“乐清市柳市文化中心工程”大型深基础施工组织设计

摘要：拟建项目“乐清市柳市文化中心”总建筑面积35476.6m2，工程桩基采用钻孔灌注桩，地下室二层，基坑开挖深度9.350~9.950m。

该工程特殊的地质及气候条件，对深基础的施工提出了较高的要求，本施工组织设计通过对工程各方面情况通盘考虑，从施工部署、主要分布分项施工工方法和措施、施工进度计划、资源供应计划、技术组织措施、环境及职业健康安全管理目标及措施、工程协调等方面进行论述，使工程施工在一定时间和空间内，得以有计划、有组织、有秩序地进行，以达到工期短、质量优、成本低、效益好的效果。

关键词：深基础，施工方法，进度计划，组织措施

一、绪论

深基础工程，按照中外工程界学术界的共识，主要是指桩基及基坑工程两大范畴[⑴史佩栋，《我国深基础工程技术发展现状与展望》，岩土工程学报， 2011，33: 1-14。]⑴。前者为上部结构提供可靠的支承，后者为开发利用地下空间提供安全保障。进入21世纪10多年来，我国深基础工程取得了巨大成就，成功地研发了适用于不同地质条件、不同工程要求的一系列新桩型，其中常用的桩型包括钻孔灌注桩、预应力管桩等。[⑵刘金砺，《桩基工程技术进展 2009 》，北京：中国建筑工业出版社。]⑵[⑶史佩栋，高大钊，《21世纪高层建筑基础工程》，北京：中国建筑工业出版社，2000]⑶

施工组织设计就是对工程建设项目在整个施工过程中的构思设想和具体的安排，目的是要使工程建设达到速度快、质量好、效益高。[⑷田永富，《怎样编制施工组织设计》北京：中国建筑工业出版社，1999]⑷

温州地区的深基础工程，绝大部分采用桩基础, 桩基设计时多以长桩和超长桩为主。且基坑形式多变，开挖面积越来越大，开挖深度越来深，支护方式越来越多。“乐清市柳市文化中心工程”作为温州地区的代表性工程，对深基础的施工（包括桩基础及基坑支护与开挖）提出了比较高的要求。

（一）建筑设计

本工程总用地面积14307平方米，建筑用地面积12168平方米，（其中带征面积2139平方米）。工程地上建筑层数综合文化大楼为10层，局部11层；会议中心为一层，地下室为2层。地下室总面积为13873.7平方米。

综合文化大楼一层层高为5M，其余均为3.6M，总建筑高度为42.5M；会议中心建筑高度为22.343M。综合文化大楼建筑面积为17449.63平方米。会议中心总建筑面积为4244.5平方米，其中书城面平面积为1460.5平方米，会议中心一层面积为2280平方米，会议中心二层面积为504平方米。会议中心设计座位为1076座，为丙类剧场。

本工程主要功能为：地下室平时为汽车库，地下二层设人员掩蔽所，综合文化大楼,会议中心。

（二）结构设计

本工程桩基采用钻孔灌注桩，桩径600（383根）、800（31根），桩身砼C30。地下室二层，基础底板面标高-8.700m（局部区域-9.200m）。底板板厚700m。

（三）基坑支护设计

基坑开挖深度9.350~9.950m，属于深基坑，基坑设计采用钻孔灌注桩+二道内钢筋砼水平内支撑，采用水泥搅拌桩止水帷幕。

（四）工程环境与自然地质条件

本建筑场地现为空地，地势较平坦，场地北侧为城市绿地，南侧为海关大楼，东侧为柳市镇政府和广场，西侧为柳江大道。场区地貌单元为温黄海积平原。

根据区域地质资料，拟建场地全新世以来未受新构造运动影响。本场地勘察深度揭示范围内，各土层分布尚平稳，工程性能一般，地基土的均匀性一般，软弱土层厚度较大。本场地未见液化土层分布，勘察深度范围内未见暗河、暗塘等不良地下埋藏物存在。场地的整体稳定性尚可，地基均匀性一般，适宜本工程建设。

（五）工程特点与施工关键

根据工程设计与现场实际情况，本工程基础施工具有以下特点，施工中应当作为重点难点加以控制。

1、钻孔灌注桩成桩施工的质量保证措施；

2、土方、围护施工的协调部署。

二、工程目标

（一）工程质量目标

本工程质量总目标是合格。

（二）工期目标

施工总工期：基础施工200日历天。

（三）安全文明施工目标

无死亡事故，无重伤事故，全年轻伤率不超过0.3%。

无火灾及重大交通责任事故，一般事故隐患整改率达95%以上。

施工现场安全合格率100%，优良率80%以上。

安全文明施工目标：浙江省安全文明施工标准化工地。

三、施工准备

（一）技术准备

1、资料收集，分析本地区的气象、地形、工程地质和水文资料，视察施工现场的地形及周围环境，场地的可用程度，确定施工现场交通临时道路、临时水电管线、生产生活临时设施、材料堆放及机械设备设置的布置方案。

2、熟悉设计施工图纸，了解设计意图，掌握图纸所描绘的各项材质、构件尺寸和细部构造，明确质量目标，在开工前进行图纸会审，尽可能将图纸上存在的问题解决在工程开工前。

3、组织技术专题会，确定本工程在材料采购、机械设备配置、劳动力配备以及主要分部分项工程的施工方案和施工方法。对关键部位、关键工序及技术难点进行详细的分析，为编制施工组织设计提供纲领性方针，为施工管理作指导作用。

4、编制施工图预算，进行工料分析，制订成本管理措施。

5、根据工料分析，施工进度计划，编制材料采购计划，劳动力组织计划和机械设备进退场计划，同时确定的材料仓库、临时生活设施等的所需数量。

6、进行施工组织设计交底，做好各施工人员的各项教育工作，并分阶段进行施工技术交底和安全生产技术交底，组织学习各项专业施工技术、操作规程、安全知识及有关法律法规。

7、了解材料生产供应情况及其质量保证情况，提前做好材料取样试验及砂浆混凝土的试配，对供应紧张的材料提前做好采购备料计划，确保施工时不出现断料现象。

（二）施工机具准备

根据施工方案和进度计划的要求，和机具用量计划的安排，提前做好机具进场前的组织调度、维修、保养和试运行，确保施工所需的各种机具能及时进场，并保证其运行正常。

（三）劳动力准备

劳动力部署原则上按施工专业班组安排，不打破工种部署，根据综合进度制订用工数量组织控制计划，结合各施工阶段的实际情况调整劳动力，尽可能地保持各作业班组人员的相对稳定，以利于工序的合理衔接和流水施工的运行。对进场作业人员提前做好上岗前的三级教育工作，未经教育人员一律不得上岗。特殊工种人员必须持证上岗。

（四）施工现场准备

1、开工前积极办理前期总平面工程的交接工作，了解和完善前期场平整及护坡工程不到位的区域，了解临近场地地下及地上的水电管线等的敷设情况，与甲方和监理协商保护方案。

2、开工前十日内与甲方协商施工场地的利用区域，搭设临时设施；根据甲方提供的水源电源位置，敷设施工用水电管线，并做好临时施工道路。

3、根据甲方提供的水准点，建立施工用水准控制网；根据建筑规划图（规划红线）和设计施工图，建立拟建物定位控制网。

四、主要分部、分项工程施工方法和技术措施

（一）钻孔灌注桩工程[⑸《建筑桩基技术规范》JGJ94 –2008]⑸[⑹史佩栋，《桩基工程手册（桩和桩基础手册）》，北京：人民交通出版社.2008。]⑹

本工程桩基采用钻孔灌注桩，桩径600（383根）、800（31根），桩长65m，摩擦桩，桩身砼C30。

1、桩位放样

①根据建设单位提供的放样控制点进行桩位的测量放样，列出成果表，报监理部审核。主轴线以控制点的形式测设于地面，并注意避免破坏及影响材料堆放、车辆通行、设备安装，由监理单位复核认可。

②采用全站仪测设坐标法测设桩位，以木桩固定，木桩顶部钉小铁钉，并辅以保护桩，用砼固定。

③当护筒安装完毕及钻机就位后，再次复测桩位，确保桩位准确。

2、泥浆制备和使用

本工程泥浆以原土造浆为主。钻孔过程中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率，根据地质实钻情况调节泥浆比重，如泥浆性能不能满足要求，应及时掺入优质泥浆，确保孔壁稳定。

3、护筒埋设

(1)选用比桩径大20～40cm的钢护筒，具体埋置深度应根据实际情况确定，以保证孔口稳定、钻孔和灌注砼的顺利进行。

(2)护筒中心竖直线应与桩中心线重合（单排桩平面允许误差为5cm）。

(3)水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合要求，在连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。

(4)护筒宜高出地面30cm或水面100～200cm，当孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位200cm以上，所有桩在施工时，均应采取保持护筒内水头稳定的措施。

4、钻机就位，调垂直度

钻机就位时，钻盘中心应对准护筒中心标志，用水平尺校对到钻盘水平，并使桩位中心、钻盘中心、钻头中心成一垂线，以保证成孔后的孔位准确。

5、钻进

首先，要保证桩孔的垂直度和孔径大小要符合规范要求和设计要求。垂直度允许偏差为<1％，孔径允许偏差为±50mm。其次，在成孔过程中要控制泥浆质量，控制泥浆比重，泥浆比重控制在1.15～1.20之内。

6、清孔

清孔分二次，在终孔检查后，利用钻杆进行首次清孔。下好导管后，进行第二次清孔，利用导管注入清泥浆，使孔底沉渣物及稠泥浆托出孔外，同时使孔内泥浆各项指标均达到规范标准，确保钢筋与砼的粘结强度。清孔验收须经监理工程师认可，并做好清孔验收记录，在测孔器能顺利吊放情况下，再吊放钢筋笼骨架。

7、钢筋笼制作安装

钢筋笼骨架在施工现场加工成型后，转运到钻孔桩桩位，用汽车吊下放安装。在下放过程中，采用两点起吊，待钢筋笼竖直后，检查垂直度。骨架进入孔口后，将其扶正徐徐下放。严禁摆动碰撞孔壁，并且边下放，边拆除内支撑。第一节骨架下放到最后一加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架，使它们在同一竖直轴线上对齐焊接成形。焊接采用5d双面焊搭接。接头焊好后，骨架吊高，抽出支撑工字钢后，下放骨架。如此循环，使骨架下放至设计标高，定位于孔中心上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼下到标高后，用4根φ16钢筋将钢笼焊在钢护筒上，以防止钢筋笼下沉或上浮。

8、水下砼的浇注

桩基砼强度为C25，混凝土采用商品砼，用搅拌车运送至施工工点，水中墩混凝土输送泵设于岸边，管道由栈桥接至桩位。导管采用φ30cm无缝钢管，导管使用前和使用一定时间后要进行水密性和承压试验，并检查防水胶垫是否完好，有无老化现象，导管使用后涂油、编号，以保证灌注混凝土过程中不漏水、不破裂和使用有序。导管下口至孔底的距离为25～40cm。

灌注混凝土时，严格按施工技术规范规定保证混凝土的坍落度、和易性等指标，保证混凝土的连续供应。根据孔径及导管埋深1米以上计算首盘封底混凝土数量，确保封底成功。灌注过程中，设专人测量剩余孔深并记录，准确掌握混凝土面上升高度，密切注意灌注过中的缩孔或坍孔现象，严格控制导管埋深在2～6m之间，防止埋管过深导致钢筋笼上浮或埋管过浅造成断桩。

混凝土灌注至设计桩顶标高以上0.5～1m，拆除导管和漏斗等设备，高出部分待混凝土强度达到70%设计强度后用人工凿除，确保桩头质量良好。桩基混凝土达到强度后，用超声波进行检测，确保成桩质量。

（二）基坑支护工程[⑺史佩栋，《深基础工程特殊技术问题》，北京：人民交通出版社.2004。]⑺[⑻《建筑基坑支护技术规程》JGJ120 --99]⑻

本工程地下二层，基坑深度9.350~9.950m；地下一层面标高-4.600m，地下二层面标高-8.700m。

设计开挖深度9.350~9.950m，属超深基坑，深基坑工程必须实现三同步，即：“与施工图设计同步设计、同步审查、同步备案”[⑼《温州市房屋建筑深基坑工程管理规定》温建技〔2009〕269号]⑼及经专家会审通过，监理总工程师审批后才能实施。故基坑支护体系可靠和施工过程中安全是施工控制的一个重点。

1、周边环境

位于乐清市柳市镇中心区柳江大道东侧，基础施工阶段，场外城市主干道路交通频繁。

2、地质情况

场地地质差，淤泥层巨厚且含水量极高，蠕变性高，地基承载力极低；基坑周边条件复杂，施工困难且工期长，基坑暴露时间比较久；因此必须选择一种确保安全、有成熟设计与施工经验的基坑围护方案。在“安全、合理、经济、可行”的指导原则下，综合考虑基坑施工安全性、施工方式、工期及工程造价等因素，

3、围护结构设计方案

本基坑工程设计选择了钻孔灌注桩排桩 + 二道钢筋混凝土水平内支撑。

①钻孔灌注桩桩身混凝土强度等级：C30；其中内支撑、压顶梁、围檩梁、换撑梁混凝土强度等级：C30；新增立柱桩混凝土C30；利用工程桩作立柱桩时强度等级同工程桩

②水泥搅拌桩

（1）止水帷幕采用 42.5普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩直径600，作为止水帷幕时桩间搭接200，作为深浅坑处理及被动区加固时搭接100。

（2）搅拌桩采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45~0.55，木质素掺量为水泥重量的0.2%，作为止水帷幕时，水泥掺量为15%。作为被动区加固时，设计桩顶标高以下至设计桩底标高部分，水泥搅拌桩水泥掺量15%，设计桩顶标高至地表，搅拌桩水泥掺量9%。

（3）搅拌桩施工工艺为：第一次预搅下沉至设计标高，喷浆提升；第二次下沉至设计标高，喷浆提升复搅，提升速度控制在0.6m/min以内。

（4）搅拌桩成桩均匀、持续、无颈缩和断层，严禁在提升喷浆过程中断浆，特殊情况造成断浆应重新成桩施工，搅拌桩垂直偏差≯L/150(L为桩长)。

（5）为保证搅拌桩质量，施工前必须清除地表浅层障碍物，挖除后回填粘土再施工。

4、基坑支护控制措施

①握主导原则：审查基坑支护方案应严格按温州市建设局温建建[2006]131号文要求，深基坑工程必须实施三同步：与施工图设计同步设计、同步审查、同步备案。

②地下室基坑支护与土方开挖方案审查：本工程基坑开挖深度超过4m，属于深基坑，其基坑支护设计及施工专项方案必须经过专家论证审查，经施工单位技术负责人和总监理工程师签字后方可实施。

③加强测量监测；主要为建立可靠的观测点和提高观测频率（坑外土体水平位移和沉降监测、深层土体水平位移监测、周边道路及设施沉降监测、支撑梁轴力监测），确保及时发现问题及时分析处理，保证支护体系的绝对安全。

④排水、阻水：需加强坑内排水、坑外截排水工作，确保基坑稳定。

⑤土方开挖施工必须注意支护结构必需的技术间歇时间，严格按照基坑支护设计方案要求进行。

⑥建立应急预案：施工单位必须建立应急预案，现场备足应急物资（沙袋等），明确处理突发事件各部门协调运作机制。

在施工现场准备编织袋1000只等应急物资，平时装300只沙包，当发现基坑位移发展速率过大时，应立即进行土方回填充，阻止变形的进一步发展，必要时采取增加支撑支撑等补救措施。

⑦工程围护结构不允许做塔吊基础之用，塔吊基础另行设计，施工单位应提前考虑运土路线及混凝土泵车停放位置，该部位围护结构建议原设计单位相应加强，并提供相关部门许可后实施。

5、基坑支护施工与土方开挖的配合

①基坑槽开挖成形后，将边坡上浮土清除干净直至底实土，并将边坡修整成形，要求边坡各段坡度一致表面平整无虚土。

②用50㎜C20细砼内设钢丝网，由下至上对基坑边坡表面进行铺筑抹面处理，使其表面光滑。

③为了防止边坡顶雨水流入坑底时冲刷坡顶砼与基层交合，沿基坑上边砌一道150㎜高，120宽砖墙进行挡水及井点台阶与自然地面设挡土墙一道。同时地面做成泛水坡向外侧，可有效防止与自然地表流水入基坑内。

④基础施工中保持基坑内干燥，同时防止边坡遭明水浸泡，基坑内的地表水采用明沟和集水井的方法进行排除，沿基坑底周边用砖砌300×300明沟一道，间隔20m左右设集水井一个，利用集水井进行有组织排水，再用潜水泵把水排出坑外。在开挖到近基坑设计标高时，留约200厚保护层，而后人工配合挖至设计标高，抄平并及时浇捣砼垫层。

⑤在基础工程施工期间，必须派专人对基坑边坡进行看护，每天对各护坡段检查并做好书面记录，尤其在雨过后项目部必须组织技术人员对护坡进行安全鉴定，发现脱、滑、裂等安全隐患，立即进行整改，确保基础施工期间护坡的安全有效。

6、换撑施工

支撑换撑：底板处在底板与围护桩间做一层素砼形成换撑构件（与底板同时浇筑）。内支撑体系包括围檩（冠梁、腰梁）、支撑和立柱。

①钢筋砼压顶梁(冠梁)施工

沿围护桩轴线开挖沟槽，凿除桩顶浮浆，调直围护桩钢筋，安装绑扎钢筋，再立内侧模板，经设计、监理验收合格后，即可浇捣混凝土。

②钢筋砼支撑的施工

（1）垫层施工

支撑下土方挖至标高后，对底下土方进行夯实，铺设底模。为便于模板支撑，在施工垫层时应预埋脚木（ 50×75）间距1000mm，底脚木表面应与底模面一致。

（2）砼浇捣

压顶梁和围檩砼采用商品砼，拟掺早强剂，确保下层土方尽早开挖，商品砼施工前应认真检查级配和坍落度，并按要求设施工缝。浇筑前应对凿除面及施工缝面进行处理。每批浇灌支撑梁和围檩时，必须做1 组试块。

③支撑构件施工质量控制：

（1）施工单位采用的支撑结构的安装和拆除顺序必须与围护结构的设计相一致。

（2）支撑结构施工过程中，施工单位（支护施工单位和挖土单位）应按以下规定组织协调施工。

a在基坑竖向平面内，严格遵守分层开挖，先支撑后开挖的原则；

b支撑施工应与土方开挖密切配合，在土方开挖到设计标高后，及时施工并发挥支撑作用；

c在支撑顶面需通行机械时，支撑顶面标高应低于坑内土面20～30cm，钢支撑与基坑土之间的空隙应用粗砂填实，并要求施工人员在挖土机械或土方车辆的通道处铺设路基板；

d根据设计单位提供的基坑监测方案设置的轴力监测点和测斜孔，密切监视支撑系统的受力情况和边坡位移的情况，出现异常情况要及时通知相关单位；

（3）对钢构架竖向立柱进行重点监控：

a检查钢构柱的焊接质量，焊接质量应满足《建筑钢结构焊接规程》、《钢结构工程施工质量验收规范》的有关规定。

b检查基坑开挖后钢构柱的倾斜度及水平位置是否符合有关规定。

c检查钢构柱的止水片设置时间、部位。本工程应在挖土结束后，地下室底板混凝土浇筑前施工，止水片应设在承台或底板厚度的中部附近。

d检查钢构柱与钢筋混凝土水平支撑的连接构造是否符合要求。

（4）针对如果存在有个别柱子与支撑梁重叠需要换撑的情况，必须在替代支撑梁施工完后方能允许其拆除原有支撑梁。替代支撑梁的截面和布置应报设计确定。

（5）利用主体结构换撑时，监理人员应要求施工人员按以下规定进行施工：

a在主体结构与围护墙之间必须严格按照设计要求进行混凝土传力带的施工；

b利用主体结构换撑时，主体结构的楼板或底板强度应达到设计强度的80%；

c进行水平支撑拆除时，所设置的混凝土传力带强度必须达到设计强度80%以上。

（6）监理人员将严格注意检查在立柱穿过主体结构底板以及支撑穿越主体结构地下室外墙的部位，施工单位是否采取了可靠的止水措施。

当地梁纵向钢筋数量较多且难以穿越井型钢构柱时，可在钢构柱上开孔。但角钢开孔面积不得大于角钢全面积的30%，具体可根据现场实际情况与设计人员协商确定。

（7）还应要求施工人员注意保护支撑构件，具体的保护要求是：

a支撑系统混凝土未达到设计强度的80%以上前，不允许施工人员进行土方开挖；

b施工机械不得直接行驶在支撑构件上，临时通过时应有安全保证措施；

c施工中防止重物撞击支撑构件；

d单肢较长的支撑构件，两侧土方开挖高差应严格限制。

(8）支撑系统控制标准：

a钢筋混凝土支撑截面尺寸：+8mm，-5mm。

b支撑中心标高及同层支撑顶面的标高差：±30。

c支撑两端的标高差：不大于20mm及支撑长度的1/600。

d支撑挠曲度：不大于支撑长度的1/1000。

e立柱垂直度：不大于基坑开挖深度的1/300。

f支撑与立柱的轴线偏差：不大于50mm。

g支撑水平轴线偏差：不大于30mm。

（三）土方工程

1、总体部署

①针对深基坑特点，基坑土方开挖必须做到合理划分施工区域，土方施工应遵循分区、分层、对称开挖的原则，使基坑对称卸载。深基坑施工必须做到“见底覆砼”，钢筋砼压顶梁、支撑梁的在强度达到设计要求后方可开挖基坑。合理组织场内交通，选择适当的工地出入口。考虑到基坑较宽大，支撑梁横跨基坑，而基坑四周均无施工场地，无法满足自卸汽车在基坑边通行，鉴于此情况，基坑土方不宜采用机械接力翻土的方式挖运，应采用铺设坑内场地、道路，自卸汽车直接进入基坑内装土外运，减少坑内机械翻土量，提高机械利用效率，加快施工进度，确保工期。

②施工顺序及区段划分

考虑到业主的工期较紧，为使总的施工周期能最短，使土方开挖能与其后的支撑、土建施工能有机结合，基坑土方开挖平面上分为四个区域施工；第一区块由东北向西南退挖；第二区块由西北向东南退挖；第三阶段由西南向东北退挖；第四区块由东南向西北退挖。

参考文献：

⑴史佩栋，《我国深基础工程技术发展现状与展望》，岩土工程学报，2011，33: 1-14。

⑵刘金砺，《桩基工程技术进展 2009 》，北京：中国建筑工业出版社。

⑶史佩栋，高大钊，《21世纪高层建筑基础工程》，北京：中国建筑工业出版社，2000

⑷田永富，《怎样编制施工组织设计》北京：中国建筑工业出版社，1999

⑸《建筑桩基技术规范》JGJ94 –2008

⑹史佩栋，《桩基工程手册（桩和桩基础手册）》，北京：人民交通出版社.2008。

⑺史佩栋，《深基础工程特殊技术问题》，北京：人民交通出版社.2004。

⑻《建筑基坑支护技术规程》JGJ120 –99

⑼《温州市房屋建筑深基坑工程管理规定》温建技〔2009〕269号