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芦山县飞仙关北场镇拆迁居民安置还房工程CFG桩复合地基设计及施工组织设计XXXXXXXXXX公司2014年6月6日目录一、概述1.工程概况2.场地工程地质条件3.地基加固处理方法、目的及要求二、地基CFG桩加固机理及工艺流程(一)加固机理(二)施工工艺流程三、编制方案的依据1、设计文件2、规程、规范3、现场施工条件四、设计计算1.加固范围2.加固深度3.桩体直径、材料、填料量及桩体抗压强度4.桩位布置5.复合地基承载力计算6.褥垫层设计五、施工方案1.施工方法2.施工机具、设备配置3.劳动力配备4.施工用水、用电来源六、施工组织保证体系1.组织机构2.主要施工人员配备七、施工进度安排1.工期2.保证工期的措施八、质量保证体系1.质量等级2.保证措施及体系九、安全保证措施十、文明施工措施一、概述1.工程概况由于2013年4月20日雅安庐山发生7.0级地震使该县受灾严重。很多村民房屋严重受损。此项目为灾后重建项目。该拟建项目位于芦山县飞仙关镇政府办公楼对面，靠近省道210线。设计安置房为3层结构，拟建物为7栋。1#楼±0.00=641.95、2#楼±0.00=641.23、3#楼±0.00=640.77、4#楼±0.00=640.30、5#楼±0.00=639.15、6#楼±0.00=640.20、7#楼±0.00=639.70，设计采用柱下独立基础，每栋楼的基础底标高不一致。由于基础坑开挖后发现基底下软塑状粉质粘土承载力不能达到设计要求，因此应建设单位及设计单位要求，对本工程7栋楼进行地基处理设计。据地勘报告反应，基坑开挖至设计基底标高后，地基主要受力层深度范围内主要分布为可塑状粉质粘土层及软塑状粉质粘土层，可塑状粉质粘土层厚度较小，而软塑状粉质粘土层承载力及变形不能满足设计要求。因此对该地基采用CFG桩法进行复合地基处理，进而满足基底承载力要求。设计要求处理后复合地基承载力特征值fspk≥160kPa且复合土层压缩模量不小于10Mpa。2、场地工程地质条件2.1场地位置及地形地貌拟建场地位于雅安市芦山县飞仙关镇政府办公大楼对面。在省道210线旁，交通较为便利。芦山县境地势由西北向东南倾斜，最高的北端大雪峰海拔5364米，最低的南端熊河坝海拔621米。南北两极相差4743米。芦山地处邛崃山脉中南段支脉地带。境内有高山、中山、低山、河谷台地。2.2场地地层岩性经钻探揭露深度内，场地内地层从上至下依次为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)和白垩系上统灌口组泥岩（K2g）。各地层土由上自下描述如下：各地层土由上至下描述如下：2.2.1第四系全新统（Q4ml）杂填土（Q4ml）：灰色，稍湿，松散～稍密，主要成分为粉质粘土含少量泥质砂岩碎块石等杂物，上部含有少量植物根系及有机质等。结构松散，场地内广泛分布。揭示层厚0.5～3.3m。2.2.2第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)粉质粘土(Q4al+pl)：软塑状粉质粘土：褐黄色，冲洪积成因；局部含少量粉粒，切面光滑，有光泽，承载力低，无摇震反应，整个场地均匀分布。揭示层厚1.1～3.1m。可塑状粉质粘土：褐黄色，冲洪积成因；局部含少量粉粒，切面光滑，有光泽，韧性及干强度高，无摇震反应，整个场地均匀分布。揭示层厚0.7～4.5m。粉细砂(Q4al+pl)：粉砂：黄色，湿～稍湿，松散，主要由长石、石英组成，含少量云母片，场地内砂土层较薄，局部粘粉粒含量较多，呈粉土状。钻孔ZK7、ZK32、ZK38、ZK41、ZK49、ZK51、ZK67、ZK71、ZK72、ZK78、ZK80、ZK81、ZK82、ZK88等13个孔均有分布，层厚5.4～0.8m，其余孔有见层厚小于50cm后粉砂层根据规范要求则合并到粉质粘土层中。卵石层(Q4al+pl)：褐灰色，稍湿，，母岩成分以花岗岩、石英岩、闪长岩、石英岩和细砂岩为主，呈中等风化，磨圆度较好，呈圆～亚圆形，填充物以粉砂及细砂为主，含少量圆砾、粉粘土等；卵石层顶板埋深界于3.7～6.8m。局部分布漂石。经钻探揭露和N120触探原位测试结果，卵石含量55～80%，排列混乱，分布不均，N120击数为3～20击。呈透镜体分布或层状分布。根据该层的密实程度可分为四个亚层：1疏松状卵石：粒径主要分布在2-8cm，泥砂质填充物约占45%。2稍密状卵石：粒径主要分布在2-8cm，泥砂质填充物约占30%。3中密状卵石：粒径5-15cm为主，填充物为细砂和角粒等，填充物约占25%。4密实状卵石：粒径5-15cm为主，填充物为细砂和角粒等，填充物约占20%。2.2.3白垩系上统灌口组（K2g）泥岩：褐色，泥质结构，中-厚层状构造，主要成分为粘土矿物，上部节理裂隙发育，结构构造大部分破坏，岩芯多呈碎块状，其下节理裂隙较发育，岩芯呈碎块状-短柱状。据其风化程度可划分为：在钻探深度范围内，根据揭露其风化程度，将其划分为二个亚层：1强风化泥岩：岩体结构已大部分破坏，构造层理不清晰。岩体被节理、裂隙分割成块状。岩质较软。岩体较破碎，岩心取样率约65%～85%，RQD值为0～20%，岩体基本质量等级为V级。2中风化泥岩：岩体结构部分破坏。节理面附近矿物已风化成土状，风化裂隙较发育。岩质较硬。岩芯多呈短柱状、短长柱状，岩体较完整。岩芯长度一般10～30cm,岩体较完整。岩心取样率约75%～95%，RQD值为20～60%，岩体基本质量等级为IV级。本层未揭穿。2.3地下水场地地下水主要有三种类型：一是赋存填土层中的上层滞水，主要受大气降雨补给，蒸发方式排泄，补给来源主要为大气降水及地表流水，水量稀少，二是砂卵石层中的孔隙水，主要受大气降水补给，以径流排泄为主。三是赋存于基岩风化带中的裂隙水，主要接受大气降水和上部孔隙水补给，未能形成统一的水位面，主要以径流排泄为主。该场地水位变化受季节控制，动态变化显著，一般不能常年保持有水，无统一水位。勘察期间正值地下水枯水期，受场地区域大气降雨影响，地下水位变化较大。本次勘察在该场地内未测得地下水水位。根据场地拟建建筑±0.000标高距离宝兴河静止水面垂直距离超过30米。而根据我们在河边踏勘调查，该拟建场地旁宝兴河段最高洪水水位至少比拟建场地低20米以上。由于勘察施工期间为2月，为枯水期，在此期间并未测得地下水位。（4）岩土物理力学参数各地基土主要物理力学性质指标建议值表地基土土名重度γ(KN/m3)承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)变形模量EO(MPa)内聚力C(kPa)内摩擦角φ(°)杂填土18.4603.5/108软塑状粉质粘土18.61104.5/13.019可塑状粉质粘土19.31605.5/27.013粉细砂19.0100/5.0013疏松状卵石20.1240/18.0032稍密状卵石20.5400/24.0035中密状卵石20.9660/31.0038密实状卵石21.5900/40.0041强风化泥质粉砂岩22.0350/30.014032中风化泥质粉砂岩23.0800//600433、地基加固处理方法、目的及要求由于软塑状粉质粘土层的强度和变形不能满足上部荷载要求，根据场地工程地质条件，设计采用CFG桩对其进行加固处理，桩端持力层为稍密卵石层，以处理后的复合地基作基础持力层。要求经加固处理后的复合地基承载力特征值fspk≥160Kpa，压缩模量Esp≥10MPa。据我公司的多次施工经验并结合CFG桩新型施工工艺在雅安地区的成功运用,我们认为，该场地利用CFG桩处理软弱地基是适宜的，具有较好的技术、经济合理性。二、地基CFG桩加固机理及工艺流程CFG桩(即水泥、粉煤灰碎石桩)复合地基是在碎石桩复合地基基础上发展起来的一种新型地基加固处理方法，可通过调整桩长、桩距、褥垫层厚度和桩体材料配合比，使复合地基承载力在天然地基基础上有较大提高并有较大可调性，从而提高地基承载力，减少基础变形。作为国家科委的国家级全国重点推广项目,近几年来，CFG桩在全国各地已成为软土地基处理较为常用的有效手段，取得了显著的经济效益和社会效益。(一)加固机理１、桩体的置换作用：CFG桩复合地基不同于碎石桩复合地基。它的桩体是具有一定粘结强度的混合料的桩体。在荷载作用下，桩体压缩性明显小于桩周土，因此基础传至复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中在桩体上，出现应力集中现象。CFG桩在复合地基中起到桩体的作用。试验表明,桩土应力比(桩承受的荷载与桩间土承受的荷载之比)可在24～35之间变化。２、挤密作用：CFG桩复合地基采用挤土法施工，由于振动或冲击的挤压作用使桩间土得到一定程度的挤密，经实地测试，加固后的地基土的含水量、孔隙比、压缩系数均有所减少和降低，而土体的重度，压缩模量均有所增加。３、时间效应：利用冲击成桩法工艺施工,将对桩间土产生扰动，特别是对高灵敏度的土体，其结构强度将有一定程度的丧失，土体的强度降低，但在施工结束后，随着恢复期的增长，结构强度也会逐渐恢复。通过实际测试，桩间土的承载力较加固前有所增加。４、褥垫层的作用(1)保证桩、土共同承担上部荷载；(2)通过改变褥垫厚度，调整桩垂直荷载的分担；(3)减少和减缓基础底面的应力集中；(4)调整桩、土水平荷载的分担。(二)施工工艺选择由于场地内拟处理地层为软塑状粉质粘土层，为了有效的控制成孔后该层土塌孔或孔径缩小影响桩体质量，因此采用长螺旋钻孔从桩底泵压混凝成土桩，可有效的保证桩体质量。三、编制方案的依据1、设计文件(1)《芦山县飞仙关北场镇拆迁居民安置还房工程勘察报告》(2)《本项目7栋楼基础结构施工图》2、规程、规范《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012J220-2012《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）其它相应的现行国家规范（程）、标准等。3、现场施工条件施工道路进出方便，施工用水、用电就近搭接，现场施工前总包单位应将每栋楼基础坑大开挖至基底标高（有多个基底标高的，按最高标高开挖），现场具备施工条件。四、设计计算1.加固范围依据相关规程、规范、标准，采用CFG桩进行一般地基处理，可只在基础平面位置范围内布桩，本工程据此确定布桩范围(详见桩位布置图)。2.加固深度按设计要求桩体贯穿整个软弱土层，直达设计持力层稍密卵石层内不小于1000mm，此时桩体在荷载作用下主要起应力集中的作用，从而使软土负担的压力相应减少。结合本场地地质条件，确定加固深度至稍密卵石层且进入持力层1000mm。根据地勘报告统计施工桩长范围为：2.9m～7.6m。桩长计算系根据7栋楼±0.000高程、基底标高及桩端进入稍密卵石50cm后标高等分别统计，各栋楼地基处理平均深度详见下表。设计桩长一览表楼号±0.00基础坑大开挖标高平均桩长楼号±0.00基础坑大开挖标高平均桩长1641.95640.255.5m5639.15638.053.8m2641.23638.734.7m6640.20637.605.6m3640.77638.975.2m7639.80637.205.0m4640.30638.705.1m注：1.以上桩长按每栋楼内埋深最浅独立基础垫层底标高至稍密卵石内50cm计算，为保证桩顶成桩质量，施工时桩顶施工至基础垫层底面标高，待桩体达到一定强度后破除300mm桩头，在这破除桩头的300mm范围内铺设级配砂卵石褥垫层，级配砂卵石最大粒径不超30mm。2.由于部分独立基础埋深不一致，因此局部桩顶为空桩，每个基础下桩顶标高具体详见本项目CFG桩地基处理施工图3.桩径确定根据施工机具，长螺旋钻孔设备及工艺，设计桩径可采用500mm。4.桩位布置计算(1)确定天然地基承载力特征值fak根据地勘报告提供相关承载力参数，为了安全起见，取承载力最小土层（软塑状粉质粘土层）地基承载力特征值做为天然地基承载力特征值，即fak=70kpa.(2)计算单桩竖向承载力特征值Ra依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)公式7.1.5-3计算单