应力释放孔施工组织设计创新

1、中航工业科技城 - 航空产业城A3、A5项目二标段对周边环境防护措施方案江苏省岩土工程公司二 0 一 五 年 一 月 四 日中航工业科技城 - 航空产业城A3、A5项目二标段对周边环境防护措施方案写：核：项 目工 程师 ：一、工程概况 二、场地工程地质与水文地质条件 三、场地周边环境特征及工程效应 四、防护措施 五、施工工艺及设备选型配备 六、施工质量控制措施 七、施工进度计划 八、安全生产及文明施工 九、安全技术操作规程 十、平面布置图1）。招标范围为中一、工程概况工程位于南京市龙蟠中路东侧、中山东路南侧、解放路西侧（图 航工业科技城-航空产业园A3、A5地块项目。其中，A3地块占地面积37

2、699.76m。地下一 层框架结构。地上由10栋单体1#10#组，具体为：1#、9#为11层，高度35.6m； 7#、高度79.5m。地下建10#为20层，高度61.5m； 2#为22层，高度67.5m；其他均为26层,筑面积34637.1m2，地上建筑面积为112652.4m。o rLMiric*in WiLEtE卽MS广Ifl电覆大学:盛京市睪塞区人盘HH5明故S 国西华门進Id广ift 丁吉明古* * -og込4r通痛益幷乘君丸（ft 曲常府街瑕 ill项目位置S航空宇 ：理生W+黑B烧仿S 盂iaartg画曾TED书DR油店B际大厦/ft泉市笨三i-宙I人想大JB9工程建设地点示意图工

3、程抗震设防类别为标准设防类（丙类建筑），抗震设防烈度为7度，工程主楼地基基础设计等级为甲级，建筑桩基设计等级为甲级。工程由南京中航工业科技城发展有限公司投资兴建,江苏省地质工程勘察院负责岩土工程勘察，南京勘察工程有限公司负责基坑工程设计，南京长江都市建筑设计股份有限公 司负责地上建筑设计。管桩工程。其中,本防护措施方案主要针对6#10#楼和地下车库预应力工程桩6#、7#、8#和 10#采用 PHC-600(130)AB-C8(管桩，9#采用 PHC-500(125)AB-C8(管桩，地下室车库采用PHC-500（110）AB-C8（管桩，总共是986根。施工方法采用静力压桩法沉桩工艺 施工。二

4、、场地工程地质与水文地质条件1、工程地质条件工程场地属于秦淮河漫滩地貌单元。场地原有建筑已全部拆除，建筑垃圾已清除，场地已基本整平。勘察深度范围内揭露的岩土体划分为5个工程地质大层， 10个工程地质亚层，各层具体分述如下：1 层填土：杂灰黄灰色，湿，松散，主要由黏性土夹大量碎石、碎砖等建筑垃圾为主，局部底部混杂有淤质填土，填龄一般大于10 年。2-1 层粉土夹粉质黏土：黄灰色，湿很湿，粉土呈中密为主，局部稍密，粉质黏土呈可塑状，水平层理发育，摇振反应中等，无光泽，干强度及韧性中低。2-2 层淤泥质粉质黏土：灰色，饱和，流塑，局部夹薄层粉土，含少量腐殖物，干强 度及韧性中低。场地普遍分布，厚度较

5、均匀。3-1 层粉质黏土：灰绿色灰黄色，硬塑，局部可塑，含铁锰质浸染斑块，夹青灰色 团块。切面有光泽，稍有光泽，干强度高，韧性高。3-2 层粉质黏土夹粉土：黄褐色，灰黄黄灰色，粉质黏土可塑，局部硬塑，含铁锰 质浸染斑块及青灰色灰白色团块， 粉土中密密实。 稍有光泽， 干强度中等， 韧性中等。3-3A层含卵砾石粉质黏土：黄灰色，硬塑状，以粉质黏土为主，局部夹中粗砂及卵砾石，卵砾石含量5%-10%粒径13cm个别大于8cm磨圆度差，次棱角状。稍有光泽, 干强度中高，韧性中高。3-3 层粉质黏土夹粉砂： 灰黄色，粉质黏土呈可塑状， 含铁锰质浸染斑块， 粉砂中密 密实。稍有光泽，干强度中等，韧性中等。

6、4含卵砾石中粗砂： 灰色，饱和，中密密实状， 以中粗砂为主， 卵砾石含量 5%10%， 粒径13cm个别大于10cm磨圆度较差，次棱角状。5-1 强风化泥质砂岩：紫褐色，岩芯风化呈土状、砂状，手捏易碎，遇水易崩解。极 软岩，岩体基本质量等级为V级。5-2 中风化泥质砂岩：紫褐色，岩芯多呈柱状和短柱状，少量破碎状。锤击易碎。属 极软岩，岩体基本质量等级为V级。管桩以 5-1 层强风化泥质砂岩为持力层。2、水文地质条件根据地下水的赋存、 埋藏条件， 地下水类型主要为孔隙潜水、 孔隙承压水及基岩裂隙 水。孔隙潜水主要赋存于 3-1层以浅土体孔隙中，富水性不均。潜水补给来源主要是大气降水。场地地形平坦

7、，地下水径流缓慢，处于相对停滞状态。潜水排泄方式为自然蒸发和 侧向径流。基岩裂隙水主要为同层水补排。孔隙微承压水主要赋存于 4层中，富水性较好；上覆隔水层主要为黏性土层为致密黏 性土，其隔水性能较好，致使其与上部潜水水力联系较小，一般为同层补排。基岩裂隙水主要赋存风化岩裂隙中，裂隙稍发育，紧闭状为主，多为泥质充填，水量 一般较小。勘察期间测得潜水初见水位埋深为1.001.80m,稳定水位埋深为0.801.50m（水位8.058.60m）。据区域水文地质资料表明，该地区潜水水位年变幅在1.0m左右，近35年及历史最高水位可按场地整平后地表下埋深 0.5m 考虑。三、场地周边环境特征及工程效应场地

8、空旷，且业主已对场地进行了初步平整，但场地东侧为居民楼。东边最外一排管 桩中心离居民楼外墙面约 5m。以管桩桩长30m考虑，参照施工经验，管桩施工的影响范围为1.5倍的桩长，即45m 则场地东侧的居民楼均在影响范围内。 以正常的施工速度15根/天，桩长30m桩径600mm 管桩埋深6m计算，则每天的挤土量为153用。由于挤土效应会在含水率37.8%、饱和的2-2 层淤泥质粉质黏土中产生超静孔隙水压力。另外，由于管桩直接穿过 2-2 层淤泥质粉质黏 土,也会在该层土中产生超静孔隙水压力。岩土工程基本标准术语标准 对超静孔隙水压力定义为： 饱和土体内一点的孔隙水水压力中超过静水压力的那部分水压力。

9、 具体地说，土体在外部作用或者边界条件变化时， 本应发生应变，但由于一时排水受阻，在土体中产生不同于静水孔隙水压力的那部分孔隙水压力，从而限制土体的变形。随着渗流作用，超静孔隙水压力将逐渐消散，并在消散过 程中土体的固结导致土体体积变化，正是这种体积变化会导致地面沉降。静力压桩法沉桩工艺施工引起的工程效应如下：1、在东侧居民楼 2-2 层地基土中产生超静孔隙水压力，在超静孔隙水压力消散过程中东侧居民楼地面产生不均匀沉降，导致 居民楼的墙体上产生裂缝。 2、由于超静孔隙水压力消散速度缓慢，可能会使在建的6#10#楼和地下车库地基中产生不均匀沉降，从而影响6#10#楼和地下车库的安全使用。四、防护

10、措施为了消除施工过程中在东侧居民楼地基土中产生的超静孔隙水压力， 同时，加快 6# 10#楼和地下车库地基土中超静孔隙水压力的消散，需要在东边最外一排管桩中心与居民楼外墙之间设置防挤沟、应力释放孔。它们的益处有：1、挤土效应和管桩直接穿过 2-2 层淤泥质粉质黏土引起的超静孔隙水压力不会传递 到东侧的居民楼 2-2 层地基土中。2、在防挤沟的端头或中间设置集水井，2-2 层中的水会通过应力释放孔进入防挤沟，然后进入集水井，从而加速 2-2层土的渗流和固结，有利于 6#10#楼和地下车库的安全使用。具体防护措施如下:1、在基坑支护桩内侧与管桩之间（距离约为2.2m）、双轴深搅拌桩外侧与围墙之间（

11、距侧防挤沟的参数为长123m宽0.8m,深0.5m,离约为1.7m、分别设置一排防挤沟。其中内侧防挤沟的参数为长123m宽1m深1m外防挤沟的作用是形成连通的排水通道，便于施工排水。2、在内、外防挤沟内施工应力释放孔，孔径400mm间距800mm孔深为15m 到达2-2层淤泥质粉质黏土底部，两排梅花状布置,每排154个应力释放孔，总共308个、4620m钻孔（表1）。表1 工作量表防挤沟（m应力释放孔（个）进尺（m备注123X 2154X 22310X 2每个孔孔深为15m3、在孔内填入细度模数2.85粗砂，砂井的作用是增加竖向排水通道对压桩施工造成的地下超静空隙水压力进行消散。4、在防挤沟的

12、两端端头、中间分别设置一个集水井，集水井深1m直径600mm里面放置水泵，定期抽水。5、建立健全监测系统，做到信息化施工。每天上、下午各廵查围墙一次，看墙体上有无裂缝。在确保东侧居民楼安全的前提下，把沉桩速率和压桩流程调整到最佳状态，若 位移达到报警值时应暂停施工。五、施工工艺及设备选型配备1、施工工艺应力释放孔施工拟采用正循环回转成孔、清孔工艺，用锥形耙式合金刮刀钻头成孔, 利用淤泥土产生的泥浆自然造浆护壁。施工工艺流程如下:场地平整-定位放线-挖防挤沟-钻机就位-钻孔至设计孔深-孔内填塞砂-钻机2、设备选型配备根据上述施工工艺、工程量、场地工程地质条件及施工条件，拟进1台钻孔桩机施工, 拟

13、使用的主要机械及配套辅助设备如表 2。表2主要施工机械设备一览表序号设备名称规格型号数量1钻孔桩机GP-101台2泥浆泵3PLN2台3排污泵100WB1台六、施工质量控制措施1质量管理措施（1）施工中坚持“质量第一”的方针，严格按设计、施工规范要求施工，着重抓住 钻孔桩的定位放线、成孔、填砂等关键环节，采取有效的技术措施，强化质量管理。（2）为了东侧建筑物的安全，在管桩施工期间每天对东侧建筑物进行观测。2、技术措施（1）施工定位放线。施工前利用经纬仪和水准仪，根据防挤沟分布图定位，并作好记号。（2）钻机就位。钻孔就位时必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，在机架上或机管上作出控制

14、的标尺，以便在施工中进行现测、记录。（3）钻孔。调直机架挺杆，对好释放孔位，开动机器钻进、出土，达到控制深度后 停钻、提钻。（4）检查成孔质量。用测深绳（锤）或手提灯测量孔深及虚土厚度，虚土厚度一般不应超过10cm钻进遇含水量较大的土层时，必须防止钻杆晃动引起孔径扩大，致使孔壁 附着扰动土和孔底增加回落土。（5）孔底土清理。钻到预定的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动; 提钻杆，不得曲转钻杆。孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处 理。钻进过程中散落在地面上的土，必须随时清除运走。（6）孔内灌砂。清孔完成后，在孔内填粗砂至自然地面标高。（7）移动钻机到下一释放孔置

15、。经过成孔回填砂检查完成后，再移走钻机到下一释 放孔位置进行施工。七、施工进度计划每天做好测量放样及泥浆循环系统的设置，搭设临时设施等施工准备工作。同时做好 进场机械的安装调试工作。做好试成孔工作，确定管桩施工控制标准。24 天。应力释放孔总共是 308 个，按一台钻机一天完成 15 个孔计算，完成应力释放孔施工 需要 21 天，加上施工机械进退场和施工准备时间，总工期为八、安全生产及文明施工1、安全生产1）认真贯彻“安全第一，预防为主”方针，紧持管生产必须管安全的原则，在工地建立由项目经理、专职安全员、各机班长组成的安全领导小组，执行安全生产责任制， 明确各级人员的责任，将安全生产作为生产管

16、理者的首要职责，抓紧抓好。2）人员设备进场后，进行三级安全教育。3）开工前对施工所使用的机电设备和施工设施进行全面的安全鉴定，发现不符合安全规定的问题，立即整改完善。4）开工后安全员要深入施工现场，认真做好上岗检查及日、旬、月的定期安全检查工作，记好安全台帐。督促作业人员严格遵守操作规程。（5）现场机电设备严格执行定机、定员、定期检查、保养和维修，操作人员一律持 证上岗。无关人员不得动用机电设备、确保机电设备的安全运行。（6）在施工危险区域设立醒目的警示标志。严格在指定的配电箱接电，配电箱的结 构必须规范化，并有统一的安全色标。7）桩机安拆、移位时，旁边有专人指挥，非操作人员不准进入施工现场。

17、8）按照防火、防爆的有关规定，配足消防器材。9）经常检查桩机机架有无松动、变形、损坏等不安全隐患。经常检查卷扬机钢丝绳的磨损情况，发现问题及进处理。10）夜间施工确保有足够的照明器材，临时照明线及灯具的架空高度达到2.5m 以上。2、文明施工措施1）施工材料按计划分批进场，在指定位置堆放。做到生产区无积水、无散杂物。施工完成后桩孔及时回填砂子，使场容场貌整齐、整洁和有序。2）认真执行有关泥浆排放的规定，严格防止泥浆、污水外流。3）对出入工地污染严重的车辆进行冲洗，及时清除有污染的路面。（4）项目部和施工队确定文明施工负责人，定期和不定期进行检查文明施工落实情况，经常征求有关单位对文明施工的意见，及时采取整改措施，切实做到主明施工。九、安全技术操作规程1、转盘上不准站人。2、操作时注意加杆和提钻的安全，统一指挥。密切配合，防止机械伤人和物体打击。3、应用防高压胶管缠绕及水龙头坠落的装置。5、升降作业时，4、用转盘扭卸钻杆时，垫叉应有安全钩。不准用手扶摸钢丝绳，升降机操作人员应听从孔口操作人员的指挥。6、升降钻具时，孔口人员应站在钻具起落范围以外。7、处理事故前，应先了解分析孔内情况，同时必