南京地铁人工挖孔桩施工方案

南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第1页南京地铁二号线一期工程明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案一、工程概况南京地铁二号线一期工程D2-TA12标土建工程(明故宫站)位于中山东路与御道街交叉口的东侧，车站与六号线的换乘节点位于交叉口下，车站沿中山东路东西向布置，埋置于中山东路路面以下。车站北侧为江苏省南京警备区，车站南侧和东南侧为南京航空航天大学，车站西北侧和西南侧均为明故宫遗址，车站东北侧为南京军区。车站设计起点里程为K16+990.100，站台中心线里程为K17+072.000，终点里程为K17+179.500，总长189.4m，标准段宽度23.6m，车站底板埋深约17.06m，车站与六号线换乘段埋深约25.04m。车站围护结构为人工挖孔桩。西端换乘段采用挖孔桩桩长29米（部分14米），标准段采用挖孔桩长25.2米。挖孔桩桩径1200mm，间距1100mm。围护结构详见《明故宫站围护结构平面布置图》。二、工程地质及水文地质情况1、地形、地貌情况明故宫站场地地貌隶属古秦淮河河漫滩地貌单元，地貌形态较简单。历经长期的人类活动，现为繁华市区东西向交通主要干道，地面标高9.50～10.30m，相对高差0.80m，人工堆填土约1.50m，地势平坦。2、水文情况根据明故宫站的地质勘探资料，结合区域地质条件，地下水类型主要有孔隙潜水和承压水，上部场地地下水类型属孔隙水，承压水赋存于③－4e1－2混粉质粘土卵砾石层，该层局部卵砾石为中粗砂充填，赋水性较好，为承压水。地下水主要补给来源为大气降水及人工用水的补给。由于沿线多为城市道路路面，潜水南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第2页主要接受沿线排水管线和临近地表河水的补给，径流滞缓；承压水主要为侧向补排，相对较稳定。潜水位埋深介于0.9～1.9m，稳定水位埋深1.00～2.00m，相应高程约9.00m；承压水位埋深介于0.10～8.40m，平均埋深3.5m，相应高程约7.77m。观测结果表明：潜水位和承压水存在约1.23m的水位差，说明深部地下水具有一定的承压性。地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。3、地基土的分析和评价①-1杂填土杂色，松散，表层0.5m左右为沥青路面和块石垫层，下部以粘性土夹碎石、砖等，层底埋深0.7～2.50m，层厚0.7～2.5m。①-2b2-3素填土灰黄～灰色，稍密～中密，以可～软塑状粉质粘土为主，夹少量碎、瓦片等，层底埋深1.8～3.8m，层厚0.5～2.4m。②-1b2-3粉质粘土黄灰色，可～软塑，夹粉土薄层，水平层理，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，层底埋深3.0～6.5m，层厚0.4～3.5m。②-1c2-3粉土黄灰色，稍密～中密，夹粉质粘土薄层，水平层理，中等摇振反应，韧性低，干强度低，层底埋深4.3～8.5m，层厚0.7～4.5m。②-2b4淤泥质粉质粘土灰色，流塑，含腐植质，夹粉土薄层，韧性中等，干强度中等，压缩性高，层底埋深11.0～19.0m，层厚5.8～14.4m。南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第3页②-2d2-3混泥质中粗砂灰色，稍～中密，粉质粘土与中粗砂混杂，交错层或团块状，非均质，层底埋深13.5～16.0m，层厚2.0～2.8m。②-3b2-3粉质粘土灰色，软～可塑，夹粉土薄层，切面光滑，干强度中等，韧性较高，中高压缩性，层底埋深13.5～16.0m，层厚2.0～2.8m。③-1b1-2粉质粘土灰黄色，硬塑～可塑，含少量铁锰质结核，刀切面光滑，干强度高，韧性较高，中等压缩性，层底埋深15.5～19.3m，层厚0.8～6.1m。③-4e1-2混粉质粘土夹砾石灰黄色，中密～密实，粉质粘土、卵砾石混杂，卵砾石含量30～60％，石英质为主，次圆状，粒径一般3～7cm，局部有粗砂充填，夹粉质粘土透镜状，层底埋深19.0～25.8m，层厚0.1～8.4m。③-4b2粉质粘土灰黄色，可塑，夹粉土，切面光滑，干强度高，韧性高，层底埋深19.7～21.4m，层厚1.2～1.9m。K1g-1a泥质粉砂岩（强风化）紫红色，密实，泥质粉砂岩强烈风化，呈砂土夹泥状，遇水极易软化崩解，夹碎石状岩屑，层底埋深23.2～27.3m，层厚1.2～5.0m。K1g-2a泥质粉砂岩（中风化）紫红色，极软岩，中等风化，呈碎块～短柱状，层状构造，泥质胶结，软化岩石，裂隙较发育，完整性差，层底埋深未揭穿。三、编制依据南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第4页1）、业主对本项目的工期要求；2）、地铁施工现行设计、施工及验收规范；3）、多年从事类似工程所积累的施工经验和成熟的施工工艺；4）、我公司现有的施工机械设备及施工技术力量；四、挖孔桩工程概况及实施方案明故宫站标准段外包尺寸结构外缘为22m（宽）×16.97m（高），基坑长190.5m，标准段宽22m，标准断面处基坑深约为16.97m，竖向设置四道支撑加一道倒换支撑保持稳定；底板下设有风道处基坑深约为19.85m，竖向设置五道支撑加一道倒换支撑保持稳定；与六号线换乘节点处基坑深约为25.04m，基坑竖向设置六道支撑加一道倒换支撑保持稳定。基坑采用人工挖孔咬合桩，桩径φ1200mm，咬合100mm；换乘节点处及端头井处桩长29.2m，其它区段桩长25.2m，桩总数量为516根，总长约为13117m，桩身砼采用C30砼，砼总方量约为14890m3。挖孔桩须采用降水管井将地下水降至开挖设计要求后，方可进行其开挖，并随开挖进度进行降水。1管井降水施工方法及技术措施根据设计要求，挖孔桩采用深管降水管井进行降水，管井由加网焊接钢筋笼管和高扬程潜水泵组成，共设管井30个，井深22.0m，以确保孔桩施工安全。其降水管井布置详见《明故宫站基坑降水井点平面布置图》。1.1管井降水施工方法及工艺流程管井采用旋转钻机成孔，下放钢筋笼井管，高扬程潜水泵抽水，施工工艺流程详见下图所示。南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第5页管井降水施工工艺流程图降水管井及降水施工技术方法为：a.测量放线定位：根据降水平面布置图，测量定出每个管井准确位置，钻机按井点位置就位。b.钻孔：采用GZQ-700型回转钻机正循环钻进成孔，成孔垂直偏差控制在1％之内，成孔深度应比设计深度深0.5m以上。孔口设长1.5m、φ900钢护筒，钢护井点测量定位钻机定位钻孔清孔吊放钢筋笼井管回填砂砾过滤层封口洗井安装水泵及控制电路试抽水降水井正常工作降水完毕拨井管封井制作钢筋笼井管原土造浆泥浆池沉淀池泥浆排放南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第6页筒埋设高出地面0.3～0.4m，外围封填堵塞，设溢浆孔和进浆管，并保证孔内液面高出地下水位，护筒周围设置排浆沟、泥浆池、沉淀池。采用原土造浆护壁，泥浆沉淀净化后再利用，泥浆比重控制在1.1～1.2g/cm３，含砂率不大于5％，下设井管前，采用正循环清孔，让泥浆翻清，清除孔内沉碴。c.管井下设：管井采用焊接钢筋笼制作，钢筋笼采用12φ18钢筋作主筋，外设φ8＠150箍筋，内部设φ16＠1900加强箍，主筋与箍筋、加强箍之间点焊连接形成骨架，钢筋笼由外向内依次包尼龙网、1×1镀锌铅丝网和5×5铁丝网，钢筋笼内径为φ400。将制作好的钢筋笼管井，用汽车吊吊放入井内，管井安放应力求垂直并位于井孔中间，管顶部比地面高出20cm左右，并有加固措施。d.填滤料：管井放入井内后，及时在井管与孔壁间填充粒径为3～15mm细砾石滤料。滤料必须符合级配要求，将设计砂砾规格上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90％，杂质含量不大于3％，用铁锹下料，以防止分层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1.5m左右，上部采用不含砂石的粘土分层回填并夯压封口。e.洗井：采用压力为0.8Mpa，排气量为9m３/min空压机及潜水泵联合洗井，直至抽出清水为止。洗井应在下完井管，填好滤料，封口后8小时内进行，一气呵成，避免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。f.下放水泵：采用JQB1.5-6型潜水泵抽水，在安装前应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。检验电动机的旋转方向，各部位的螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况，然后在地面运转3～5min，如无问题，始可放入井中使用。用绳索将潜水泵吊入滤水层下部，并固定牢固。潜水泵电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，每台泵应配置一个控制开关，主电源线路沿深井排水管路设置，安装完毕应进行试抽水，满足要求方可投入使用。1.2管井降水控制措施南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第7页a．管井降水施工前，先根据设计参数进行试验管井施工，以进一步验证涌水量和地质情况，调整管井布置及施工参数。b.管井使用时，应对称同时抽水，使水位差控制在要求限度内。并派专人值班，负责抽水，采取分级降水，一次降低水位5m以内，稳定24小时后再进行下次降水，直到水位降到所需深度。c.管井降水时要进行水位观测，当水位差超过警戒要求时，应立即采取减少部分管井抽水或回灌水等补救措施。d.井点供电系统应采用双线路，防止中途停电或发生其他故障影响排水。e.潜水泵在运行时应经常观测水位变化情况，检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内。同时，还须定期检查密封的可靠性，以保证正常运转。f.井管使用完毕，用汽车吊将井管管口套紧，徐徐拨出，井管拨出洗净以备后用，残余孔洞用砂砾填充、捣实。2、人工挖孔桩施工方法及技术措施2.1人工挖孔桩施工方法根据设计要求及工期安排，挖孔桩采用“跳三挖一”的顺序施工，共分3个循环完成。挖孔桩施工顺序工艺流程见下图所示。人工挖孔桩成孔顺序图根据车站总体施工布置安排，人工挖孔桩全面展开分段开挖。人工挖孔桩施工工艺流程详见挖孔桩施工工艺流程图所示。南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第8页挖孔桩施工工艺流程图挖孔桩采用人工开挖，小型卷扬机起吊土石方，分节开挖及灌护壁混凝土成孔，分节开挖深度视地质情况采用0.5～1.0m，护壁混凝土采用现场自拌。孔桩钢筋笼在加工房加工成型，用两台QY-16型汽车吊整体起吊放入孔内。人工挖孔桩桩芯混凝土全部采用商品混凝土，串筒法灌注。施工准备放线、定桩位挖第一节桩孔土方绑扎孔口护壁钢筋及支模灌注第一节护壁混凝土测量放线安装防护照明起吊等设施挖孔桩土方开挖绑扎护壁钢筋灌注护壁混凝土成孔及终孔确认制作护壁钢筋制作护壁模型拌制护壁混凝土成桩制作护壁钢筋校核桩孔垂直度和直径拌制护壁混凝土放线检测桩身截面净空吊放钢筋笼灌注桩身混凝土钢筋检测制作钢筋笼安装护壁模型南京地铁二号线一期工程D2-TA12标明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案第9页2.2人工挖孔桩技术措施挖孔桩采用人工开挖，小型卷扬机起吊，分节开挖及灌注钢筋混凝土护壁成孔。施工中根据地质情况按0.5～1.0m循环进尺进行施工，护壁混凝土采用现场自拌。桩身钢筋笼在加工房加工成型，用两台QY-16型汽车吊分段起吊放入孔内。挖孔桩桩芯混凝土全部采用商品混凝土，串筒法灌注，挖孔桩施工技术措施如下：a.平整挖孔桩施工场地，布设挖孔桩桩位测量控制点，并编制桩位编号及坐标表，经复核无误后现场测放桩中心点，在桩位四周引测桩中心控制护桩。施工前先由技术人员和施工人员逐孔全面检查各项施工准备工作，逐级进行技术和安全交底，使各项安全、技术措施在思想上、组织上、操作上得到落实。b.由人工逐层用镐、锹进行开挖。挖土顺序为先中间，后周边，第一节桩孔开挖完成后，进行护壁钢筋混凝土施工。护壁模型采用组合式钢模板，模板用U型卡连接，上、下由两半园组成的钢圈顶紧，并用桩心点校正模板位置。护壁混凝土采用C20早强混凝土，现场自行拌制，用机动翻斗车运至现场灌