首钢第一线材厂二车间大修工程勘察、复合地基设计及施工优秀工程勘察项目说明
首钢第一线材厂二车间大修工程
勘察、复合地基设计及施工
优秀工程勘察项目说明
经 理:
总 工 程 师:
副总工程师:
编 制:
北京爱地地质勘察基础工程公司
2007年5月
目 录
一、工程概况
二、场地工程地质条件
三、工程勘察
四、工程设计
五、工程施工
（一）施工组织及质量保证措施
（二）CFG桩复合地基工程施工
六、工程质量检测
七、工程经济效益分析
八、工期按要求完成
附图表:
№A01 建筑物及勘探点位臵平面图
№A02 3-3′工程地质剖面图
№A03 4-4′工程地质剖面图
№A04 5-5′工程地质剖面图
№A05 6-6′工程地质剖面图
№A06 7-7′工程地质剖面图
№A07 8-8′工程地质剖面图
№A08 9-9′工程地质剖面图
№A09 10-10′工程地质剖面图
№A10 地层岩性与土的物理力学指标统计表(5页)
№A11 水质分析报告(2页)
№A12 波速试验曲线(3页)
№B01 首钢第一线材厂二车间大修工程CFG桩复合地基竣工平面图(31页)
№B02 纯水泥浆试块、混凝土试块强度统计评定记录(2页)
№B03 CFG桩试桩成果表
№B04 静载试验及低应变无损检测成果表
№B05 检验批质量验收记录表（31页）
№B06 分项工程质量验收记录表(3页)
№B07 分部（子分部）工程质量验收记录表
№B08 单位（子单位）工程质量竣工验收记录
№C01 甲方工程质量证明（2页）
№C02 本单位财务证明
№C03 工程施工及竣工照片（4张）
№C04 综合甲级资质证书复印件
№C05 本项工程合同正本复印件（15页）
一、工程概况
本工程场地位于北京市昌平区沙河镇，八达岭高速路沙河出口往西约1公里，首钢第一线材厂院内。拟建工程由主厂房、
5.3m平台、加热炉区(加热炉、上料设备)、粗中轧区(粗轧设备、中轧设备)、精轧区(预精轧设备、精轧设备、夹送辊、吐丝机)、精整成品区(斯太尔摩线及集卷站、打捆机及卸卷站)、水处理系统联合泵站、主电室、空压机站、粗中轧(铁皮沟)、加热炉区烟囱及支架管道支架、旋流井等组成。设计主厂房排架结构，独立柱基础，设计±0.00=42.85m，基础埋深约-1.50～-5.00m。
该工程由北京首钢第一线材厂投资建设，工程总承包：北京首钢设计院，工程监理：北京诚信工程监理有限公司。受业主委托，我公司对该工程进。
我公司于2004年10月，完成本工程勘察工作，同月完成CFG桩试桩工作。于2004年11月开始CFG桩复合地基设计并于2004年11月19日进入施工现场，截止到2005年7月20日完成地基处理任务, 共计施工4673根CFG桩，凿桩头4673根，2337米。取混凝土试块81组，做28天抗压强度试验78组，7-10天试块3组。取纯水泥浆试块4组，做28天抗压强度试验4组，共铺碎石4208.6m，取褥垫层干密度大样161组，检测夯填度204点。施工质量达到规范设计要求。
2005年7月20日经甲方及总包方、监理方分项目进行全面
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验收，工程质量达到优良标准。
二、场地工程地质条件
(一)地形地貌: 拟建场地位于昌平区沙河镇，八达岭高速
路沙河出口往西约1公里，首钢第一线材厂院内。场地靠近南沙河，为河漫滩地貌，第四纪覆盖层厚度大于50m。拟建场地地形基本平坦，钻孔孔口处地面标高为41.68～42.98m之间，勘察场地为现状厂房及道路。因其正在生产和使用以及受地下电缆影响，致使k53、k54、 k55及k69号孔未能施工，待条件具备后可进行补勘；由于场地内建筑物及设备基础的影响，且地下管线众多，致使部分钻孔移位，但基本满足工程地质勘察的质量要求。
(二)地层岩性
1、杂填土①层(层顶标高41.68～42.98m)杂色,松,稍湿,主要由粘性土组成，含碎石、砖块、煤渣及灰渣，局部顶部为沥青路面。
2、粉质粘土②层(层顶标高36.21～41.73m)： 黄褐色,饱和，可塑,含贝壳、氧化铁团块以及少量的姜石，含粘质粉土、粘土夹层。
3、粘质粉土②1层(层顶标高36.14～41.66m)： 黄褐色, 稍密,饱和,含贝壳、氧化铁以及铁锰化合物，夹少量的粉质粘土、粘土夹层。
4、砂质粉土②2层(层顶标高36.04～39.73m)： 黄色,稍密,饱和，含贝壳以及氧化铁，夹粘质粉土、粉质粘土。
5、粉砂②3层(层顶标高35.58～39.56m)： 黄色, 稍密,饱和,含云母以及氧化铁。
6、粘土②4层(层顶标高36.58～40.75m)： 黄褐-棕红色,饱和,可塑,含云母和钙质条带及少量的姜石，夹少量的粉质粘土。
7、粉质粘土③层(层顶标高30.16～37.32m)： 黄-灰色,饱和,可塑,均质，含粘质粉土夹层。
8、粘质粉土③1层(层顶标高30.54～37.80m): 黄-灰色,饱和，含云母以及氧化铁，夹少量的粉质粘土、粘土。
9、粘土③2层(层顶标高29.16～36.54m): 灰褐色,饱和,可塑,局部夹黑色炭质条带。
10、细砂④层(层顶标高27.66～31.74m): 黄色,饱和,均粒,局部夹中砂层。
11、粉质粘土⑤层(层顶标高23.02～29.79m)： 灰色,饱和，可塑,偶见贝壳，夹少量粘质粉土、粘土。
12、粘质粉土⑤1层(层顶标高23.92～30.04m): 灰褐色,饱和,均质,含粉质粘土夹层。
13、粘土⑤2层(层顶标高24.55～30.01m): 灰褐色,饱和,可塑，均质,夹少量的粉质粘土。
14、砂质粉土⑤3层(层顶标高23.59～27.17m): 灰褐色,饱和,均质,含粉质粘土夹层。
15、细砂⑥层(层顶标高19.65～23.04m): 黄色,饱和，均
粒,局部含中砂层。
16、砂质粉土⑥1层(层顶标高21.08m): 灰色,饱和,含氧化铁及铁锰化合物。
17、粘质粉土⑥2层(层顶标高18.42～21.38m): 黄色,饱和,均质,含少量的氧化铁，局部夹粉质粘土。
18、粉质粘土⑥3层(层顶标高17.98～22.48m): 黄-灰色,饱和,可塑 ,含云母及氧化铁。
19、粘土⑦层(层顶标高15.51～17.51m): 灰褐色,饱和，可塑,均质。
20、粉质粘土⑦1层(层顶标高12.51～18.64m): 灰褐色,饱和，可塑,均质。
(三)地下水
本场地地下水静止水位标高为39.59～40.91m，属于潜水, 在干湿交替情况下场区地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。
(四)场地类别
中软场地土，Ⅲ类建筑场地。
三、工程勘察
我公司于2004年9～10月对该工程进行岩土工程勘察工作。全部钻探工作共钻探76个钻孔，本次钻探过程中，在技术孔中对粘性土及砂土层进行了标准贯入试验(SPT)，粘性土取原状样。
首先在编制勘察纲要过程中，我们根据掌握的场地附近勘察资料、北京地区地层沉积规律以及我公司在该区类似工程经验，结合本工程特点，确定本次勘察工作主要针对天然地基与复合地基相结合，勘探深度应满足天然地基受压层深度要求，并满足复合地基整体变形验算。通过勘探、测试及土工试验，查明持力层及下卧层土的分布规律、工程性质等。
野外勘察共施工钻孔76个，其中控制性钻孔38个，总进尺1354.5m。采取原状土样253 件，扰动土样42 件。做常规土工试验273组，扰动样42组。取水样2组。标准贯入试验142次。波速试验3孔，计70米。
钻探使用设备：SH-30型钻机及DDP-100型汽车钻机。取原状土样采用双管单动薄壁取土器，取样质量合格率100%。编录严格执行我公司贯标文件《工程地质钻孔编录技术要求》，分层合理，描述规范，钻孔偏移小于规程要求，一级孔率达100% 。
我们对以上各种试验数据分层进行综合统计。从统计结果看，其主要物理力学指标的变异系数大部分在规范允许的范围内，对于变异系数较大的指标分析原因，重新调整分层，不合理的舍去。统计结果反映出，地层分层合理。这对评价地基土性质提供有利的依据。
四、工程设计
1、设计参数
1）±0.00为42.85m，基底埋深-1.5～-5.0m；
2）桩径φ400mm；
3）岩土体设计参数。
2、试桩设计
为了较为准确的确定单桩承载力特征值及压缩模量，进而确定单桩处理面积及复合地基压缩模量，受首钢技改部及首钢设计院委托，我公司进行地基处理前试桩设计、试桩施工及试验工作。
设计采用长螺旋超流态CFG桩进行地基处理，桩径400mm，桩长12500mm，有效桩长11000mm，桩顶绝对标高40.20,桩底标高29.20m；东侧桩端进入④层粉细砂中1000mm，西侧68＃孔附近桩端进入⑤2层粘土100 mm，49＃孔附近桩端进入③1层粘质粉土中1500 mm。
桩身强度 C20，坍落度180～220 mm，采用碎石、石屑(细中砂)、粉煤灰、水泥(P.O32.5普硅水泥)，碎石粒径20～40mm，强度通过试配确定，为尽早进行试验，建议采用商品砼，可加入早强剂或提高砼标号到C30。
单桩处理面积为1.80～2.0 m, 单桩承载力特征值420～480kN。复合地基承载力特征值≥300kPa,复合层压缩模量≥50MPa。
由于场地未开挖，考虑只做单桩静载试验，然后与桩间土复合，极限荷载可加到960kN/根。反力系统由反梁、承台及现场堆载构成。
设计试桩4根，静载荷试验的加载方式为慢速维持荷载法，加荷分级为10～15级，每级加载量为设计极限荷载的1/10～15，加荷量用压力传感器和测力仪控制，用四块百分表测读桩的沉降量。
3、CFG桩复合地基设计
要求复合地基承载力特征值fak≥250～300kPa，复合层压缩模量≥50MPa，地基最终沉降值≤50mm。
1）采用长螺旋超流态CFG桩进行地基处理，桩径φ400mm，桩长12000～14100mm，有效桩长11500～13700mm，局部有效桩长15000mm，场地东侧桩端进入④层粉细砂中1000mm，西侧进入⑤层粘质粉土、粉质粘土1000mm。
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2）桩身强度C20，坍落度180～220mm，采用碎石、石屑(细中砂)、粉煤灰、水泥(P.O32.5普硅水泥)，碎石粒径20～40mm，强度通过试配确定。
3）单桩处理面积为1.80～2.50m2, 单桩承载力特征值380～470kN。复合地基承载力特征值fak≥250～300kPa，复合层压缩模量≥50MPa。
4）CFG桩桩顶铺设200mm厚碎石褥垫层，碎石粒径20～30mm，要求压实系数≥0.96或夯填度≤0.87。褥垫层宽出基础外皮300mm以上。
5）本方案采用长螺旋钻机成孔，用地泵通过长螺旋中心通道将超流态砼压入桩孔内，边灌注边提升钻具(正转)，确保桩端无残留，桩身质量良好。
6）桩头预留500mm的处理段，确保桩头质量。
7）根据结构设计要求，对一部分偏心荷载大的或有基础底面高差较大的要反插一部分钢筋笼。
8）由于主厂房内其它柱基础与主厂房柱基础多处相连，在此图中一并设计，同时施工，施工同时参考各基础平面图和基础详图。
9）有效桩长按不同埋深基础的褥垫层底到桩底之间长度计算。
五、工程施工
（一）施工组织及质量保证措施
1、为保证该工程顺利进行和优质、高效完成, 成立项目经理部,负责工程的组织协调、质量监督、安全管理等,做到分工明确, 责任到人。施工组织机构如下:
础上，由公司质检员互检，合格后由甲方或监理进行检查验收；公司总工及主管岩土、测试副总工，对施工过程中的技术和资料进行定期检查指导，发现问题限期整改，否则实行质量否决权；项目经理部成立以项目技术负责为首的质量管理小组，对施工各环节工作质量进行管理，对工程质量负全面责任，质检员负具体检查责任；班组长认真执行质量标准，按规程作业，对工序质量负责。
2、为确保工程质量,实行三检制, 即在项目部质检员自检基
3、开工前认真编写施工组织方案，落实岗位责任制， 做好技术交底；施工中及时做好各项施工记录，包括隐检、预检、分项检，做到准确、及时、齐全。
（二）CFG桩复合地基工程施工
1、施工准备
a、做好施工前与设计、建设单位和监理单位对施工图的交底及施工的安全、技术交底。
b、落实好正常开工所履行的各种审批、验证手续。
c、用于测量定位的全站仪、水准仪应按规定送交计量检验部门检验其本身的精度，用于施工的机械设备应检修保养完毕，并处于良好的机械性能状态。
d、基础轴线的定位引点及水准点应设臵在不受施工影响处；测量定点应严格按图纸控制轴线位臵，误差不大于20mm，利用轴线控制点用经纬仪和钢尺施放桩及基础位臵，偏差符合规范要求。
e、施工前做好“三通一平”的工作，现场电源根据设备功率大小，选用现场配电；场地平整并具有一定强度，如强度不足，应铺垫砂石，或垫钢板以利机械行走。
f、施工前将水泥、砂、石子、粉煤炭、外加剂送实验室复试，同时进行配合比试验，保证各种材料合格并提出合适的配比。
2、桩位放线
施工前首先由测量人员复核测量基线水准点的准确性，按设
计要求放出桩位线，定桩位时，用钢筋在桩位处扎入深度不小于300㎜的孔，填入白灰并插上钢筋棍，标识桩位，由专人验线并做桩位预检记录；经监理复核认可后才能施工。
3、钻机就位时，调整好钻机的水平，要平稳，牢固，钻杆要垂直，经专人检查钻机对桩位的偏差及垂直度偏差，符合要求后才能钻孔施工；
4、钻进中控制进尺速度，防止钻屑量太大，而产生堵塞；
5、钻进中要求带导向套作业，防止钻杆中部弯曲；
6、在钻进较硬地层时，应采用钻进一提钻一钻进的施工工艺，并保持钻杆垂直，缓慢进尺，预防钻孔的倾斜。
7、钻到设计深度时，应在原处空转清土，然后停止回转，由专人检查后，做好预检、隐检记录，请监理验收，合格后进入下道工序；
8、对螺旋钻叶片外径注意检查，达不到设计要求时修补或更换；
9、用压力泵将砼通过长螺旋中心通道压入孔底，并边注边提升钻杆至桩顶，保证桩身质量；
10、CFG桩自搅时，首先进行原材料复检和配合比试验，严格按砼配合比下料，每罐搅拌时间不少于2分钟；砼搅拌前，应进行现场开盘鉴定，各种计量设备必须合格，强制搅拌机运行良好。
11、单桩CFG砼的浇灌要连续，若遇到两次浇灌，时间间隔
要小于1小时，以免形成断桩；
12、按设计要求控制桩顶标高；
13、注混凝土过程中按规范要求进行砼试块取样及养护，并随时测试砼坍落度；按见证取样计划，现场取见证试验样，并送指定试验室。
14、被排出的土及时清理运出场地，保持场地的清洁；
15、对埋头桩土方开挖时，应注意保护桩头，在桩头上部0.8-1米范围内严禁用挖掘机挖土方，以防桩被破坏，需用人工清挖。
16、桩头的凿除：桩头采用两端180°对凿法，使桩头在凿除过程中受力均匀，避免破坏桩体。一般桩头凿除0.5-1.0m，凿桩凿出新鲜桩断面，当出现桩头凿除后较短，应用相同标号砼补平。
17、在复合地基检测合格后，褥垫层铺设，用小于30mm粒径的级配碎石回填，虚填面应高出设计标高约30～50mm，用振动夯夯压4～6遍，现场取大样检测褥垫层夯实系数，满足设计要求后方可竣工验收。
六、工程质量检测
1、施工过程质量控制
本工程施工中，对各道工序进行了严格的质量控制，包括原材料进场复检，砼配合比试验，现场开盘、计量、搅拌；桩位放线、桩的成孔、直径、垂直度、长度控制；桩头凿除、桩间土及
褥垫层控制等严格按设计及规范要求，制订出严格的质量控制计划，每个控制点在项目部质检员检查基础上，由公司质检员互检，合格后由监理进行检查验收。
水泥、粉煤灰等原材料进厂必须出具合格证，砂、碎石、水泥等原材在复检合格基础上，按设计要求强度和水灰比做配合比试验，符合要求后，才能进行现场搅拌，施工过程质量控制良好。
2、桩身强度及完整性检测
1）CFG桩共取81组砼试块，做抗压强度试验，合格率100%，强度最小值20.9MPa，强度平均值28.48MPa，高于设计强度42.4%。
2）为检测桩身的完整性，由甲方委托第三方共抽检470根CFG桩，做了低应变无损检测，结果Ⅰ类桩377根，Ⅱ类桩93根，合格率100%，桩身质量良好。
3、复合地基检测
本工程由甲方由资质的第三方进行静载荷试验，共做22组单桩复合地基静载荷试验，结果复合地基承载力特征值≥250～300kPa,完全满足设计及规范要求。
4、褥垫层检测
本工程对褥垫层夯实后，取161组大样做干密度试验，经过转换后，测得褥垫层夯实系数界限值0.96～0.97，平均值0.963，均大于0.96，做204组夯填度检测，均≤0.87，满足设计要求。
5、根据以上检测结果，本工程主控项目合格率100%，一般
项目合格率≥90%，依据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002，工程质量达到优良。
2005年7月20日经甲方及总包方、监理方就项目全面完成竣工验收，工程质量达到优良标准。投入使用以来，一切运行正常。
七、工程经济效益分析
本工程的勘察、复合地基设计及施工方案，是根据本场地工程地质条件、建筑结构荷载情况及试桩资料，经过充分论证后而采取的方案。做到了安全可靠，经济合理。本工程合同价款476万元，工程直接经济效益50多万元。取得了良好的经济效益。
八、工期按要求完成
本工程的施工中，为了确保施工进度，制定了严格的网络进度计划，加强了与挖土单位的协调配合，集中人力物力，在保证质量的前提下，尽可能加快工程进度。2004年9月25日进场勘察，10月9日完成外业，于10月18日提交勘察报告。2004年11月19日进场施工，2005年7月20日完成地基处理工作，保证了工程进度，受到了甲方及总包方的好评。