上海环球金融中心补桩工程技术方案.docx
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上海环球金融中心补桩工程技术方案
目录
1．工程概况
1．1地理位置
1．2工程范围、内容及工程量
1．3自然条件
1．4编制依据
2．施工总平面布置
3．施工方案
3．1施工准备
3．2施工流程布置
3．3施工方法
4．施工进度计划和保证措施
5．设备机械配置及劳动力安排计划
6．项目管理组织体系
7．保证质量、安全、文明生产措施
附图：
1、施工流程图
1．工程概况
1．1地理位置
上海环球金融中心位于浦东陆家嘴贸易中心区，Z4-1街区，西邻东泰路、金茂大厦，南接银城南路，东近银城路地道，北靠世纪大道。
上海环球金融中心用地面积为30000m2，建筑占地面积14400m2，总建筑面积为377292m2，建筑总高度为492m，地下3层，地上101层。
建成后的上海环球是一幢跨世纪的、具有国际一流设施和一流管理水平的智能型、超大型的金融办公综合大厦。
基础工程桩为打入式钢管桩分别为Φ700δ18，Φ700δ15和Φ700δ11，桩顶标高分别为-15m~-17.5m，已于1998年施工完毕。
本次工程桩仅为总体设计修改后的部分补桩。
1．2工程范围、内容及工程量
1．2．1工程范围及内容
①临时便道的铺设、临水、临电的铺接，现场排水及安全警戒标志及打桩场地处理。
②Φ700δ14（SKK90）钢管桩的卸桩、堆放、驳运、焊接、施打。
③桩的放线、定位、打桩、接桩、焊缝质检和送桩。
④送桩孔的回填。
⑤H型管桩复合桩的制作、沉放。
1．2．2工程量
工程量表
序号
桩型
规格
桩数
单桩承载力
入土深度（m）
抗拔力
备注
（分段长度）
1
钢管桩
Φ700δ14
23根
3700（KN）
47
2600KN
2
钢管桩
Φ700δ14
21根
3700（KN）
47
2350KN
3
复合桩
Φ700δ14
H-414×405×18×28000
6根
3700（KN）
47
2350KN
4
总计
50根
注：
部分桩送桩深度达17.75—18.25M。
1.3自然条件
1．3．1地形地貌
上海位于东海之滨，长江三角洲冲积平原，地貌形态单一，地形平坦，施工场地内原有居民住宅已全部拆除，标高一般在3.31~4.04m之间，平均按3.7m考虑。
1．3．2地基土构成与特征
①层为填土，土质不均，结构松散，层底标高0.6~2.3m。
②层粘土夹粉质粘土，含铁锰结核，氧化铁斑纹及少量有机质层底标高为0.05~1.37m。
③层淤泥质粉质粘土，含少量薄层粉砂，层底标高为-1.96~-4.09m。
④层淤泥质粘土，夹少量薄层粉砂，层底标高为-12.69~-13.99m。
⑤层粉质粘土，含腐植物茎及有机质，层底标高为-19.05~-23.07m。
⑥层粉质粘土，暗绿色，土质致密，层底标高为-23.88~-25.37m
⑦-1层砂质粉土夹粉细砂，草黄色，中密~密实，顶部夹薄层粘性土，层底标高为-34.95~-38.82m。
⑦-2层粉细砂，密实，层底标高为-52.53~-61.80m。
1．3．3地基土物理力学特性
地基土物理力学特性
地基土物理力学特性
层序
名称
密度g/cm3
比重G
孔隙比e
内摩擦角
标准贯入击数N63.5
（击）
静力触探试验
地基土强度kpa
f0
qc（mpa）
fs（mpa）
②
粘土夹
粉质粘土
1.85
2.74
1.02
12.0
2.5
0.56
0.018
90
③
淤泥质粉质粘土
1.81
2.72
1.10
20.3
2.0
0.72
0.012
80
④
淤泥质粘土
1.73
2.74
1.38
10.0
1
0.45
0.006
70
⑤
粉质粘土
1.88
2.73
0.92
14.0
5.5
0.86
0.014
105
⑥
粉质粘土
2.00
2.73
0.68
12.7
19
2.18
0.082
220
⑦-1
砂质粉土
夹粉细砂
1.91
2.69
0.83
25.6
33
12.0
0.12
390
⑦-2
粉细砂
1.97
2.68
0.72
26.8
60
24.6
0.18
1200
1．4编制依据
1．4．1上海环球金融中心桩基基础工程议标文件
1．4．1．1英文技术文件
1．4．1．2前期的施工资料
1．4．2上海环球金融中心施工图（复印件）
A、NEWPILEPLAN（SC-100）
B、NEWPILEPLAN（A）（SC-100A）
C、NEWPILEPLAN（B）（SC-100B）
D、NEWPILEPLAN（C）（SC-100C）
E、NEWPILEPLAN（D）（SC-100D）
F、NEWPILETYPICACDETAILS（S—501.1）
1．4．3上海环球金融中心岩土工程勘察报告]
1．4．4现场踏勘
1．4．5相关规范、规程、标准
A、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
B、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
C、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
D、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）
E、《地基与基础工程施工及验收规范》（GB50202-2002）
2．施工场地
施工现场总平面布置见附图“施工现场总平面布置图”。
2．1施工场地
施工现场场地平坦，除前期施工的主楼桩基区地势较低，形成积水外，其余情况较好，本次施工区无需作回填处理。
2．2施工道路
场内已建成一条贯通南北的砼道路，由于本次施打桩分布在建筑物的四周边缘，为满足施工机械及钢管桩的进出场运输需要，在场区南侧及北侧各铺设一条施工道路与现有砼道路连接，临时便道路基采用道碴，厚20cm，路幅宽为4.5m，总长约200m。
2．3临时设施
由于桩基工程施工周期短，为便于进出场，本工程临时设施用3只集装箱作现场办公室、工具间、小型材料库等用，临时设施设置在施工现场的东南区，施工人员宿舍不设在场区内，以租用附近民房解决。
2．4施工用电、照明
场区内业主已提供630KVA的变电箱，可满足本次桩基施工用电需要，施工进场后，从业主提供的变电箱接出电源，装表计量。
根据施工总平面布置要求，架设电缆，沿打桩区四周布置3只临时配电箱，以供电焊接桩之需。
2．5施工用水
打桩工程的施工用水以生活用水为主，用量较少，从业主提供的水源处装表接水管至临时设施集装箱处。
2．6施工现场排水
由于本次沉桩区域位于场区边缘，故拟利用防震沟作排水沟，将场内雨水经沉淀池沉淀后排入城市排水系统，防震沟的点端设置4点集水井，集水井中设置水泵。
3．7其它
送桩管：
根据送桩深度不同要制造相应长度的送桩管，17.75M长送桩4根，17.25长送桩17根，复合桩送桩管1根，施工期间将根据具体情况作增减，在使用前要用超声波探伤，对有细微裂缝的要进行修补，确保送桩安全。
走道板：
桩机打桩时，其履带板下应铺20MM钢板走道板，以减轻对地比压。
3．施工方案
3．1施工准备
3．1．1场地平整、水电布设
施工前根据总平面布置要求，开挖防震沟、集水井，布设水管、电缆、电箱及照明灯具。
3．1．2测量
由业主方移交三个坐标控制点和水准点，移交方式是现场验证和书面资料。
对业主提供的测量基准点及水准点进行复核，无误后根据施工图桩位布置情况，结合施工现场的实际情况设置合理的测量控制网（控制网应设置在离打桩外围30m以外的区域），完毕后提交上级主管部门进行校核复验，无误后再提请现场监理工程师验收确认后，方可用于样桩的放设和验收。
为便于施工控制，应根据业主提供并经现场测量工程师校核后的水准点，在场区内引测3-4个施工水准点，用于桩顶标高的控制。
在沉桩施工期间，控制网点及水准点应定期复核和修正（一般为10天一次），以消除沉桩震动及挤土的影响。
3．1．3卸桩、堆放及验收
钢管桩由业主指定分包商负责制作及运输至施工现场，现场项目部负责卸桩及堆放，进入施工现场的桩应附有出厂合格证，现场项目部专职质量员，会同现场监理工程师对桩身外观质量进行检查，符合规范要求的方可用于施工，并记录钢管桩材料编号，外观质量偏差须符合下表。
钢管桩外观允许偏差表
序号
项目
允许偏差（mm）
1
外径
桩端部
±0.5%外径
桩身
±1%外径
2
长度
＞0
3
矢高
＜1%
4
端部平整度
≤2
5
端部平面与桩身中心线的倾斜度
≤2
6
H型钢允许偏差
≤1.5
3．2施工总体流程布置
本工程桩位分布较散，均分布在场区边缘，考虑到南侧桩数较多，故沉桩流程为先南侧起由西向东顺序进行。
打桩施工顺序安排要充分考虑到机械设备流水作业和技术要求，打桩挤土影响，对周围环境保护原则“先长后短”、“先深后浅”。
施工总体流程布置见附图“施工流程图”。
3．3施工方法
3．3．1沉桩工艺流程
业主测量基准点交验
测量控制点布置
验收
设备进场
监理验收
放样桩
桩基就位
经纬仪控制桩位垂直度
沉下节桩
电焊接桩
焊缝检验监理验收合格后
下根桩施工
沉第二节桩
电焊接桩
沉第三节桩
继续施工
发现异常情况
停锤
设计及业主
排除
电焊接桩
沉第四节桩
桩顶复核、经监理验收后送桩
控制标高
停锤
移机
3．3．2样桩放设
本工程样桩放设拟采用极坐标法进行，样桩放设前应认真做好内业工作，根据施工图计算好各桩位的坐标数据，桩位坐标数据须经校核无误后，才可用于外场放设样桩，样桩放设完毕后，提请监理工程师验收，符合规范要求后方可进行沉桩作业。
样桩最终精度控制在±1cm以内。
为便于标高的复核，（桩和送桩杆上必须标注1M分格线）。
桩身上标注0.5M的分格线，送桩杆下部为0.5M分格线，上部3M为0.1M分格线。
3．3．3沉桩
根据沉桩流程安排要求，由吊车将桩驳至桩位附近，桩机就位，套上桩帽后起锤，吊车将桩吊起，调节桩架位置，使桩尖对准样桩，用两台经纬仪十字交汇来校核桩位并控制垂直度，待桩身稳定后，放下锤芯，使桩下沉，直至桩身稳定后，开油门锤击，沉桩过程中，起重指挥必须听从测量人员关于桩身垂直度的调整指挥，为确保桩位精度，在施工过程中要严格控制好下节桩的垂直度，确保桩身垂直度偏差不超过0.5%。
由于单桩承载力要达到3700KN，入土深度47m，进入7-2层，根据地质资料估算，并结合前期工程桩施工经验，原裙房桩用D100送桩整桩锤击总数一般不超过1800次锤，最后贯入度每击都在0.8CM~1.0CM左右，现选用DEMAG80锤，估计锤击总数将控制在2500气垂，最后贯入度每十垂1.5cm左右。
3．3．4垂直接桩
本次沉桩工程电焊接桩均为垂直接桩，当下节桩打到桩顶距地面约80cm时停锤，将内衬圈装在下节桩上，吊起开好坡口的上节桩，坡口朝下对准下节桩，当安装精度达到要求后，由两名电焊工对称施焊，当电焊焊接牢固后，吊桩的大钩才能松焊。
3．3．5现场焊接
钢管桩的焊接，现场须有掌握焊接工程及质量管理经验的技术人员。
焊接方法原则上垂直接桩采用手工电弧焊，焊接材料用J507的电焊条相当于JIS23212中D5016条规定（J507焊条在使用前必须用烘箱烘干，在使用前放入保温筒）。
在采用手工焊时，焊接前应在现场进行确认，事前制作确认试验要领书，并征得设计监理公司的同意。
采用我公司有资格的焊接工，各种焊接方法按业主提出的有关规定进行合格试验。
一般采用对称焊接，以减少和抵消因焊接带来的局部变形。
桩的接头部位因运输等产生变形、破损时，其处理听从设计监理的指示。
内衬圈应保持在下桩的定位之上，与管内壁装配紧密。
若与管内壁装配不紧密的话，应在现场切割内衬圈开口部或使开口增宽使其紧密。
作业环境在以下场合时不进行焊接作业。
A.气温在0℃以下时，但在焊接部位开始100mm范围内的需焊接材料进行36℃以上的预热进行焊接时，不受限制；
B.受下雨、下雪的影响；
C.进行手工焊接，风速在10m/sec以上时，但在有采用适当方法进行防风措施时，不受限制。
（如制作轻便防风棚。
）
现场焊接部的外观检查（表面欠缺及精度检查）如下所示：
检查项目
判断标准
修补方法
裂缝
不可
消除后修补焊接
咬边
0.5mm以下
修补焊接
焊瘤
直角90度以上
用砂轮除去
焊缝表面不整
焊缝长25mm时，高低差2.5mm以下
焊缝长150mm，焊缝宽差5mm以下
用砂轮除去
表面气泡
30cm宽周围2个以下
消除后修补焊接
余高
0~4mm
消除或修补焊接
错位
3mm
敲打修正
弧坑飞溅
0.5mm以下
修补焊接或用砂轮除去
3．3．6焊接质量要求及常见焊接缺陷的预防
按照焊接技术规范及本工程图示技术要求对本工程中的焊接质量和焊接缺陷预防办法作如下规定：
（1）焊接质量要求：
A.焊缝表面不得有气孔、夹渣、焊瘤、弧坑、未焊透、裂纹、严重飞溅物等缺陷存在。
B.对接平焊缝不得有咬边情况存在，其他位置的焊缝咬边深度不得超过0.5mm，长度不得超过焊缝全长的10%。
C.各角焊缝焊角尺寸不应低于图纸规定的要求，不允许存在明显的焊缝脱节和漏焊情况。
D．焊缝的高度（焊缝增强量）应控制在0.5～3mm之间，焊缝（指同一条）的宽窄差不得大于4mm，焊缝表面覆盖量宽度应控制在大于坡口宽度4～7mm范围内。
E.上下节桩焊接时用经纬仪测量校正垂直度，接口的间隙用2mm临时钢定位片控制在2-3mm之内。
其垂直度要控制在H≤10m10mm，H＞10m25mm；多节垂直度要控制在35mm。
F.下节桩经锤击后的变形部分应割除，并按设计要求用手提砂轮机砂平切口和焊接用坡口面。
G.两焊工对称进行施焊。
H.焊接用多层焊，钢管桩各层焊缝接头错开，每层焊后均清除焊渣，进行外观自检、补救施焊缺陷。
I.每个接头焊接完毕，自然冷却后方可锤击。
J.焊接时电流强度与所使用的焊机和焊条匹配。
所使用的电焊条要烘干并保持保温状态，在现场必须有保温筒。
K.焊缝间接头超前引弧不在桩材表面引弧，注意焊接始末的焊口处理，焊缝厚度满足规范要求。
L.从事接桩焊接的焊工持有上岗证，上岗前进行试件试焊工艺考试，经考试合格后上岗作业（时间、内容、焊接要领书详见附件）。
M.钢结构焊接工程中所用的焊条必须有出厂质量合格证。
N.焊缝坡口面及周边20mm范围内的油漆、锈、氧化渣及污垢必须清除干净，坡口面必须用磨光机磨光，油渣和水用氧乙炔进行，烘干，现用钢丝刷清除。
O.组装后的坡口夹角应控制在图纸要求的技术范围内，坡口间隙：
1.5～3.0mm，焊缝接口的错边量应控制在（t/10且不大于2mm）技术范围内。
P.主要受力构件的焊缝，焊接前须加设引弧板和灭弧板，不允许在工件上任意引弧。
Q.焊条如发现内部有锈迹须经试验合格后才能使用，焊条受潮严重药皮脱落者，应予报废。
焊条必须存放于通风良好、干燥的仓库内，必须离地0.3米以上，仓库内保持一定温度和湿度，温度10~25℃湿度小于65%。
（2）焊接缺陷防止方法：
A、夹渣防止方法：
加工的坡口形状尺寸应符合规定的要求，组装间隙，坡口钝边不宜过小，单面焊后，背面应采用电刨清根或电砂轮清根，清除焊缝根部的未焊透和夹渣等缺陷。
B、气孔防止方法：
严格清除坡口的表面及周边的油漆，氧化物等杂质，焊条应按其品种的烘干温度规定要求认真烘干，风雨天无保证设施不得施工焊接。
C、咬边防止方法：
焊接电流不宜太大，运条手法和停顿时间应控制掌握好。
D、弧坑防止方法：
主要焊缝要加设引弧板和灭弧板，焊缝接头处和边缘处应缓慢熄弧，慢慢拉开焊条，对弧坑处须采用断弧焊，必须填满弧坑，同时掌握好各焊缝转角处不允许有明显的弧坑。
（3）焊缝质量检验
为了控制成品焊缝的质量，保持焊接作业的可追溯性，确保符合规范要求的焊接产品交付总承包商。
要求对所有焊缝接口质量按下述规定进行检查。
A．钢结构结构工程焊接完毕后，须认真执行质量“三检制”的制度，不合格的焊缝不得流入下工序。
B．焊工焊接结束后，应自觉进行清渣，自检焊缝的表面质量，清除飞溅物。
C．工地施工员和质量员应及时做好焊缝质量检查表的填写工作，做到质量记录齐全，以便追溯。
D．焊缝内部质量应根据图纸和技术规定及用户提出的要求，结合工程归属的行业部门的标准，按其要求进行无损探伤检查其焊缝内部质量（超声波探伤不应低于JB1152标准中的二级。
（4）产品进入现场必须有施工员、质量员对产品进行检查。
A．H型Φ700钢管桩进入现场要有产品合格证，焊缝探伤报告，材质、质保书等。
B．焊缝外观检查①咬边②满溢③焊瘤④内凹⑤未焊透⑥夹渣⑦气孔⑧冷热裂纹⑨弧坑⑩严重飞溅物等
C．型Φ700钢管桩检查长度、直径、宽度等符合图纸要求。
D．进入现场产品、规格、型号分开堆土方并要整齐，下面要用道木并不让水中。
E．在内场搬运期间要对产品保护，其不让它碰撞，损坏其产品。
特别是带有坡口的这一面，到了现场后及时检查分清责任，如有破损及时报。
（5）如果上下钢管桩错位，先检查上下两节顶端有无问题：
①检查上下两节顶端有无损坏②上下两节桩其垂直度有无问题。
上下节桩错位发现有超过规定的，一、不允许出厂；二、到了现场也应退货。
3．3．7打桩精度
打桩的验收执行《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《地基与基础工程施工及验收规范》（GB50202-2002）和《建筑工程质量检验评定标准》（GBJ301-88）。
打桩施工执行建设部标准（JGJ94-94）桩中心的偏位，桩顶偏位7.5cm为施工目标控制值，当超出时与设计联系，以设计判断为准，且桩的倾斜度在1/200以内，打下节桩时，中途测定桩的倾斜，进行补正，使其垂直。
接桩前应检查一下下节桩的上端是否变形，如发现有变形，应采用适当的方法进行修复，如变形不严重，用气锤敲击所之符合上下节桩对接错位符合规范要求；如变形严重，则应将变形部分割除，同时将锤上飞散出来的油及对焊接质量有害的附着物铲除和清扫，如油污用清洁剂清洗，铁锤用钢丝刷除锈，然后安装内衬圈，使之与下节桩桩内壁紧密接触通过下节桩的挡板保持其位置，在上节桩就位前，对上节桩接头开口部分进行检查，泥土，杂物应清除干净，然后吊车实施就位，进行焊接，焊缝自然冷却后，进行外观质检，并按要求进行超声波控伤，对不符合的焊缝及时进行修补。
3．3．8标高控制
当第四节桩电焊接桩完毕，并经质检符合设计、规范要求后，开锤施打，至桩顶离地面约60CM左右时停锤，套上桩杆进行送桩，锤击送过程中，由水平仪严格控制沉桩标高，将桩顶标高偏差控制在+100mm~-50mm内，按标高控制。
沉桩过程中应认真记录沉桩情况，如发现异常情况及时与业主、监理、设计联系，及时采取合理、有效的方法进行处理，确保工程正常进行。
3．3．9桩孔回填
当桩顶沉至设计标高或符合设计要求的停锤标准后停锤。
桩架移动至下根桩位处，由吊车拔出送桩杆，然后用黄砂将桩孔填满。
3．4环保措施
由于本次沉桩区位于基地边缘，离周围地下管线较近，东侧银城东路下有上水管，煤气管、电缆及地下隧道经过，南侧东宁路下煤气管，西侧东泰路下煤气管线等距沉桩区较近，北侧世纪大道下有上水管及通向人民广场22万伏高压电缆线，由于打桩过程中超孔隙水压力上升，土体会产生一定的位移，同时打桩过程中土体振动速度增大，也将对周围环境产生不利影响，根据以上情况，拟采用以下几项措施，以减少对环境及地下管线产生的不良影响。
3．4．1为阻隔由于沉桩引起的表层土中的振动波，在场区的北侧、东侧、南侧距现有围墙1m左右开挖防震沟，沟深2m，顶宽3m，底宽2.5m左右，防震沟端部设集水井，积水经沉淀符合排水要求后，排至场外。
3．4．2合理安排沉桩流向，使挤土方向背离被保护的地下管线。
3．4．3信息法施工，打桩前摸清周边管线的详细情况后，委托专业监测单位对各管线按常规设点监测，监测内容主要为以下几项：
1、地下管线的水平、垂直位移；
2、地下水位、孔隙水压力；
3、土体水平与垂直位移等。
打桩中依据监测数据随时调整打桩流程速率，必要时采取间隔跳打及控制沉桩速率，使土体内超孔隙水压力及应力有消散的时间。
3．4．4环境监测的要求：
布点、监测结果要及时反馈给监理。
4、施工进度计划和保证措施
本工程计划工期为38天，进度安排详见施工进度计划表。
施工进度计划表
序号
项目名称
工程量
进度线（天）
3/4
3/8
3/12
3/16
3/20
3/24
3/28
3/32
3/36
3/40
1
施工准备
1项
2
试桩
5根
3
工程桩
39根
10根
10根
10根
9根
4
立柱桩
6根
6根
为确保工程如期完工，拟采取以下几项措施：
1．合理安排施工流程，增加工作效率。
2．加强计划管理，准确地编制周、日施工计划及相应的供桩计划和使用计划。
3．开好每日碰头会，及时解决打桩、运桩、堆桩等各种矛盾，优化施工方案，采取加快施工进度的有效措施。
4．项目经理负责组织施工协调与建设单位、设计单位、监理单位、制桩分包单位之间的各种问题，开好周协调会。
5．机械设备配置及劳动力安排计划
见：
主要施工机械装备表
见：
劳动力安排计划表
主要施工机械装备表
序号
名称
规格
数量
产地
额定功率
生产能力
备注
1
履带吊机
65TLS120-PH-5
1台
日本
133
良好
2
大型挖机
PC220-31m3
1台
日本
111
良好
3
打桩机
DH-508
1台
日本
115
良好
4
柴油锤
D-80
1台
德国
良好
5
震动锤
FNV-1800C
1台
日本
240
良好
6
电焊机
30KW
4台
中国
良好
7
全站仪
素佳
1台
日本
良好
8
经纬仪
J2
2台
中国
良好
9
水准仪
S3
1台
中国
良好
10
电热烘箱
2#
1台
中国
良好
劳动力安排计划表
序号
岗位名称
数量
持证状况
备注
1
桩架司机
1
有证
2
吊车司机
1
有证
3
起重工
2
有证
4
电焊工
4
有证
5
测量工
3
工程师1名
6
电工
1
有证
7
杂工
10
8
合计
22
6．项目管理组织体系
升级会员 