[湖北]地铁车站深基坑围护结构钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩施工方案武汉轨道交通二号线一期工程第十九标段中南路站中铁十九局集团武汉轨道交通二号线中南路站项目部二00八年九月二十五日目录一、编制说明二、工程概况三、总体部署四、施工方案及技术措施五、施工进度计划及工期保证措施六、资源配置计划七、质量保证措施八、安全保证措施九、现场文明施工措施十、冬季施工措施十一、施工安全措施一、编制说明中南路站施工组织设计武汉市轨道交通二号线一期工程中南路站土建工程施工图纸标准、规范及有关技术文件双方有关工程的洽商、变更等书面协议或文件投标文件及澄清补充文件及其他补充资料编制依据编制原则严格按要求的合同工期、质量、安全、试验等目标编制施工方案，使建设单位的各项要求均得到有效保证。遵循设计文件的原则。遵循“安全第一，预防为主”的原则。遵循贯标机制的原则。二、工程概况工程简介武汉地铁二号线中南路站位于武昌区中南路，为地下二层岛式站台车站，与地铁四号线平行、同层换乘关系，同步实施。车站结构为双层四跨框架结构，车站总长288.4m，结构埋深2.5m～3m。主线标准段面挖宽度41.7m，开挖深度16米。车站共设置6个出入口,3组风亭、风道。中南路站主体结构采用纵向倒边盖挖逆作法施工。主体基坑支护结构采用桩支护形式：钻孔灌注桩桩径1000@1300㎜。桩间采用喷射砼封闭找平，桩顶设置冠梁。主要工程数量：Φ1000：523根；Φ1600（中间桩柱）：142根；C30水下砼方量：15977m3；桩位平面布置示意图Φ1000@1300Φ1600主体中间桩柱工程地质与水文情况工程地质中南路站处于锅顶山－王家店倒转背斜之上。锅顶山－王家店倒转背斜自汉阳锅顶山，向东经大东门至王家店。本标段通过地段属长江三级阶地地貌。场地内有冲沟发育，冲沟内分布有可塑状态粉质粘土；下部为古河道地层。本工程底板处于含碎石粘土及粉质粘土层中。地面以下3m左右范围内为杂填土：褐色、黄色，松散～中密，局部为素填土，该层分布连续。5～15m为粉质粘土和含碎石粘土。水文地质场地地下水有上层滞水和承压水两种类型。上层滞水主要赋存于人工填土中，大气降水及附近居民生活用水是其主要补给源。其地下水埋深1.10～2.50m，相当于标高22.27～24.00m。承压水主要存在于粉砂、圆砾及卵石层之中，该处粉砂层粘粒含量较高，致使其渗透性降低，水量较小。施工的重点及难点施工重点：施工时要严格执行挖深作业，避免破坏未知的地下管线。施工的难点：地面以下15m左右以下地质为砂层，钻进时易发生扩孔和坍塌现象，需要严格控制泥浆比重、孔内水头高度和钻进速度。施工特点：本车站处于城市繁华地段，因此，对文明施工和环境保护等方面提出了更高的要求。三、总体部署总体施工部署钻孔灌注桩施工采用2台旋挖钻钻机施工，因施工场地相对较长，故不设置固定泥浆池，可在钻机就近处现挖泥浆池，利用钻孔出来的碴土填满泥浆池。施工时按总的施工计划分别施工一期、二期内钻孔灌注桩，钢筋加工场地布置以方便施工为原则，如发生冲突可临时调整，不设置固定的钢筋加工场。(见下图)总体施工目标质量目标：工程一次验收合格率100%。安全生产目标：实现“五杜绝、二控制、三消灭、一创建”。文明施工目标：树样板工程，建标准化现场，做文明职工，争创“文明施工样板工地”。环境保护目标：施工中的废水、废气、各种废弃物达标排放；控制噪音污染；保护城市绿地；创建环保型建筑工地。围护桩工期目标：一期、二期总日历天数104天。施工组织施工总体负责人为金贵平，现场安全负责人为秦传安，技术负责人为李强。计划安排管理、作业人员见下表。项目经理1人全面负责工程的生产、安全、质量、进度、成本安全经理1人主要负责工程的生产、进度技术经理1人主要负责工程技术质量技术员4人协助负责工程的技术、试验工作质检员1人协助负责工程的质量工作安全员1人24小时值班专职负责工程的安全工作机械操作手8人主要负责设备的操作、维护保养其它人员5人主要从事施工工作人员安排表施工机械与设备旋挖钻机、起重机、电焊机、泥浆泵、测量仪器（如全站仪、水准仪）气瓶、手持电动工具及小型工具等机械设备须有出厂合格证。25T起重机交流电焊机泥浆泵乙炔氧气瓶四、施工方案及技术措施钻孔灌注桩施工工艺框图钻孔灌注桩施工工艺流程平整场地定桩位钻机就位钻孔检验孔径、孔深清底验收成孔吊放钢筋笼组装灌注导管检验钢筋笼高程灌注混凝土桩顶养护复测桩位钻机组装钻机进场钢筋进场检验钢筋质量焊接钢筋笼钢筋加工检验钢筋笼质量验收钢筋笼拌合混凝土运送混凝土至桩位制作试块施工工艺要求施工准备（1）原材料试验及进场：对要进场（含商砼站）的钢筋、水泥、砂石料、外加剂等材料报监理工程师进行取样检测，合格后方可进场使用。（2）设备标定：对商砼站所用的计量、检测等设备在施工前要进行检查标定，合格后方可使用。（3）对作业层进行技术交底：技术交底有技术部门负责人编制，作业前对施工队及工班进行交底。（4）场地平整：根据设计要求合理布置施工场地，必须落实四通一平，即路、水、电和通信通。先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定；钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。（5）水电接入：临时用电从永久施工场地计入，施工用水采用自降水井，同时备用一台一定电压的发电机组做应急使用。（6）泥浆池及制备泥浆：泥浆池随钻机在作业现场开挖。泥浆采用优质膨润土、纤维素、加入纯碱和水搅拌而成。现场设置泥浆池（含回泥浆沉淀池及泥浆储备池），一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，要有较好的防渗能力。在沉淀池的旁边设置渣土区，沉渣采用反铲清理后放在渣土区，保证泥浆的巡回和存储空间。根据工程地层条件，要求制备泥浆比重控制在1.15～1.2。膨润土测量放线准确测量桩位，桩位用φ20㎜长度为35～40㎝钢筋打入地面30㎝，作为桩的中心点，然后再钢筋头周围画上白灰记号，既便于寻找，又可防止机械移位时破坏桩位。（7）护筒制作：采用10㎜钢板制作，内径一般比直径大200～400㎜，长度一般为3.0m，同时在护痛的对角分别焊接一个“耳朵”，用来承托护筒，防止护筒意外下沉。上部开设2个溢浆孔。1．2m0.3m0.3m3m护筒大样图埋设护筒钻孔桩是在陆地上进行的，则一般采用挖坑法，比较简单易行。桩基定位后，根据定位点拉十字线钉放四个控制桩，以四个控制桩位基准埋设钢护筒，埋设护筒时底部与土层相接处用粘土夯实，厚度为300～500㎜外面与原土之间也要用粘土填满、夯实。由人工和机械配合完成，利用钻机挖斗将其静力压入土中，其顶端应高出地面20㎝，并保持水平，埋设深度在3～5m,护筒中心与桩位偏差不得大于50㎜。护筒埋设要保持垂直，倾斜度应小于1.5%。护筒地面钻孔（1）钻机就位旋挖钻机利用行走系统自行就位，钻机就位后钻机桅杆中心要与桩中心对准，钻机调平，使钻桅垂直，旋挖钻机调平可以通过自动控制系统完成。（2）注入泥浆泥浆符合要求，钻机就位准确后，用泥浆泵向护筒内注入泥浆，泥浆注到旋挖时不外溢为止。在旋挖过程中每挖一斗向孔内注一次泥浆，使孔内始终保持一定水头和泥浆质量稳定。钻孔桩顺序按编号3-6-9-1-4-7-2-5-8依次间隔循环施工8675342911.2m0.8m下一循环钻孔桩施工顺序循环开始（3）旋挖根据地质情况，采用相应的合适钻头。护筒内注入泥浆达到要求后开始旋挖。钻机刚开始起动时旋挖速度要慢，防止扰动护筒。在孔口段5～8m旋挖过程中特别要注意通过控制盘来监控垂直度和孔径,如有偏差及时进行纠正。在全部挖孔过程中做好钻进记录，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。旋挖过程中孔内要始终保持一定水头，每挖一斗都要及时向孔中补充泥浆。注入泥浆和旋挖要相配合，以保证成孔质量。（4）运弃碴每孔挖出的弃碴及时用装载机清理干净。检孔钻进达到要求孔深停钻后，主要保持孔内泥浆的浆面高程，确保孔壁的稳定。要尽快将钻机移位，终孔验收工作。利用检孔器进行检孔。桩位偏差≤100㎜；桩身垂直度≤1%；清孔旋挖钻一次清孔用挖斗反复捞取松碴，直到松碴厚度符合规范要求为止。二次清孔在安装钢筋笼和下导管之后进行，调整泥浆比重，以小比重泥浆注入孔中，置换孔中的沉碴和大比重泥浆，使泥浆比重和沉碴厚度符合规范要求，经监理工程师同意后灌注水下砼。泥浆相对密度：1.02～1.10，粘度：18～22s，砂率：≤4%，泥皮厚度：＜2㎜，PH值：7～11；钢筋笼制作钢筋笼长度最长为27.5m，采用一节制作及吊装。具体制作步骤如下：（1）加工主筋、加强筋采用搭接单面焊，搭接长度不少于10d(d：钢筋直径),亦可采用双面焊，搭接长度不少于5d；钢筋笼接头的设置与相邻桩基错开大于3m以上。（2）制作成型：①加劲箍筋与主筋点焊，2m布设一道，螺旋筋环向间距200mm，与主筋点焊，焊点梅花形布设，焊接要牢固；②螺旋筋于桩顶和桩底上下各3m范围开始向中心环向间距加密，由200mm调整为100mm；③钢筋笼制作完毕后，挂上标志牌，详细注明其部位，并报请项目部技术主管检查，并由监理工程师鉴定合格后，方可使用。根据桩底桩顶标高预先计算出吊环长度，并另作吊环，将其设置于钢筋笼顶端，以保证钢筋笼下放到设计位置。④钢筋笼制作允许偏差见下表钢筋笼加工允许偏差钢筋笼长度(mm)钢筋笼直径(mm)主筋间距(mm)箍筋间距(mm)±50±5±10±20工人正在制作钢筋笼成品钢筋笼主筋邦扎的U型卡及圆条钢筋笼安装采用16T汽车吊起吊入孔，采用三点起吊的方式下沉到设计高程后马上检查其位置是否安装到设计位置，是否偏心，经监理工程师检查合格后，笼顶吊环穿入Ф100mm钢管2根予以固定。（1）钢筋笼搬动和起吊时要防止扭转、变形、弯曲，采用加强架立筋作撑以增加钢筋笼的刚度。（2）钢筋笼吊装前先在笼外焊接限位筋，用以保证钢筋笼与孔壁之间的间隔满足钢筋的保护层厚度。钢筋笼安装吊放钢筋笼导管安装导管采用φ300的无缝钢管，每节3m，最底节5m，配2节1m，2节2m的短管，用来调节导管高度。在下导管前，要对导管进行认真检查其是否损坏，密封圈，卡口是否完好，内壁是否圆顺光滑，接头是否紧密。对导管做水密、承压、接头抗拉试验，以检验导管的密封性能、接头抗拉能力，符合规范要求方可下导管。质量不可靠的导管不准使用。下导管必须有专人负责，导管必须居孔中心，下导管时防止导管插入钢筋笼和孔底。导管距离孔底25～40cm。方木工字钢导管混凝土拌合、运输、灌注（1）混凝土由商砼站拌合运输，要求砼坍落度18～22cm，坍落度损耗不大于2cm/h。配料拌合时由我单位一名质检人员旁站监督，确保混凝土标号符合要求。（2）砼采用罐车运输，运至施工地点后检查坍落度是否满足设计及规范要求，如果不满足灌注要求，将不合格料退回供应商。首灌量是水下砼灌注的关键指标，初灌后导管埋深不应少于1.0m，本工程采用6m3砼运输车运送砼，初灌量满足要求。初灌时使用球胆作为隔水塞。（3）随着混凝土的上升，适当提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下的深度控制在2～6m，严禁把导管提出混凝土面。浇筑时要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和混凝土的浇筑方量。每一根桩的混凝土浇筑必须连续进行，一次完成。（4）控制最后一次混凝土的灌入量，应保证设计桩顶标高和混凝土质量，灌至桩顶标高以上50cm。（5）浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制。灌注的桩顶标高应比设计桩顶高出0.5m（以后凿除），以保证桩顶混凝土强度。（6）灌注过程每罐砼灌注后应及时测量砼面上升高度，计算导管埋置深度确定导管拆卸长度。本工程要求最小埋管深度不小于2.0m，最大埋管深度不大于6.0m。严格控制初灌速度，防止钢筋笼上浮。（7）由于灌注使用商品砼，砼抗压强度资料及有关原材料由搅拌站提供，作为双控措施，施工现场每桩制作试块1组，以检验砼强度。水下灌注混凝土适当时间桩长（m）30m30—50m灌注量m3适当灌注时间h402--340--804--5403.0--4.080--1