慢放主卷扬钢丝绳，钻至设计深度后停钻，混合料由搅拌机拌制均匀后经溜槽流入混凝土泵料斗，开动混凝土泵，混合料经由刚性管、高强柔性管、弯头、动力头内腔管、钻杆及钻头进入桩孔内，当钻杆芯管充满混合料后开始提钻，灌至设计标高停泵，移机施打下一根桩。
本次采用河北新河新钻有限公司生产的步履式CFG20型钻机，它具有性能好、稳定性强、移动方便等优点。
（2）混凝土泵：
施工时需根据设计桩径和提拔速度合理地选择混凝土泵，本次选用HBT40A型，采用活塞式，分配阀采用斜置式闸板阀和S形管阀。
（三）施工现场要求：
施工前场地的降水、开挖、水、电等需满足CFG桩施工要求。
1.降水：
CFG桩施工要求地
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