CFG桩复合地基处理设计方案

1、目录一、概述错误！未定义书签。1工程概况错误！未定义书签。2CFG 桩复合地基设计13场地工程地质及水文地质条件24地基加固处理方法、目的及要求4二、地基加固机理及工艺流程41加固机理42施工工艺流程5三、设计计算61加固范围62加固深度63加固设计计算书6四、桩体直径、材料、填料量及桩体抗压强度9五、褥垫层设计9六、质量检验9七、施工方案91施工方法102施工机具、设备配置103劳动力配备104施工用水、用电来源10八、施工组织保证体系101组织机构102主要施工人员配备11九、施工进度安排111工期11十、质量保证体系 (附图：施工现场质量保证体系一览表)121质量等级122保证措施及体系

2、12十一、安全保证措施 (附图 :工程施工安全保证体系)13十二、文明、环保施工措施13附图： CFG 桩平面布置图恒宇时代天街1#楼CFG（水泥粉煤灰碎石）桩复合地基加固处理设计及施工组织方案一、概述1、工程概况拟建的恒宇时代天街项目场地位于成都市大邑县晋原镇西岭大道与川西环线交汇口西北侧，该工程由成都恒霈房地产开发有限公司开发兴建。拟建场地北侧为香槟大道楼盘，西侧为正在修建的工地，南侧为西岭大道，东侧为川西环线道路，交通十分方便。规划建设净用地面积42930.00 ，规划总建筑面积157498.19 ，其中地上建筑面积约 120216.93，地下建筑面积约34995.07 。各拟建建筑物性

3、质见表 1.1 。本工程由湖南方圆建筑工程设计有限公司设计。拟建物性质一览表表 1.1建筑物0.00 标结构层数地下筏板顶标基础单位荷载对差异沉降名 称高（ m）类型及高度室高型式(kN 、kPa)敏感程度1# 住宅538.90剪力墙25F-1F-5.25m复合地基 +450kPa敏感/78.90m筏板基础根据四川科建地基基础工程有限公司2014 年 10 月提供恒宇 ?时代天街1#楼补充勘察（电子版）报告，粉质粘土等物理特性力学性能无法满足设计要求，粉质粘土、粉砂等加固处理， 以达到施工结束后满足建筑结构设计单位技术要求：承载力特征值450KPa，压缩模量 18.0MPa。采用 CFG桩复合

4、地基处理方法对基底标高以下粉质粘土（可塑）、粉砂、含卵石粉质粘土进行处理。 桩端持力层为含卵石粉质粘土或可塑粉质粘土，桩端进入持力层内不小于 1.0m。2、CFG桩复合地基设计2.1 设计依据建筑地基处理技术规范 （JGJ79 2012）；建筑地基基础设计规范 （GB500072011）；普通混凝土配合比设计规范 （ JGJ552011）；建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202 2002）；混凝土结构工程施工质量验收规范（ GB502042002）；四川省建筑地基基础检测技术规程（ DBJ51/T014-2013）；#恒宇时代天街岩土工程1 楼施工勘察报告（电子版） （四川科建地基基

5、础工程有限公司 2014.10 ） 恒宇时代天街工程1 楼基础平面布置图（湖南方圆建筑工程设计有限公司）3、场地工程地质及水文地质条件根据恒宇时代天街工程1#楼岩土工程补充勘察报告资料，在拟建场地勘探ml深度范围内的地层主要 上覆第四系全新统人工填土（Q4 ），其下由第四系全新统冲洪积（ Q4al+pl ）成因的粉质粘土、含粉质粘土卵石和卵石组成。现将地层从上到下分别描述如下：3.1 第四系全新统人工填土（Q4ml）素填土：本场地填土将挖除，为了减少分层数量，将杂填土统一划为素填土，褐灰色，局部褐黑色，松散稍密，稍湿湿；以粘性土为主，表层为厚约0.15m 混凝土，该层广泛分布，层厚0.80m4

6、.90m。al+pl3.2 第四系全新统河流冲、洪积（Q4）（ 1）粉质粘土，该场地粉质粘土根据其性质可分为两个亚层：粉质粘土：褐黄、褐灰色，局部地段褐黑色，大部分可塑、局部硬塑状。主要由粘、粉粒组成，含较多铁锰质氧化物。 局部地段夹少量朽木、 全风化卵石和粉土透镜体，且砂粒富集。该层在场地内分布局限，厚度1.60m8.30m。粉质粘土：褐灰色、褐黑色，软塑状。主要由粘、粉粒组成，含铁锰质氧化物，在 14#孔夹朽木，部分钻孔等局部地段为淤泥质粉质粘土，多呈层状夹在含卵石粉质粘土中间，此次勘察范围内部分地段分布，厚度1.60m2.40m。（ 2）含粉质粘土卵石含粉质粘土卵石在大部分地段呈两层分布

7、，浅层分布的含卵石粉质粘土埋深3.10 6.60m，标高大致在531.0 534.0m；深层分布的含卵石粉质粘土埋深7.00 11.00m，标高大致在 526.0 530.0m。根据其状态可分为两类：含粉质粘土卵石：黄褐色，褐灰色，可塑状。所含卵石粒径一般为25cm，大者可达 15cm以上，全风化中风化，卵石含量4050；局部地段砾石含量较高，渐变为砾砂。该层在场地内普遍分布，厚度0.70m 10.50m。(3) 粉砂：褐灰色、青灰色，松散，湿很湿。以长石、石英为主，含少量云母片，混个别砾石、卵石。该层主要呈透镜体状分布于卵石层中，厚度0.8 3.30m。(4) 卵石：褐灰色、褐黄色，湿饱和。

8、以亚圆形为主。主要以花岗岩、砂岩及石英岩等组成，中微风化，一般粒径 20 50mm，最大 100mm以上，隙间充填砂、砾石及粘性土，局部地段夹薄层粉质粘土。根据卵石层密实度可分为松散、稍密两个亚层：松散卵石：大于20mm的颗粒含量 5055%，排列十分混乱，绝大部分不接触。稍密卵石：大于20mm的颗粒含量 5060%，排列混乱，大部分不接触。土层的工程特性指标建议值承载力抗剪强度指标重度基床压缩变形特征值粘聚力土层名称系数 kV模量 Es模量 Eo内摩擦角标准值3f ak3MN/m(MPa)(MPa)标准值(kN/m )(kPa)Ck k(度 )(kPa)素填土18.03.0515粉质粘土19

9、.61207.02017（可塑）粉质粘土19.2903.51010（软塑）粉 砂181008522含粉质粘土卵19.61405.0915石松散卵石20.01802518036稍密卵石21.032030220384、地基加固处理方法、目的及要求根据 2014 年 11 月 4 日上午 11： 00 业主主持的现场会议精神，以现场基底以下取土至 18 米左右仍然未见含卵石粉质粉土，并结合1# 楼补充地勘报告，经技术分析、建筑结构设计单位的质量要求、 成本及工期对比， 一致同意采用水泥粉煤灰碎石桩 （CFG）桩对 1#楼地基进行加固处理，并委托我单位进行设计及施工组织方案编制。根据施工经验并结合CF

10、G 桩新型施工工艺在成都地区的成功运用，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、地基加固机理及工艺流程1、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

11、，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。2、施工工艺流程本次 CFG 桩成孔主要采用长螺旋钻孔、 管内泵压混合料灌注成桩， 适用于粘性土、粉

12、土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。长螺旋钻机成孔直径可达到 350600mm，成桩深度达 18 米，最大提拔力 180kN，输出扭矩 15.4kNm，回转角度 90。其主要工艺流程为：长螺旋钻挖成孔 泵压灌注砼成桩 钢管笼底振动施压 拔出钢管。(1)钻机就位：钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保 CFG 桩垂直度容许偏差不大于 1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。 每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后，方可开钻。(2)钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马

13、达钻进，先慢后快， 同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。(3)混合料搅拌：混合料搅拌必须进行集中拌和，按照配合比进行配料，每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制。一般控制在90120s，具体搅拌时间根据实验确定，详细控制和记录。混合料出厂时塌落度可控制在160mm200mm。(4)灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，提拔钻杆2030cm 后开始泵送混合料灌注，每根桩的投料量应不小于设计灌注量。钻杆芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续拔管。施工桩顶高程宜高出设

14、计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶进行养护。在灌注混合料时，对于混合料的灌入量控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。(5)移机：灌注时采用静止提拔钻杆（不能边行走边提拔钻杆），提管速度控制在23m/min，灌注达到控制标高后进行至下一根桩的施工。(6)现场试验：对于每盘混合料，试验人员都要进行塌落度的监测，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样作混合料试块，每台班做1 组（ 3 块）试块，测定其 28 天抗压强度。三、设计计算1、加固范围根据业主、设计单位的要求，本次地基处理范围为：1# 楼地基基础。对

15、该部分地基采用 CFG桩地基处理，处理后的复合地基的地基承载力特征值f spk450kPa，压缩模量 18.0MPa。依据相关规程、规范、标准，对 1#楼地基基础进行 CFG桩地基处理，据此确定本工程布桩范围 ( 详见桩位平面布置图 ) 。2、加固深度根据现场取土及补充地勘报告反映的土层结构及力学参数， 选取含卵石粉质粘土层或可塑粉质粘土层作为 CFG 桩的桩端持力层，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，CFG 桩进入持力层内不少于 1000mm。3、加固设计计算书设计施工桩长为 16.0m（含进入持力层至少1000mm，不含桩顶 50c

16、m浮浆预留段桩长），平均桩长约为 16.0m，设计桩数约 992 根，设计桩长约 15872.00m。具体桩位布置情况（见 CFG 桩平面布置图）。说明：施工中可根据现场实际情况来调整桩长及桩数。CFG 桩设计计算根据地勘报告 4-4 剖面，考虑单桩竖向承载力特征值最小的情况须满足处理后的复合地基的地基承载力特征值f spk 450kPa，经计算 zk15 为最不利钻孔，根据zk15 钻孔地质资料，桩长16.5m( 含进入持力层 1.00m) 计算：(1) 单桩竖向承载力特征值 RaRa=upqsi pi + pqpAp =827.08 kN式中up1.884m(桩径为 600mm 的周长 )

17、Ap 0.2826m2 (桩的截面积 )qp=400kPa(可塑粉质粘土层桩端端阻力特征值)p =0.8（桩端阻力发挥系数）qsi=桩周 i 土层侧阻力（考虑本工程地基土含水量较大因素取值）li=第 i 层土厚度n=桩长内土层数s1 50kPa(含卵石粉质粘土 )L1=0.24mqs2 35kPa(软塑粉质粘土 )L2=2.6mqs3 60kPa(含粉质粘土卵石 )L3=2.6mqs4 40kPa(粉砂 )L4=3.3mq（2）面积置换率 m 及布桩距根据 1# 楼的地质情况，桩间土取经验值 f sk，2，=100kPa=090. d=0.6m Ap=0.2826m=0.8R af spk=m

18、 A p+ (1-m)f sk827.08450=0.8 m 0.2826 +0.90 (1-m) 100m=0.16采用等边三角形布桩：ApdmAd20.62=2 0.16 S1.32me2(1.05 S )采用正方形布桩：ApdmAd20.35220.16 S1.43m2= (1.13 S )e式中： m桩土面积置换率d桩身平均直径de 等效影响圆直径，三角形布置时，de=1.05s；正方形布桩时， de=1.13s，s 为桩距。考虑独立基础受力的均匀性，采用正方形布桩，取S=1.20m 进行计算。复合地基承载力计算：S=1.20m,dm d20.6222= (1.13 1.20 )=0.

19、196 0.16（满足置换率）eR afspk=m A p+ -(1m) f sk827.08=0.8 0.16 0.2826 +0.90 (1-0.16) 100=450.2kPa 450kPa根据以上计算结果，桩位平面布置为矩形，桩距1.20m1.20m，可满足设计 fspk450kPa的要求 (详见 CFG 桩位平面布置图 )。（3）压缩模量估算按 Es=AiA i进行估算，E si根据场地地质条件及地区经验，取 f ak=100kPa，综合压缩模量 Es=4.5MPa，计算复合地基压缩模量Es。 =fspk/f ak=450/100=4.5Es = Es=4.54.2=18.9MPa。

20、通过以上计算可知采用1.2m1.2m 的正方形布桩，可满足设计要求。局部部位可能无法用正方形布桩， 为确保工程质量， 可采用正多边形布桩、 三角形、矩形布桩，但置换率不大于 0.16。（4）复合地基计算桩长为 9.74m，进入可塑粉质粘土为 1.0m；根据下卧层验算结算桩长不小于 15.2m；两者取大值，因此桩长为 15.2m，考虑到本工程的地质含水情况，因此，本工程桩长不小于16.5m（含 0.5m 桩顶浮浆段）。四、桩体直径、材料、填料量及桩体抗压强度成桩后，桩体直径不小于0.60m。材料为低标号砼 (粉煤灰因地材因素可不加入)强度 C20，施工前作砼配合比试配。砼的 28 天试块强度 f

21、cu 1.0020MPa20.0MPa20000kPa，大于4 Ra 11706.7kPa，满足规范要求。成桩时应核算制作桩长与填料量Ap的关系。本工程采用商品砼。五、褥垫层设计为保证 CFG 桩与桩间土体共同作用， 调整桩土应力比， 褥垫层施工应按如下要求：(1)施工前应在施工桩顶标高以下破除 0.50m 浮浆头，保证褥垫层厚度达到设计厚度为 0.36m(先铺设约 400mm 厚，再压实至 360mm)。(2)褥垫层宽度按基础外缘加宽200mm，使之大于基础宽度；(3)采用 23cm 碎石及中砂（ 20%30%含量）人工级配静压铺设；(4)褥垫层顶面标高与基底标高一致，高差应不大于3.0cm

22、。(5)夯填度不大于 0.9。六、质量检验检验点应布置在下列部位：（1）有代表性的桩位；（2）施工中出现异常情况的部位；（3）地基情况复杂，可能对CFG 桩质量产生影响的部位。载荷试验必须在桩身强度满足试验条件时， 并宜在成桩 28d 后进行，单桩复合地基及单桩静载荷其检验数量各为桩总数的 1%，且每项单体工程不应少于 3 点。抽取不少于总桩数的 10%的桩进行低应变动力试验检测桩身的完整性。共设计 CFG 桩 992 根， CFG 桩单桩静载荷试验及单桩复合静载荷试验共20 根，低应变测试桩 100 根。七、施工方案1、施工方法(1)施工顺序根据地勘报告， 场地自然地坪均在基础埋深以上及地下

23、水埋藏较浅，建议开工前先进行场平工作（业主场平标高应为基础垫层下标高以上50cm）和管井井点降水，再按照 CFG 桩施工顺序进行。(2)工序安排根据工期要求，安排测量、CFG 桩施工、场地整平等工种滚动作业以确保工期。材料堆放点在基坑外侧建筑物间空地堆放，电源由配电房就近引出。2、施工机具、设备配置根据本工程实际工作量、 场地施工条件及工期要求， 拟安排的施工机具及设备见下表：主要机械名称数 量完好程度入场日期备注1.长螺旋钻机 (CFG15)2 台80%新通知开工后次日自有2.测量仪器 (全站仪、水准仪 )各一台90%新通知开工后当日自有3.斗车3 辆80%新通知开工后次日自有4.电焊机2

24、台80%新通知开工后次日自有5.发电机2 台80%新通知开工后次日业主提供长螺旋钻机主要技术参数为：动力头功率22*2kw ，最大拔力 180kN，成孔深度16.5m，主机转速 21r/min 。3、劳动力配备配备 2 个作业班组， 8 人，12 个砼配制运输班组3 人，管理人员 2 人，共计 13。4、施工用水、用电来源场区内供水、供电来源，生活用水及施工用电用水请业主提供尽可能在区内解决。八、施工组织保证体系1、组织机构我公司在承接施工任务后， 将在公司经理直接领导下，组建专门项目班子，抓好工程质量，保证工期。组织机构框图如下：2、主要施工人员配备本工程时间紧， 工序多、工作量大，我公司将

25、指派具有相关施工经验优秀项目经理负责施工，项目部主要组成人员见下表。公司经理项目经理技术负责项目副经理施测质后砼旋工配喷内量安勤制桩业组组组组施工组九、施工进度安排1、工期按照合同要求，一旦甲方通知进场，公司应立即组织设备、人员进场施工，确保在合同工期内完成施工，并力争提前完工。施工进度横道图主要工程项目10 天20 天30 天40 天1.桩位放线、机具准备2.测量放孔3.CFG 桩施工(1) 充分理解设计意图，避免边施工边修改，耽误工期。(2) 提前预测影响施工的各种因素，提前制定相应措施。(3) 严格按规范及设计方案施工，防止质量事故的发生 , 以免因返工而延误工期。(4) 做好安全施工工

26、作，防止出现伤亡事故， 安置好民工食宿，合理安排工作时间，确保工程连续性。(5) 做好后勤保障工作，确保施工材料供应及时到位。(6) 业主机械设备及时跟进，对 CFG桩施工产生的弃土及时运出施工作业面，防止设备及人员待工、窝工情况。（7）因本工程地基土含水率较大 , 局部部位可能无法承受长螺旋设备 , 因此需要业主进行换填，以达到施工设备能进入施工部位施工。十、质量保证体系 ( 附图：施工现场质量保证体系一览表)1、质量等级坚决贯彻我公司 “干一项工程，树一座丰碑 ”的宗旨，严格按合同要求、ISO9002 质量保证体系及我公司质量保证体系中关于“质量方针及目标 ”的要求，以 “质量第一，安全为

27、天 ”的目标提前完成任务，并按“优良 ”工程要求作为质量目标。2、保证措施及体系(1)由于桩孔深度低于地下水位，应采取管井降水，水位降低至桩底后再进行施工，以保证桩长和成桩质量。施工前由降水单位编制专门的降水方案。(2)依据桩位平面布置图放测桩位并检查桩位是否准确，桩位误差小于24cm(0.4D)。(3)螺旋转取土，在土中形成 600 的桩孔，桩径误差应 -20mm。桩孔垂直度偏差不大于 1.5%。(4)砼采用 C20 商品砼。(5)保证桩体饱和密实并验算填料量与桩长的关系，若发现较软弱土，应根据试桩情况，采取调整桩距和加密布桩等措施。(6)作好施工记录，避免重复工作量，严禁漏桩。(7)施工过

28、程中按规范、规程要求，作好自检。达不到设计要求的工序坚决返工，不合格时，不得转入下一道工序施工。(8)作好技术交底，工程技术人员和现场施工人员要透彻理解设计图纸，熟悉施工工艺及工程质量标准。 从工序衔接到每个工序的具体操作，都符合有关技术规范和操作规程施工的规定。(9)加强与业主代表和监理工程师、设计单位的联系，主动汇报工程进度和质量情况，征求意见，接受监督，即时解决和纠正施工过程中的问题。(10)及时整理、收集、完善各种施工资料，做好现场签证，保证竣工文件的真实性和完整性。(11)CFG 桩施工完毕后，整平场地，铺设垫层用机械碾压密实。(12)复合地基施工质量应委托专业机构进行检测。检测方法

29、应采用静载试验确定复合地基承载力十一、安全保证措施 ( 附图 : 工程施工安全保证体系)(1)制定安全生产制度，建立安全责任制，设专职安全员,随时巡视施工现场，发现安全隐患及时处理。(2)严格按生产安全操作规程作业,特别是现场机械定期检修，电气操作严格持证上岗制度。(3)对现场施工人员进行安全教育培训。(4)施工作业禁止穿拖鞋，现场作业必须佩戴安全帽,严禁疲劳作业和酒后作业。(5)在危险地段、部位设置相应的警示标志，严禁乱搭接电源。(6)严格按照工程施工安全保证体系 ，抓好施工安全工作， 杜绝伤亡事故的发生。十二、文明、环保施工措施施工中应作必要的宣传， 取得居民理解与支持，特别注意施工中不许

30、造成环境污染，为此，制定措施如下：(1)以木制标语及横幅布标加大宣传力度，取得群众谅解。(2)立施工公布牌，明示质量、工期责任制。(3)民工工棚布设通气、合理。(4)注意周边环境污染及清洁卫生，不随地大小便，不乱倒生活、食堂垃圾。(5)施工中不得随意改迁破坏小三线系统，确保周边居民水、电、气、通讯畅通。(6)易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布、盖套等遮盖物覆盖。高压旋喷桩施工所产生的泥浆应在集中存放并及时采用清淤车清除至场地外。(7)施工废水、生活污水不直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库，不排入饮用水源。(8)食堂保持清洁，腐烂变质的事物及时处理，食堂工作人员定期体检。(9)受工程影响的一切

31、公用设施与结构物，在施工期间应采取适当措施加以保护。(10)使机械设备时，要尽量减少噪声、废气等的污染；施工场地的噪声应符合建筑施工场地界噪声限值 （GB12523-1990）的规定。(11)运转时有粉尘发生的施工场地， 如水泥混凝土拌和机站等投料器应有防尘设备。在这些场地作业的工作人员配备必要的劳保防护用品。(12)驶出施工现场的车辆应进行清理，避免携带泥土。施工安全目标管理图执行安全系统工程，实现施工无重大事故方针杜绝因工死亡事故目标目标分解死亡率为 0重伤率为 0一次轻伤不超过2 人经济损失不超过5万元责任人工程项目经理部、总工程师工程技术管理科、技术负责人安全质量检验科、技术负责人对策措施施工中严格实行岗位培进行事故 类运用人机 安根据本工 程实行安全 生执行国家有训在每项工分析和系 统全工程学 原的施工特 点产否决权 ，安全规