提高塔吊基础软弱地基承载力河南矿业建设（集团）有限责任公司保障房QC小组QC小组成果目 录一、工程概况 六、制定对策二、小组概况 七、对策实施三、选题理由 八、效果检查四、确定目标 九、巩固措施五、方案比较 十、总结及下一步打算 一、工程概况工程名称工程名称开封市禹王台区火车站棚户区改造安置房开封市禹王台区火车站棚户区改造安置房A1A2A1A2、B1B2B1B2地块地块工程地址工程地址开封市禹王台区魏都路与五一路交叉口东南角开封市禹王台区魏都路与五一路交叉口东南角建设单位建设单位开封宋都安居建设开发有限公司开封宋都安居建设开发有限公司设计单位设计单位河南五方合创建筑设计有限公司河南五方合创建筑设计有限公司监理单位监理单位河南建达工程建设监理公司河南建达工程建设监理公司承建单位承建单位河南矿业建设（集团）有限责任公司河南矿业建设（集团）有限责任公司建筑面积建筑面积2020万万m m2 2造价造价2 2. .4 4亿亿元元结构形式结构形式本项目共本项目共1919栋楼，其中有栋楼，其中有4 4栋多层砖混住宅楼，栋多层砖混住宅楼，4 4栋栋1111层框架剪力墙结构住宅层框架剪力墙结构住宅楼，楼，1111栋栋1717层框架剪力墙结构住宅楼。层框架剪力墙结构住宅楼。制表人：陈昭霖制表人：陈昭霖 日期：日期：2014.2.10 2014.2.10 根据河南省有色工程勘察有限公司开封市禹王台区火车站棚户区改造安置房项目岩土工程勘察报告，本工程土质以粉质砂土为主，各土层地基承载力各有不同，以6#北侧附近为例，地勘点平面布置位置图如下附图：工程地质剖面图如下附图：地质条件分析：整个项目所在场区地质条件和土层分布基本均匀。场区地下水位较高，约在绝对高程69.50m处。结合岩土工程勘察报告中的上述勘查附图，并经现场试挖，各土层分布、承载力及土层所在高程详见下表。 各层土质特点承载力(KPa)土层所在高程 杂填土：主要以褐黄色粉土和粉砂为主。均匀性差，夹有建筑垃圾。层厚平均1.46m。 67.5M以上 含砂粉土：褐黄色，稍湿稍密，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，砂感强，局部夹薄层粉砂，含云母碎片。层厚0.50-4.00m，平均2.12m。14068.5M67.5M 粉土：褐黄色，湿，稍密-中密，摇振反应中等，干强度低，韧性低，含云母碎片。偶见铁锈斑，层厚0.20-2.20m，平均1.17m。10067.5M70.0M 含砂粉土：褐黄色，湿，稍密-中密，摇振反应中等，干强度低，韧性低，具有锈黄色铁质斑点，局部发育为粉砂。层厚0.70-3.00m，平均1.69m。15065.569.0M 粉土：褐黄色，湿，稍密，摇振反应中等，干强度低，韧性低，具灰色斑，锈黄色铁质斑。局部夹薄层粉质黏土。层厚2.50-5.20m，平均3.49m。8061.5M66.5M 粉质黏土：黄褐色，可塑，稍有光泽，无振摇反应，干强度中等，韧性中等，具白色钙质斑纹及黑色铁锰质斑点。层厚0.60-3.00m，平均1.47m。14060.5M63.0M 粉质黏土：黄褐色，软塑-可塑，稍有光泽，无振摇反应，干强度中等，韧性中等，具白色钙质斑纹及黑色铁锰质斑点。层厚1.60-5.70m，平均2.92m。13558.2M61.5M 粉土：褐黄-褐灰色，湿，中密，摇摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低，具灰色斑，锈黄色铁质斑，局部夹薄层粉砂。该层局部缺失。层厚0.50-2.50m,平均1.34m。15056.2M58.5M各层土质条件如下表（以6#北侧附近为例，整个场区基本相同）地质条件补充：经挖掘机现场多处试挖，在绝对高程约68.0m69.0m之间（位于塔吊基底以下）存在一层地勘报告未显示的平均厚度0.3m0.5m的淤泥土层，承载力极低。本工程地质条件较差，常年地下水位在绝对标高70.00m以下，以6#楼为例, 6#楼相对标高0.00相当于绝对高程73.00m，基底绝对高程为65.90m（相对标高为-7.10m），常年地下水位在相对标高-3.0m左右。基底标高以上各土层较薄，承载力低，且在标高-4.70m下有一层0.5m1.0m厚的淤泥土层，为确保塔吊基础稳定，塔吊基底设在绝对高程65.90m处（与主楼基底标高一致）。基底持力层为第5层粉土，承载力为80kpa。二、小组概况小组名称小组名称保障房保障房QCQC小组小组小组人数小组人数1010人人 成立时间成立时间20142014年年2 2月月1010日日注册号注册号YKJQC-201411YKJQC-201411课题名称课题名称提高塔吊基础软弱地基承载力提高塔吊基础软弱地基承载力课题类型课题类型攻关型攻关型课题注册号课题注册号YKJQCKT-201411YKJQCKT-201411活动时间活动时间20142014年年2 2月月-2014-2014年年5 5月月活动频次活动频次平均平均每每6 6天一次天一次活动出勤率活动出勤率100100累计活动频次累计活动频次2020次次姓名姓名组内分工组内分工性别性别年龄年龄学历学历职称职称岗位岗位QCQC培训（培训（h h）贾六亿贾六亿组长组长男男5252本科本科高级工程师高级工程师项目经理项目经理 7272张小亮张小亮副组长副组长男男4242本科本科高级工程师高级工程师项目副经理项目副经理 7272刘安朗刘安朗副组长副组长男男3939本科本科工程师工程师项目副经理项目副经理7272岳菊红岳菊红副组长副组长女女4141本科本科高级工程师高级工程师技术负责人技术负责人7272靳振宇靳振宇组员组员男男3737大专大专工程师工程师技术负责人技术负责人5656张俊民张俊民组员组员男男3838大专大专工程师工程师项目总工项目总工 5656张朝峰张朝峰组员组员男男2929本科本科助助 工工技术员技术员 5656陈昭霖陈昭霖组员组员男男2828本科本科助助 工工技术员技术员 5656朱钦朱钦组员组员男男2727本科本科助助 工工施工员施工员 5656苏涛苏涛组员组员男男2626本科本科技术员技术员施工员施工员 5656制表：陈昭霖制表：陈昭霖 时间：时间：20142014年年2 2月月1010日日小组活动照片小组活动照片三、选题理由塔吊是高层建筑施工时的必备设备,塔吊能否顺利安装，对工期进度影响很大，同时塔吊的安全也与施工安全息息相关,所以塔吊安装前准备工作的重要性可想而知。本工程使用的塔吊型号为QTZ5010，设计要求塔吊基底持力层的承载力为200kpa，而实际基底持力层的承载力为80kpa，与要求相差甚远，并且塔吊基础持力层在地下水位以下。鉴于塔吊对于施工安全与进度的重要性，公司要求我项目部必须采取可靠地基处理措施，提高塔吊基础软弱地基承载力，确保塔吊及时安装并安全使用。四、确定目标提高塔吊基础软弱地基承载力，确保塔吊及时安装，并安全使用。 五、方案比较针对软弱地基条件下塔吊基础的地基处理，我们对如何攻克此难题进行了讨论，共总结出5种地基处理方案，并一一进行了可行性分析。静压预应力桩加大塔吊基础面积钢筋混凝土灌注桩如何提高塔吊地基承载力？CFG桩换填法塔吊地基处理方案1：换填法从地质勘查报告中看出，软弱土层深度较大，采用换填法换填深度大，并且需要大量降排水，不但工程量大，不经济，另外施工工期较长，对塔吊的及时安装不利。塔吊地基处理方案2：加大塔吊基础面积除面临第一个方案的问题外，通过地基勘查报告看出，现场地基承载力过低，基础增大面积较大，工程量增大较多，不利于现场平面布置。如果加大塔吊基础面积，必须将塔吊基础向外移动、加大塔吊附臂长度，塔吊附臂加长后要重新计算，除增加费用外，安全性也会受到影响。塔吊地基处理方案3：静压预应力桩小组成员经过现场查看，发现现场由于部分土方已开挖，现场道路不便，再加上现场开挖部分出现淤泥，地基承载力较低，静压桩机本身重量比较大，静压设备以及预应力桩运入现场难度很大；另外打桩数量较少，静压设备利用率低，不经济。塔吊地基处理方案4：钢筋混凝土灌注桩如果采用钢筋混凝土灌注桩，通过初步分析计算,需要4根18m长400的桩，混凝土标号为C30，钢筋为10 16，螺旋箍8200，经承载力计算，满足承载力要求，计算过程如下：桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.4=1.257m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.42/4=0.126m2 Ra=uqsiali+qpaAp =1.257(2.816+1.51.5+2.522+2.524+1.420+1.428+0.723+0.830+1.225+1.432)+00.126=432.472kN Qk=305.825kNRa=432.472kN Qkmax=518.45kN1.2Ra=1.2432.472=518.966kN 满足要求！桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=103.142162/4=2011mm2 A、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=661.162kN cfcAp+0.9fyAs=(0.7140.126106 + 0.9(3602010.619)10-3=1981.717kN Q=661.162kNcfcAp+0.9fyAs=1981.717kN 满足要求！ B、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=93.2kN0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！桩身构造配筋计算 As/Ap100%=(2010.619/(0.126106)100%=1.6%0.65% 满足要求！裂缝控制计算 Qkmin=93.2kN0不需要进行裂缝控制计算！灌注桩配筋图如下所示：经计算本方案可行，该方案需在现场设置泥浆池，不环保，另外由于桩数较少，施工机械利用率低，不经济。桩配筋图塔吊地基处理方案5：CFG桩地基处理初步考虑每个塔吊基础下需要增设16根直径400mm长度14m的CFG桩，桩间距为1.4m。塔吊基础地基CFG桩复合地基处理如下附图：可行性分析：可行性分析：CFG桩复合地基的承载力详细验算如下：桩复合地基的承载力详细验算如下：采用采用QTZ5010塔吊，基础塔吊，基础5m5m，选用，选用D=0.4mCFG桩处理地基，桩处理地基，桩间距为桩间距为1.4m，按塔吊基础要求，按塔吊基础要求fspk200KPa。根据根据JGJ79-2012第第7.15条规定：条规定：de=1.131.4=1.582m=d2/de2=0.42/1.5822=0.064114，取，取fsk=80kpa，=0.9、=0.9，假设单桩竖向承载力特征值按假设单桩竖向承载力特征值按330KN计算，即计算，即Ra=330KN.fspk=mRa/Ap+(1-m)fsk=0.90.064114330/（/40.42）+0.9（1-0.064114）80=218.9kpa200kpa则要求单据竖向承载力大于则要求单据竖向承载力大于330kN。以以6#楼塔吊基础下楼塔吊基础下CFG桩为例，由地勘报告可知桩为例，由地勘报告可知CFG桩设计参数，桩设计参数，如图：如图：6#楼塔吊设于北侧中间位置，对照岩土工程勘察报告中的勘探点平面布置图和工程地质剖面图（如下附图）：CFG桩基进入各土层的厚度、计算参数列表和计算如下 桩进入土层厚度 桩侧摩擦特征值（kpa） 5粉土 3.4 16 6粉质黏土 1.0 20 7粉质黏土 3.6 22 8粉土 1.3 24 9粉土 1.2 20 10粉砂 2.1 28 11粉土 0.8 23Ra=Up qsi+apqpAp =/40.42(3.416+120+3.622+1.324+1.220+2.128+0.823)+0 =359.42kN330kN 有效L=3.4+1.0+3.6+1.3+1.2+2.1+0.8=13.4m 有效长度取L=14m所以按照选用D=0.4mCFG桩，桩间距为1.4m，每个塔吊基础布置16根CFG桩，能够满足设计承载力要求。上述CFG桩处理的复合地基能满足塔吊地基承载力，且CFG桩复合地基足以消除地下水位的不良影响，所以该方案可靠。此外地基勘查报告中也给出CFG桩设计参数，并且CFG桩复合地基施工技术成熟，主体结构地基处理设计采用CFG桩，能够利用主体结构地基处理现有的CFG桩施工设备。从以下方面对以上待选方案逐一评价，综合得分最高者为选定方案：序号序号 评估内容评估内容结果表示结果表示5 53 31 11 1可实施性可实施性本小组或部门能本小组或部门能自行实施自行实施会借助其他部会借助其他部门协作门协作难度大，需外难度大，需外单位合作单位合作2 2经济性经济性费用低费用低需要一定的费需要一定的费用用费用很高，要费用很高，要特别申请特别申请3 3可靠性可靠性彻底改造彻底改造较彻底改造较彻底改造临时措施，以临时措施，以后还会在发生后还会在发生4 4有效性有效性预计很有效预计很有效会有一定效果会有一定效果把握不大，要把握不大，要试着看试着看5 5现场条件现场条件能够满足施工能够满足施工条条件件可以施工，但可以施工，但有有一定一定施工难施工难度度施工难度很大施工难度很大制表人：岳菊红 日期：2014.2.15处理方案处理方案可实施性可实施性经济性经济性有效性有效性可靠性可靠性现场条件现场条件综合评价综合评价换填法换填法3 31 12 21 14 41111加大基础面加大基础面积积2 22 24 41 13 31212静压静压预应力桩预应力桩4 44 43 33 31 11515钢筋混凝土钢筋混凝土灌注桩灌注桩3 32 24 45 54 41818CFGCFG桩桩5 55 55 54 44 42323经过小组成员评价比较，经过小组成员评价比较，CFGCFG桩综合评价总分最高，决桩综合评价总分最高，决定采用定采用CFGCFG桩处理塔吊基础。桩处理塔吊基础。制表人：岳菊红 日期：2014.2.15本方案按监理的要求需要由有资质的设计单位进行确认，右图为经过有资质的设计单位复核确认的文件。六、制定对策序号序号对策对策目标目标措施措施地点地点责任人责任人完成时间完成时间1 1确定场区各楼号塔吊平确定场区各楼号塔吊平面布置，并定出位置坐面布置，并定出位置坐标值标值确保塔吊无确保塔吊无碰撞可安全碰撞可安全作业作业结合规划图结合规划图用用CADCAD图模拟图模拟布置布置现场现场办公室办公室陈昭霖陈昭霖2014.2.212014.2.212 2各楼号塔吊基础现场测各楼号塔吊基础现场测量定位量定位确保定位准确保定位准确确使用全站仪使用全站仪重复校合重复校合现场现场苏涛、朱钦苏涛、朱钦2014.2.222014.2.223 3对对CFGCFG桩施工单位进行交桩施工单位进行交底及制定技术标准底及制定技术标准确保施工质确保施工质量量做详细的、做详细的、有针对性的有针对性的交底交底现场现场靳振宇靳振宇2014.2.212014.2.214 4桩基施工质量控制桩基施工质量控制确保桩基位确保桩基位置准确及成置准确及成型质量合格型质量合格现场指导、现场指导、协调协调现场现场张朝峰张朝峰2014.3.172014.3.175 5委托专业单位测桩委托专业单位测桩确保数据准确保数据准确确考察专业单考察专业单位是否有相位是否有相应资质及检应资质及检测仪器是否测仪器是否准确准确现场现场办公室办公室靳振宇靳振宇2014.3.232014.3.236 6复合地基及塔吊基础施复合地基及塔吊基础施工工确保基础位确保基础位置准确、质置准确、质量合格量合格过程控制、过程控制、分项验收分项验收现场现场张小亮张小亮2014.3.312014.3.31制表人：陈昭霖 日期： 2014.2.16七、对策实施对策实施一：确定场区各楼号塔吊平面布置，并定出位置坐标值，见塔吊位置总平面布置图：对策实施二：各楼号塔吊基础现场测量定位完成，经监理验收符合要求。对策实施三：对CFG桩施工单位制定技术标准并进行详细的技术交底，确保交底到操作人员。对策实施四：加强桩基施工质量的控制、混凝土取样试验、现场旁站等；CFG桩基施工后情况详见下图。对策实施五：委托专业单位检测。进行了CFG桩低应变检测，检测合格，随机抽取检测结果见下附图：经检验单桩承载力，检测结果符合方案设计要求，随机抽取检测结果见下面附图：对策实施六：复合地基及塔吊基础施工施工期间，专人负责降水，确保在基底无明水的条件下进行复合地基及塔吊基础施工，主要控制好褥垫层的厚度不小于200mm,压实系数不小于 0.94，形成可靠的复合地基。复合地基完成后，进行承载力检测，合格后及时进行塔吊基础混凝土垫层施工。混凝土垫层施工后情况详见下图。塔吊基础的采用商品混凝土施工，严格执行“三检”制度和隐蔽验收制度，并留置试块。塔吊基础浇筑完成后如下图：八、效果检查 塔吊地基采用 CFG桩复合地基能满足塔吊对地基承载力的要求，克服了软弱不良地质条件的影响。同时在高地下水位情况下，CFG桩复合地基使基底土层有了足够的抗剪切能力，从而确保了塔吊地基的稳定性。小组成员在塔吊使用过程中按时对塔吊的垂直度、沉降量进行检测，以6#楼为例，记录表如下所示：本项目装饰装修已结束，塔吊进入拆除阶段，至此垂直度偏差、沉降量均在规范允许范围内，观测结果汇总表如下：效益分析：1、安全效益：本项目通过对软弱地基底处理，解决了塔吊地基的承载力不足的问题，确保塔吊能够顺利安装、安全运行，消除了本项目一个最大的危险源，在施工过程中，技术人员定期对塔吊垂直度、沉降量进行观测，偏差均满足规范要求。2、进度效益：塔吊软弱地基的妥善处理，保证了塔吊的及时安装；在施工过程中，按时对塔吊垂直度、沉降量进行检测，偏差均在规范范围内，保证了塔吊的正常使用，从而保证了施工的正常进行。九、巩固措施1、开挖过程中控制好塔吊基坑周边放坡坡度，确保稳定，避免周边塌方对塔吊基础造成影响。2、进一步改善、控制施工工艺，做好雨季塔吊基坑附近排水，减少明水对塔吊基础的浸泡。3、塔吊安装和使用过程中，定期对塔身的垂直度、沉降量进行监测，同时按设计及时安装塔吊附臂。十、总结及下一步打算通过开展QC活动，加深了员工“技术创新”和“技术保障安全”的理念，小组运用QC的理论和方法，解决了塔吊基础下软弱地基的问题，不但保证塔吊的按时安装，并且使塔吊在后期施工中能够安全使用。塔吊地基处理方案的顺利实施，保证了施工安全和正常施工进度，展现了项目部人员解决问题的效率和能力，在以后的工作中，我们将继续运用QC理论解决问题，拟定下一步活动课题是提高高大模板支撑架设计的经济性。