高层建筑地下水中混凝土桩基施工

'高层建筑地下水中混凝土桩基施工［摘要］本文介绍了东海大厦工程地下水中的混凝土桩基础施工的方案，此工程为减少整体开挖与地基处理，采用了扩底桩基基础，形成建筑物的全部荷载由框剪结构通过扩底桩传递到持力层。［关键字］高层建筑扩底桩基础 High-risebuildingconcretepilefoundationconstructioningroundwater[Abstract]ThispaperintroducestheconstructionofconCretepilefoundationinthegroundwaterofDongHaiHotel.,inordertoreducetheoverallexcavationandfoundationtreatment,theprojectadoptedtheexpandingbottompilefoundation,formafullloadofthebuildingbytheframeshearstructurethroughexpandingbottompileispassedtotheassociation.[Keyword]High-risebuildingsExpandingbottompilebasis 一、工程概况（一）工程概述1（二）地基土、地下水位及场地状况简述I（三）桩基设计简述2（四）桩基施工前的其它工序施工准备2二、施工总体部署4（一）施工目标4（二）施工人员配备4（三）施工准备工作4（四）施工进度计划安排5三、各工序施工方法与工艺措施要求6（一）人工成孔扩底桩施工程序6（二）成孔扩底桩土石方开挖7（三）碗护壁圈施工7（四）成孔桩基钢筋笼施工8（五）桩基硫施工8四、水中碇浇筑施工工艺及技术要求10五、桩基施工质量要求及其控制措施12六、成品保护和安全控制措施13结论14致谢语15［参考文献］16—、工程概况(一)工程概述工程名称：东海大厦地下桩基工程工程地点：江苏省东海县和平路与湖滨南路交叉处建设单位：东海县飞龙置业有限责任公司 设计单位：东海县建筑设计研究院有限责任公司施工单位：海东建筑安装有限责任公司监理单位：东海县天正工程建设监理有限公司本工程十五层，其屮地下一层，地上十四层，结构高度66.70m,为现浇钢筋確框架■剪力墙结构。基础形式采用人工挖土扩底桩基础。基础混凝土强度等级为C40o(一)地基土、地下水位及场地状况简述1、分层地质构造(1)耕植土：厚0.2-1.4m之间，干-潮湿，松散；(2)粉土：厚0.5-4.3m之间，稍湿一湿，属中-高压缩性土,承载力标准值Fk=155Kpa；(3)粉砂：0-10.8m之间，微湿-湿饱和，压缩性大，承载力标准值FK=160Kpa;(4)圆砾：厚0-5.2mZ间，微湿-湿，屮密状，承载力标准值FK=350Kpa；(5)强风化基岩：厚3-15.8m之间，基岩面局部起伏大，风化破碎严垂，节理裂隙发育,承载力标准值FK二350Kpa；(6)中等风化岩：揭示埋深7.1-20.5m之间，基岩岩性同上，承载力标准值FK=550Kpa;(7)微风化基岩：揭示埋深11.51H-18.2m之间，基岩岩性同上，风化面局部起伏较大，承载力标准值FK=800Kpa；2、地下水文状况根据工程勘察报告，工程区域内地下水埋深在自然地坪下1.65-5.70m之间，潜水型，水量较大，主要受东南方向补给，径流方向为东南至西北向。3、场地状况依据实际地形测量结果，整个工程区域呈南高北低(大约1.85-1.90mZ间)和西高东低 （在0.5-1.OmZ间）状况，拟建场地中硬场地土，II类建筑场地，且整块地势较低，因此在正式施工前把场内排水与施工道路处理好。（三）桩基设计简述根据结构设计图，地下室基底埋深相当于绝对高程71.38m<±0.00=76.9）,而要求的屮等风化岩持力层深度相当于绝对高程63.00-55.00mo为减少整体开挖与地基处理，采用了扩底桩基基础，形成建筑物的全部荷载由框剪结构、带梁式筏板基础构成整体，通过扩底桩传递到持力层。1、设计布局所有桩基设置于纵横轴线的交点位置。圆形，按设计扩底桩共50个，桩基的位置见图1:桩基平面布置图。图1:桩基平面布置图2、材料及其要求（1）碗等级：桩身为C30,采用52.5R普通抗硫酸盐水泥配制。（2）配筋：竖向主筋分别为（三级）18、20、22三种规格，箍筋每2米设一道①16焊接箍，上段3倍桩直径高度①10@100及以下段为①10@200螺旋形箍筋。（3）所用材料必须有原始出厂合格证或材质证明书，要求做复试的必须待试验结果合格时使用。 （四）桩基施工前的其它工序施工准备1、地下降水措施经过多种方案的比较，本工程选定深井降水方案，其井管直径为426mm（钢质），管深8-20m,管距8-20m,共35口井。2、定位放线及标高控制主楼按照规划红线图勘测到地面，所有转角及中部轴线控制采用标高统一的砂浆砌筑砖墩（抹灰），上表面弹上出轴线。当整体大开挖到基底时（即扩底桩顶标高一5.92）,为有效控制人工成孔时的轴线与标高，再在该平而另设置各桩位的控制龙门板桩。 二、施工总体部署（一）施工目标质量等级：优良施工总工期：40天安全目标:达到工程安全管理总目标（二）施工人员配备施工管理人员4人，具体跟班负责测量定位，施工过程中的技术措施的实施、资源机具的到位、质量检查，完成工序的报验、参验以及质量记录整理和施工安全管理。施工操作人员80人至100人，主要以人工成孔挖土人员为主，钢筋工、模板工、殓工等工种穿插。项目管理人员及主要技术人员的分配与职责见表1：表1：施工技术人员配备岗位人数职责范围备注项目经理1负责项目全面管理工作技术负责人1负责施工技术管理工作施工员1具体负责现场施工管理安全员1负责现场的安全检查管理泥瓦工60-70土方开挖及混凝土浇筑钢筋工10-15钢筋绑扎模板工10-15模板安装辅助工10现场辅助（三）施工准备工作1、为进一步掌握地下土质、水文情况以及分层挖掘的难易程度，在全面开挖Z前，有代表性地选择1至2个桩孔进行试挖，以此为正式开挖总结出经验。2、人工挖孔操作的安全至关重要，开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底，操 作前对吊具进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。3、施工管理人员应熟悉施工图纸、地下土质、水文地质资料以及本方案的内容做到心中有数。办理好定位放线工序的检验手续。（四）施工进度计划安排1、施工起点流向与投入人数计划因考虑下层基岩层挖掘的设备投入因素和平面操作间能保持一定的安全作业距离，计划50个桩基分二批施工，投入人数以直径1400mm以上每桩孔安排4人，1200mm以下每桩孔安排2〜3人。2、施工进度计划确定根据附图一桩顶桩底标高计算出的桩长情况为1〜7轴在5.90m〜14.0m之间,7轴以东在5.90ni〜20.0之间，桩的平均长度为11.50mo按照桩长的上段2/3为粉土砂和园砾层，计划H进尺101深，包括挖土、绑钢筋、立护壁模、护圈碇浇筑,下段落1/3为强风化与中等风化基岩层，每3天进尺1.0m深。 三、各工序施工方法与工艺措施要求（一）人工成孔扩底桩施工程序施工程序：场地平整f放线、定桩位一挖第一节桩土方-＞支模浇注第一节混凝土护壁一在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线一安装活动井盖、设置垂直运输架、安装卷扬机、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等f第二节桩身挖土一清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径一拆上节模板、支第二节模板、浇第二节混凝土护壁f（重复第三节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度）〜检查持力层后进行扩底一对桩孔直径、深度、扩底尺寸、进行全面检查验收一清理虚土、排除孔底积水f吊放钢筋笼就位f浇灌桩身混凝土。人工挖孔施工工艺示意图见图2：图2：人工挖孔施工工艺图 （二）成孔扩底桩土石方开挖1、开挖与运输方法（1）成孔扩底桩的土石方开挖全部采用人工，上段土、粉砂及圆砾层用十字镐、钎凿松积堆，再用小煤锹铲装到桶内，由手动辘轻提升到井外，如遇基岩层或镐钎人工不能挖掘的土石层，采用气泵风镐钻凿。（2）从井内提升出的土石方，集中倒在二个井之间的铁箱或拖车内，装满后由塔吊转运到指定堆积处，再用卡车外运至市政指定弃土场地。2、工艺措施要求（1）为保证井口原土的坚实（不塌方），桩位正确，井口砌四皮一砖厚墙体，最上皮统一测定到桩帽底标高。报验合格后开挖。（2）开挖第一节桩孔土方应从上到下逐层进行，先挖中间部分，然后扩及周边，以便有效控制开挖桩孔的截面尺寸。（3）开挖第二节桩孔内土石方时，应把上节的护圈模板拆除并运出井内，从第二节开始主要利用提升设备运土。（4）在安装辘护滚筒提升设备时，应注意使吊桶与桩孔中心位置重合，在开挖过程中，应经常用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，上下应垂直平顺。（5）开挖扩底部分时应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好，再按扩底部位的尺寸，形状自上而下削切扩充成设计图纸的要求。（6）当出现地下渗水量较人吋（吊桶满足不了排水），挖土采取半口井交替进行，即把先向下的一半作为集水坑，选用端头吸水型水泵抽水，边降水边挖土。（7）成孔挖土每完成Ini深或班与班之间交接应对桩身直径、桩位中心、桩壁垂直依据上口十字线对中测检，有偏差及时纠正;整个成孔完成以后，必须对桩的扩头尺寸、孔底标高、桩位屮心、虚土厚度等进行全面测定,做好施工记录，办理隐检手续。（三）轻护壁圈施工（1）护壁圈模板为lm高，四片组合工具式定型模板，每块上下四道弧形背筋为50X5工字钢，弧形而板为2.5mm厚铁板，模板之间用卡具螺栓连接固定。护壁模采取拆上节，支 下节的重复周转使用。（2）护圈内的钢筋笼可按其各种规格事先制作，并应标识，以防误用，护圈内钢筋在挖土完成后，立模Z前放置。护壁模板支立以后，用十字线对中，检查孔壁的垂直平整，保证桩孔轴线，截面尺寸满足设计要求。（3）支模完成后应立即浇筑碗，机械搅拌，人工浇筑，人工捣实。（四）成孔桩基钢筋笼施工1、钢筋配置长度因受持力基岩层高低起伏条件的限制，（不能事先确定配置长度）必须在土方开挖至确认的桩基底深度时，按其实际的深度规划下料。2、竖向主筋的连接采用闪光对焊，在整批施焊前应作接头的拉仲和弯曲力学试骑，待试验结果符合规范规定时，方可投入施工；如焊前试验不能满足要求时可改用机械连接。3、钢筋的绑扎，吊运与安装，保护层的措施（1）钢筋绑扎放在平整的便地面上施工，以避钢筋污染，绑扎可以固定在三脚钢管扣件吊架上进行，施工顺序为：按设计放置（挂在吊架上）616封闭箍筋、分划主筋间距线、放主筋及主筋与箍筋点焊、分段绑扎螺旋形箍筋、验收合格、堆放或吊运就位。（2）钢筋笼的就位安装吊运由塔吊进行，吊放时要对准孔位，直吊扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。（3）钢筋保护层定位措施：钢筋放入前应在主筋弯钩的底端部绑上7cm厚砂浆垫块，钢筋笼保护釆用每2-2.5m上下距，四周呈梅花形交叉焊上钢筋耳环或十字撑筋。（五）桩基碗施工1、按设计等级与选用材料送试验室确定配合比（如采用商品碗，则由搅拌站负责）。项目部应提前请试验单位做好碗配合比的试配工作。2、碇搅拌：采用自落式搅拌机，加料顺序为:1/2用水量、石子、水泥、砂搅拌lmin后加1/2用水量、搅拌（不少于1.5分钟）。材料计量精度要求：水泥，水为±2%,骨料为±3%。材料质量要求：水泥为52.5R普通抗硫酸水泥〈CAV5%〉，中粗青砂，含泥量不大于3%；0.5・4cm粒经卵石，含泥量不大于1%.3、磴浇筑 （1）碗运输方式采用塔吊料斗与石仝泵车综合进行。（2）为保证不仝浇筑落差不人于2m,宜选用150帆布软管或栓泵管作导管向桩孔内灌注（3）浇筑磴吋应连续进行，分层振捣密实，一般第一步浇筑到扩底部位的顶面，然后浇灌上部磴，分层高度不宜大于1.50m。（4）万仝浇筑到桩顶时，应超过桩顶设计标高500mm（余桩处理在筏板基础施工方案中详述），桩顶上伸出的钢筋一定要保持设计尺寸，位置准确。碗养护4、当妊浇灌完成后，随即用湿草帘覆盖，草帘一般不少于二层，4小时后正常浇水养护7天。 工艺流程：磴集料斗及导管安装f碇泵管安装f殓搅拌与灌注f孔径内上浮水源抽水与殓处理f无水段桩身碇浇灌（-）確集料斗与导管安装（1）集料斗由L60X6角铁与一8钢板制作而成，容积为3.98m3,钢导管4）400,平均长度13m,管内容积1.63m3,合计容积（碇量）5.60m3o（2）料斗与导管的安装顺序及方法顺序：先导管安装，掌握下口离底距离，用钢丝绳与导管上的吊环和井口上的钢梁连接固定；后安装集料斗，使料斗下料口插入导管内，垫稳斗架；最后安装处泵管至集料斗内。（二）碗泵管安装（1）先安装妊泵车至浇灌井段的水平输送管；（2）安装三通，然后分别接上至集料斗和孔井内泵管（至集料斗段可用软管）。（三）碗搅拌与灌注（1）根据水中碗浇筑技术要求，碗等级至少提高5MPa,建议最终确定提高lOMPa,即由原设计C3（H仝改制为C4（H仝（仅水中妊段，平均高度为3川）。（2）严格拌制质量，做到骨料车车过磅，外加剂盘盘计量，严格控制水灰比，保证搅拌时间，以确保碇有良好的和易性和粘聚性。注：本碇配合比己按照掺加KIM粉状水泥基复合物添加FMH—4碇泵送剂配制，使不仝达到减水、引气、缓凝、增大磴拌合物粘聚性、补偿收缩、增加强度等功能，更适用于水屮碗的浇筑。（3）碗的泵（输）送分二次进行，第一次先把导管和集料斗内灌满，第二次待导管下料时向孔内泵管输送（即同时进行），以提高短时间内下料量。（4）集料斗下料工作程序：导管和集料斗内五仝放满一泵管三通转接孔内泵管一剪断导管下口封堵塞头，引起自然快速下料一碗泵向孔下管输送碗。（四）浇筑技术要求（1）对涌水桩孔内碇浇灌前，只要求外围降水井进行正常性降水（如个别井内泵有问题的必须更换），坑下孔内不需抽水（特别是欲浇灌碇的孔内抽水）；以确保孔内水面静止，不产生流速。 （2）一次浇筑高度（即水下律的浇灌厚度）一般控制在静止水面向上500mm（大约在2.50m〜3.00m）,在浇灌前测定控制。（3）殓浇筑要一气呵成，不得中断，并控制在lh内浇完（按集料体积与第二步的泵送流量约15分钟完成），以保证磴的持续均衡上升。（4）桩身碗振实可以在导管和碗泵管拔出后，挤压上浮的积水基本抽尽时进行（因碗掺外加剂，初凝时间大大推迟）。（五）上浮和水排放与碗面浮浆、污物处理（1）在磴浇灌到静止水面上指定高度后，在导管与泵管拔岀后即可进行上浮积水的抽水排放，为保证吸（抽）尽积水和减少水泥浆的流失，须特制钢筋皴筐，外包多层铅丝网或密目网，把水泵放入勢筐内抽水。注：当一个孔内水抽完后，立即把夢筐和水泵冲洗干净。（2）在此阶段磴表面向上300nini左右架设脚手板（木质，二头搁在钢筋上），进行振捣,振实用插入式振动机，严格按磴施工规范中的振实技术要求执行。（3）碇振实工作完成后应对表面泌水用人工排捞出孔，并将表层碗清除一定厚度，即把桩孔内随水上浮含有杂物、水泥浆和泌水的確影响层清除，清除厚度估计在200mm左右（作为废料排除）。 五、桩基施工质量要求及其控制措施（一）保证项目1、所用原材料和確强度必须符合设计要求。2、桩顶标高及浮浆（余桩）处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。（―）基本项目1、桩身直径应严格控制，误差一般不应超过桩长的3%。，且最大不超过50mni。2、扩底形状，尺寸符合设计要求，桩底应落在持力层内Im深，持力层体不应被破坏。3、允许偏差项目不超过规定要求，见表2：表2：允许偏差项FI不超过下列要求序号项目允许偏差（mm）检查方法1钢筋笼主筋间距土10用尺量2钢筋笼箍筋间距±20用尺量3钢筋笼直径土10用尺量4钢筋笼安装深度±100用尺量5桩位中心轴线土10拉线和尺量6桩孔垂直度<0.5%吊线和尺量7桩身直径+50尺量检查8桩底标高±10尺量检查9护壁混凝土厚度土20尺量检查（三）应注意质量通病及其控制措施1、垂直偏差过大：由于开挖过程中未按要求每节校验，致使挖完后垂直超偏。要求每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线进行吊直，使孔壁圆弧保持上下垂直。2、孔底残留物（特别是虚土）过多：成孔、修边以后有较多虚土未认真清除，在放钢筋笼前后均应认真检查清除。3、桩身妊缺陷，如缩颈，空洞，夹土等现象：主要原因 浇筑前未作操作技术交底，浇灌时未分层浇筑，分层振捣，连续作业。六、成品保护和安全控制措施1、己挖好的桩孔应及时组织验收，及时安放钢筋笼，及时浇筑碇，间隔时间不得超过4小时，以防坍方和地下水浸泡。不能及时施工下道工作时，应用木板或竹夹板盖好，防止土块，杂物掉入井内。2、保护好已成型的钢筋笼，不得扭曲，松动和变形，集中堆放吋应上盖下垫。3、桩身磴浇筑完毕，应复核桩位和桩顶标高，伸出主筋应扶正，伸出主筋上的碗浆应及时清刷干净，桩顶磴及时用草帘覆盖，并加强养护，防止磴发生收缩、干裂。4、施工过程中应妥善保护好建筑物的轴线桩与基准点，不得对已完桩头碾压，钢筋弯折。5、井口作业人员备挂安全带，井下作业人员备带安全帽与身穿长袖工作服。6、井下照明用低压电源(36V.100W)防水带罩安全灯具。7、当挖至一定深度时，上下人员应轮换作业，桩孔上人员应密切注视孔下人员的情况，保持互相呼应，切实预防安全事故的发生。8、吊运提升土方时，吊桶与井下人员应借位(一般情况下提升时井下人员停止作业)；无关人员不得靠近桩孔口。9、正在开挖的桩孔四周应设安全栏杆，已挖好的桩孔应用木板或钢筋网盖好，以防人员坠落孔内，严禁用草袋，塑料布虚掩。10、桩孔深度超过7m时，采用气泵向孔内下部送风，防止孔底人员无风缺氧出现事故。 结论在写本毕业论文前对整个专业课程尤其是地质水文资料及施工图纸进行了深入复习和理解，参考了很多相关书籍和资料，作出了这一套施工方案。难度最大的就是地基基础相关知识。在完成的过程中，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。从不知道毕业论文怎么写，到顺利如期的完成木次毕业论文，这给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。 致谢语历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在老师和同学的帮助下度过了。首先感谢我的指导老师一一张建国老师，是他耐心地教导我，遇到不同的问题，老师也不厌其烦地告知我，使我能够完成本毕业论文。此外还要感谢我们厦门大学继续教育学院所有给过我帮助的老师和同学，让我在学校学习的过程中过得充实和愉快。感谢我的专业老师们，是他们教会了我专业技能，让我学到更多的专业知识。还要感谢公司里的各位同事，是他们教会了我人生最重要，最宝贵的实践经验，还经常教导我怎么样去做好自己的工作，让我能够少走弯路，能够有信心做好每一天的工作。 ［参考文献］rn姚刚.土木工程施工技术.人民交通出版社,2010.［2］陈希哲.土力学地基基础.清华大学出版社,2012.14］建筑桩基技术规范JGJ94-2012.中国建筑工业出版社,2012.［5］林天健.桩基础设计指南.中国建筑工业出版社,2013.'