航天应力释放孔施工方案暂成稿.docx
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航天应力释放孔施工方案暂成稿
航天产业基地卫星应用产业化基地项目
应力释放孔
施
工
组
织
方
案
上海禹豪基础工程有限公司
二○一五年四月十八日
一、编制依据
（1）业主提供的施工图纸、勘察报告等
（2）图纸会审、设计交底记录等
（3）《建筑工程施工质量验收统一标准》
（4）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
（5）《建筑工程施工安全操作规程》
（6）上海市标准《地基处理技术规范》
（7）上海市标准《地基基础设计规范》
（8）国家标准《既有建筑地基基础加固技术规范》
（9）国家标准《建筑桩基技术规范》
（10）其他有关的规范及规程
（11）周边环境及主要管线交底记录
二、工程概况
2.1参建单位
序号
参建单位
单位名称
1
建设单位
上海航天科技产业投资管理有限公司
2
设计单位
上海同建强华建筑设计有限公司
3
勘察单位
武汉地质工程勘察院
4
监理单位
上海市工程建设咨询监理有限公司
5
总包单位
中国第四冶金建设有限责任公司
6
施工单位
上海禹豪基础工程有限公司
2.2建筑、结构总况
本工程总用地46469.4m²，总建筑面积81435.71m，地下室南北长约225m，东西宽约84m。
工程桩基为预应力管桩和预制方桩，共计2174套桩。
2.3周边环境及场地工程地质条件
根据我公司十多年在基础施工上的经验，以及勘察报告的建议，预制桩的桩基影响范围一般为桩长的1.5倍。
东侧：
万芳路，地下车库离东侧万芳路最近约15.0m，在桩基施工影响范围内；
南侧：
沈庄塘，地下车库离南侧最近为33.0m,在桩基施工影响范围边缘；
西侧：
三鲁河，4#厂房离西侧最近约33.0m，在桩基施工影响范围边缘；
北侧：
园区五路，地下车库离北侧最近约为6.0m，地下管线复杂（园区五路地下管线工程还未竣工验收）在桩基施工影响范围内。
基坑周边环境情况：
基坑东侧：
基坑边线距离用地红线最近距离约3.9m，红线外为万芳路，万芳路下有供电、给水、信息、路灯、雨水、污水、天然气等6根管线，供电管线一管井距离基坑边线的最近距离2m，电信管线距离基坑边线的最近距离为10.8m，给水、路灯、污水、污水管线距离基坑边线的最近距离分别为16.3m、21.2m、27.9m、42.3m;
基坑南侧：
基坑边线用地红线的最近距离约11.1m，红线外为沈庄塘，基坑边线距离沈庄塘蓝线控制线的距离约24.9m，沈庄塘蓝线控制线与用地红线之间为规划绿化带，现为空地，场地较开阔，该侧有一根供电管线，供电管线埋深约1m，距离基坑边线的距离11.1~14.8m;
基坑西侧：
基坑西侧为本工程拟建5#~9#4层厂房，基坑边线距离拟建厂房的最近距离为7.7m;
基坑北侧：
基坑边线距离用地红线的最近距离约4.2m，红线外为街坊路，街坊路下有雨水、污水两根管线，距离基坑边线的距离分别为8.3m、12.3m。
具体场地地质条件及各土层物理力学性质指标详见该工程《岩土工程勘察报告》。
三、应力释放孔方案介绍
3.1本项目桩基工程的特点:
根据本工程所处的地理位置、土质条件、桩基形式、桩的有效长度以及周边的环境条件,本工程的桩基特点:
预应力管桩PHC-AB-500（100）有1578根,JZHB245-15，15预制方桩有596根,桩长30-43m不等,送桩深度1~7m,桩基采用静压施工,东区靠近万芳路部分压桩面积的置换率为1.5%。
根据勘察报告，各土层力学性能指标,淤泥质粉质粘土和各层粉质粘土的含水率较高,软弱土质较厚。
施工作业区周边10-30m以内,有市政道路、市政管网及围墙建筑等各类构筑物。
整个施工工期较短,要求一个月内施工完毕。
短时间内在软土地基中大量压入挤土管桩,必然会引起地基土体内超静孔隙水压力剧增,地下应力场发生变化,并产生强大的土体挤压效应,桩周土体向作业区外挤压将对周边环境产生不利影响。
主要影响:
周边市政道路和地坪开裂、上拱;周边建（构）筑物、围墙变形,严重的导致局部开裂甚至倒塌;人行道地下各类市政管线开裂、断裂,严重的导致给排水管爆管、煤气管泄漏;施工作业区地面隆起。
预制桩在沉桩过程中，相当于桩体积的土体向四周排挤，使周围的土受到严重的扰动，主要表现为产生很大的超静孔隙水压力，土体产生径向位移，与桩体积有等量的土体在沉桩过程中向桩周边发生较大的侧向位移和隆起。
在浅地表层附近的土体会向上隆起，而在地面较深层土体，由于覆盖土层在压力作用下不能向上隆起，向着水平方向挤压，出现土体位移，引起邻近建筑物开裂，道路破坏以及地下管线断裂等工程事故，严重危及到临近构筑物和地下管线的使用安全。
随着压桩段数的增多，各层地质构造土体密度也随之增高，土体与桩身表面的摩擦阻力也相应增大，也给沉桩的施工造成困难。
从挤土效应的机理可知，沉桩过程的挤土效应会产生土体浅层大、深层小；近处大、远处小，影响的范围可达1.2倍～1.5倍桩长，即为30-50米左右，显然施工时要确实做好对道路、管线及周边房屋的保护工作，并与地质状况、平面布桩率、压桩速度、施工顺序等因素有关，同时沉桩本身产生的土体挤压与超静孔隙水压力还将对已施工的桩产生水平位移与上浮，造成桩基质量事故。
所以必须引起足够的重视并预先制定有效的防范措施。
再加上本工程基坑围护采用水泥土搅拌桩重力坝，工程量大，必须控制围护坝体的挤土影响，在保证围护坝体工程质量和安全的前提下，确保周边环境和地下管线的安全；特编制本施工方案。
3.2方案的选择
根据上海市的类似工程,管桩施工挤土效应的对策:
1）改变设计桩型,采用钻孔灌注桩,避免产生土体挤压效应,从根本上避免在沉桩施工过程中对周边环境的不利影响;
2）在需保护的构筑物可设置防挤沟;
3）在需要保护的建（构）筑物一侧设置应力释放孔。
方法1）中,由于采用钻孔灌注桩替换预应力管桩后,工程的造价成本大幅度提高,施工进展缓慢,泥浆清理工作量巨大,经济成本和时间成本均不容忽视;
方法2）中,由于施工场地所限制,且防挤沟的效果有待进一步探讨。
方法3）中,技术可行,需要控制每天的施工速度,合理安排施工顺序,减少超静孔隙水压力增加的幅度。
通过方案比较,方法3）经济合理,施工方便,成为首选对策。
3.3方案的具体措施
根据已有类似工程项目的实践和各方案的技术经济对比,根据项目土层的实际和桩的设计分布情况,应力释放孔设置如下:
（1）为了缓解挤土效应的不利影响，在预制桩施工前挖设防震沟和布打应力释放孔，使土体挤压后传递的超静孔隙水压力通过导向沟内的应力释放孔得到释放，缩短地基固结时间，起到阻断超静孔隙水压力的传递作用，同时防震沟也可以减少浅层土的水平挤压作用，对周围已有建筑进行有效防护。
（2）应力释放孔桩位处，挖一条下口宽为1米，深为1.5米的防震沟。
（3）临近万芳路与园区五路的场地周边布置一圈Ф500@2000的应力释放孔，布设在围墙以内1m处,孔深比临近工程桩深1m。
应力释放孔内置透水管：
φ80PVC塑料管，上下各一节（4m长）钻φ5透水孔（透水孔间距15~20cm，120°交错分布）并用无纺布包裹。
3.4、施工流程及工艺
1、施工顺序
总体流程应根据压桩顺序先施工真大路一侧，由北向南进行，再施工古浪路一侧，由东向西进行。
2、施工工艺流程
挖防挤沟→搭设施工平台→钻机就位→钻至设计孔深（可根据回浆颗粒度和钻速判定是否达到⑦层土）→清孔→预埋透水管→填碎石或填粗砂→移至下一孔位
3、施工技术措施
（1）挖防挤沟
根据放样出的应力释放孔中心线，用挖掘机沿中心线方向开掘工作沟槽，槽宽上宽
1.5m，下宽1.0m深度1.0m。
场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽。
（2）搭设施工平台
垂直沟槽方向放置8~10根长4m左右的20#槽钢，间距80cm左右，在其上顺沟槽方向放置两根长8~12m的16#槽钢导槽，间距与钻机底架宽度一致。
在导槽上用红油漆做好标记，保证钻机准确定位。
（3）钻机就位
钻机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，发现障碍物应及时清除，移动结束后钻机应平稳、平整，钻机定位偏差应小于10cm。
用线锤对钻杆进行垂直观测以确保钻杆的垂直度，垂直度应控制1%以内。
（4）钻孔
钻孔采取清水钻进，自然造浆护壁，泥浆密度为1.3t/m3。
钻进应根据土层情况加压，开始应轻加压，慢转速，逐步转入正常。
一般土层按钻具自重钢绳加压， 钻机转速:
对合金钻头为180r/min;钢粒钻头100r/min。
在松软土层中钻进，应根据泥浆补给情况控。
所有应力释放孔在压桩完成后均用碎石回灌,插入注浆孔用0.5的水灰比水泥浆注充,以防对基坑开挖造成负而影响。
制钻进速度，在硬土层或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。
（5）清孔
钻孔结束后用清水稀释孔内泥浆，清孔时间不少于10min，清孔后的泥浆密度不大于1.2t/m3。
（6）测孔深、预埋透水管
用测绳及测锤测量孔深是否满足要求，然后将事先准备好的φ80PVC塑料管逐节插入钻好的孔中，最下节及最上节为钻有透水孔及包裹有无纺布的透水节（长度4m），中间节用管接头连接并粘接牢固。
透水管应当高出地面20㎝，防止周边土体掉落。
（7）填碎石
应力释放孔内填5~10mm碎石（瓜子片），或者填充粗砂。
以每孔的填石量为控制标准：
30m深孔为2m3。
填孔时，碎石应四周均匀填孔，确保透水管位于孔中。
当发现填石量严重偏少时，应检查原因，以确定是否重新钻孔。
（8）施工记录
施工过程中由当班机长负责填写施工记录，施工记录表中详细记录孔位编号、孔深、成孔起止时间、清孔起止时间、泥浆比重、填碎石量。
施工过程中质量员、施工员、监理工程师监督施工，施工记录报项目监理审查。
3.5、质量要求
1、施工前应检查PVC塑料管及配件、胶水的质保书及合格证；验证无纺布的透水性；碎石的粒径、含泥量应符合质量要求。
2、钻孔前应检查孔距及钻杆垂直度，确保孔位偏差不大于10cm，钻杆的垂直度不大于1%。
3、钻孔过程中及清孔结束后测量泥浆的比重是否符合要求。
4、应力释放孔成孔工艺由施工单位根据自身成功施工经验确定，确保成孔稳定、不坍塌。
4、填石量是检验是否塌孔的直接反映，当填石量严重不足表明该孔已塌孔，应重新钻孔，以保证成孔的质量。
5、成孔过程中如遇到障碍物需要调整孔位时，不得影响成孔的总数量。
5、施工结束后，应进行灌水试验，检查透水孔的透水性。
管内灌满水后水位迅速下降，说明管的透水性能良好。
3.6设备选型配备：
根据上述施工工艺、工程量、工程地质条件及场地施工条件，本工程拟进场2台钻孔桩机施工。
拟开动的主要机械及配套辅助设备和用电量详见表。
序号
设备名称
规格型号
数量
设备能力
备注
1
钻孔桩钻
GPS-10
4台
37KW*4
2
泥浆泵
3PLN
4台
22KW*4
3
排污泵
100WB
2台
7.5KW*4
3
经纬仪
J6
1台
4
水准仪
DS3
1台
5
旋挖机
1台
备用
四、监测
关于周围建筑物监测：
工程四周有地下管线及住宅建筑，在工程打桩施工中为影响近邻管线及建筑物，可能会造成打桩影响区域建筑物开裂和沉降，所以业主需委托有专业资质的监测控制单位，在压桩前对水、电、煤气、道路先测得原始数据建立监测网络图，在压桩过程中对监测点进行平面、水平 方向位移进行跟踪，把数据进行分析，超过规定数据马上报警，做好打桩施工时监测工作。
通过对施工过程中的跟踪监测，及时反馈监测信息，确保沉桩的施工不会对周围的环境造成不利的影响。
本工程施工对周边环境的影响控制指标如下：
（1） 周边建筑沉降不大于20mm，倾斜不大于0.2%。
并应满足相关主管单位的要求；
（2） 周边地下管线竖向位移不大于10mm，水平位移不大于10mm，并应满足相关主管单位的要求；周边地面隆起或沉降不大于30mm，水平位移不大于15mm，并应满足相关主管单位的要求。
五、施工进度计划及工期保证措施
5.1施工准备
机械、人员进场后3天内做好测量放样及桩机就位的设置，同时做好进场机械的安装调试工作。
并做好试成孔工作，确定工程桩施工控制标准。
5.2施工总工期
本工程钻孔桩共计197个，按一天24小时连续施工，平均施工效率按每台桩机日成桩3孔计算，完成本工程有效工期约为16天。
5.3工期保证措施
a．签订施工承包合同后，对本工程周围环境作全面、准确的了解和标记，对施工
中可能出现的问题有充分的预计，并制订出相应的预防措施和应急措施，以保
证及时开工及开工后的顺利施工。
b．认真组织设计施工图纸交底，事先解决施工图纸中出现的技术问题，通过深化
对设计图纸的了解，进一步优化施工方案，编排合理的施工工序流程。
c．发挥我公司施工技术管理的优势，采用机台平面分区域交叉施工，各工序紧密
衔接，减少停待时间，以确保工期目标的实现。
d．加强施工计划的动态管理，确保工程施工按计划实施。
每周召开一次碰头会，
及时解决劳动力、施工材料和设备问题。
部分工序如出现工期延误，及时调整。
e．编制切实可行的材料供应计划，确保材料按时进场。
场内必须备足可供3天以
上的用料，以免发生待料停工。
f．场外安排好1台套备用桩机，施工进度滞后，即可随时调用备用桩机进场施工，
确保施工进度按计划。
六、安全生产及文明施工措施
6.1安全生产措施
a．认真贯彻“安全第一，预防为主”方针，坚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理者的首要职责，抓紧抓好。
b．设备人员进场后，先进行全员三级安全教育，组织学习有关安全生产的《规定》、《条例》和《安全生产操作规程》，建立健全交
接班制和设备维护保养制度。
c．开工前对本工程施工所使用的机电设备和施工设施进行全面的安全鉴定，未经鉴定的设备和设施不准使用，发现不符合安全规定的问题，立即整改完善。
d．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，不违章作业、违章指挥和违章施工。
e．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。
f．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，配电箱必须与实际用电负荷相匹配，配电箱的结构必须规范化，并有统一的安全色标。
g．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。
h．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，发现问题及时处理。
i．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。
6.2文明施工措施
a．施工用材料按计划分批进场，在指定位置堆放。
做到生产区域内无积水、无散
杂物。
施工完成后桩孔及时回填，使场容场貌整齐、整洁、有序、文明。
b．施工现场的厕所、食堂设专人管理，做到天天清扫，保持清洁卫生，控制四害
的孳生。
c．认真执行湖州市有关泥浆排放的规定，严格防止泥浆、污水外流，污染附近的
河流。
d．出入工地污染严重的车辆进行冲洗，如发现附近路面有污染现象及时清除。
e．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措施落
实情况，经常征求有关单位对本工程文明施工的意
见，及时采取整改措施，切实做到文明施工。
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