西安地铁基坑明挖围护结构的施工方案

西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局193第八章基坑明挖围护结构施工第一节工程概况第二节钻孔桩施工第三节冠梁施工第四节钢支撑施工第五节土钉墙施工西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局194第一节工程概况1.1工程概况【南康村站】是西安市城市轨道交通二号线的一个中间站,车站设计范围：YCK6+759.270～YCK6+969.800，长208米，宽18.5米，基坑底板深16.21米。包括车站主体、2个风亭及4个人行通道出入口。本车站有效站台中心里程YCK+902.800，位于未央路与凤城二路十字路口地面下。1号风亭即北端风亭与待建的千禧国际广场地下室合建，风亭形式为高风亭，冷却塔布置在北端风亭旁的绿化带内。2号风亭即南端风亭设置在车站东南侧第五国际地块内，风道进入第五国际地下室后，出地面做低风亭。主体围护结构采用Φ800mm@1200mm的间隔钻孔桩+Φ600mm的钢管支撑。主体基坑围护结构见下图2-8-1。图2-8-1车站主体围护结构剖面图本站附属结构共4个出入口通道、1个消防通道、2组风道，通道及风西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局195道底板埋深给9.65米左右，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），附属结构基坑工程安全等级为二级。根据实地情况，附属工程均采用明挖顺序法施工，其通道围护结构可采用间隔钻孔灌注桩的支护形式，风道由于跨度较大并有施工场地，采用土钉墙+挂网喷混凝土的支护形式施工。位于车站东侧的3个出入口通道靠近在建的建筑第五国际及规划的千禧国际广场，及位于车站西侧的2个出入口通道位于以发大厦及凯鑫国际前的人行道上，其围护结构采用Φ800mm@1500mm的间隔钻孔桩+支撑，均采用Φ600，壁厚12/14mm的钢管支撑。桩间采用100mm厚的网喷混凝土支护，同时在竖向采用两道水平间距为4.0m的钢支撑。其工程量见表2-8-1主体及附属围护结构主要工程量表2-8-1序号工程项目单位数量1钻孔灌注桩C30砼m３86642钻孔灌注桩钢筋t8443钢筋制安t534冠梁C30砼m３3075型钢腰梁制安t322.66钢支撑及钢围檩项11.2地质、地形概况南康村车站场地内地层为：地表一般均分布有厚薄不均的全新统人工填土（Q4ml）；其下第四纪晚更新世风积黄土、（Q3eol）及残积（Q3el）古土壤；晚更新世及更新世冲积粉质粘土及砂类土等。站区位于西安市北郊未央大道与凤城二路十字路口，地貌单元处渭河南岸二级阶地，地势平坦，场地无断裂分布，地面标高介于390.56～391.20m。西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局1961.3水文地质特征本车站地下水位埋深12.60～12.80m之间，地下水位高程为378.24～378.78米。地下水主要为第四系孔隙水。主要赋存于冲积砂层孔隙中，根据区域地质资料，本区潜水含水层底板约在70～80米。第二节钻孔桩施工2.1概述本标段主体围护结构采用Φ800mm@1200mm的钻孔桩+Φ600mm的钢管支撑。在钢支撑与钻孔桩之间采用I45C制作腰梁焊接连接。桩芯混凝土采用C30，直径800mm，钻孔桩深度为22.7m。钻孔桩钢筋笼主筋为Φ25，主筋净保护层厚度为70mm。本标段钻孔灌注桩在钻孔之前要先开挖地面覆盖土层，探明地下管线数量、性质、埋深及走向等情况，并做好管线迁移和保护。管线保护具体施工组织见有关《市政管线保护》章节。钢筋笼在现场各桩位附近对应加工，并在钢筋笼上挂牌，牌上须标明：工程名称、桩位号、桩长、钢筋笼长度、桩基直径、钢筋笼直径、主筋数量及直径，以方便检查。钢筋笼制作时，全部采用焊接，焊接须符合有关规范要求。在各桩基终孔前3～5天内，提前按设计要求进行钢筋笼制作，待桩基终孔检查合格后，用汽车吊吊入桩孔中。桩芯砼全部为C30商品砼，采用水下灌注方法浇筑砼。2.1钻孔桩施工1、工艺流程钻孔灌注桩分两序跳打施工，钻孔桩施工流程见下图2-8-1所示。西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局197钻孔桩施工工艺流程图2-8-12、施工准备在钻孔桩钻孔前进行详细充分的技术准备，包括施工图审核交底，既有管线位置踏勘调查，突发情况应急方案等；进行施工场区内临时设施布置；进行材料、设备、机具机械准备和编制劳动力组织计划；开钻前验收安装钢筋笼清孔标定桩位埋设护筒制作护筒桩位校核钻机就位钻机成孔二次清孔下灌注导管水下砼浇注钻孔移位桩头处理检测配备钻探设备终孔验收测孔底沉渣制作优质泥浆制作钢筋笼监理工程师验收配备灌注导管设置泥浆循环系统混凝土输送混凝土搅拌砼材料试验商品砼测灌注高度设置隔水塞西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局198进行钻孔桩测量控制点布设，编制桩位编号及坐标表，桩位放样换手复核准确无误后进行施工；施工前先由技术负责人对施工准备逐项进行检查，逐级进行技术、安全交底和安全教育，使各项安全、技术措施在思想上、组织上及施工全过程得到落实。3、钻孔灌注桩施工（1）标定桩位用全站仪首先确定钻孔灌注桩相对控制点四～五个，然后定出钻孔灌注桩的施工轴线，最后确定每个桩的桩位。桩位确定后插上木桩并标明桩号，对控制点和桩位要反复测量、校核，测量人员和校核人员必须分开，以便互相查对监督，确保桩位准确无误。为防止钻孔桩围护在结构施工阶段发生侵限，结合施工误差和围护结构正常变形量，确定围护钻孔桩桩位轴线外移80mm。（2）埋设护筒护筒用厚度4～6毫米的钢板卷制焊接而成,埋置深度视桩位所处的水文地质情况和工程情况条件而定,护筒顶要高出地下水位1.5～2.0m,且埋入深度小于1.0m,部分区段要埋穿杂填土层以使钻机容易钻进。在护筒的顶部开设１～2个溢浆口,埋设护筒同时要用十字交叉线控制钢护筒埋设位置,使其准确定位,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于30mm,护筒与坑壁之间要用无杂质的粘土填实,以保证护筒的稳定。（3）钻机就位拟选用GPS-15型反循环回旋钻进。钻机安装就位必须符合规范要求，保证操作平台平整、稳固、安全可靠，确保施工过程中不发生倾斜、移动西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局199等现象。钻机就位后要由技术人员校正转盘中心与护筒中心偏差，校正转盘是否水平，防止钻孔偏斜。因灌注桩穿过土层的岩性差异较大，施工中可根据不同类别的土层选用不同类型的钻头钻孔，钻头选用见表2-8-2。以提高钻孔进度，确保成孔质量。常用的钻头有以下三种，一般情况下应优先选用锥形三翼钻头。钻孔桩钻头选用表表2-8-2序号钻头名称地层1锥形三翼钻头土层、砂层、砂砾层2筒式捞式钻孔砂砾层、卵石层3牙轮钻冻硬岩层、非均质地层（4）钻孔及护壁泥浆制备在钻机开钻之前必须先制备护壁泥浆，建立泥浆循环系统。根据规范要求，泥浆采用膨润土制备，膨润土要先浸水再搅拌。由于基坑为条型，准备分段设置泥浆池和沉淀池，用完后马上回填，以保持现场清洁。泥浆池设临时防雨棚，避免雨水稀释泥浆。泥浆制备好后就可进行钻进，在钻进过程中要保持孔内泥浆和泥浆池的泥浆正常循环，循环方法采用反循环法，其稠度应当适宜，注入干净泥浆的比重控制在1.1～1.15t/m3左右，排出泥浆的比重控制在1.2～1.4t/m3之间。人工填土和淤泥层要重点防护，必要时适当提高注入泥浆的稠度。钻进过程中每隔20分钟测量一次泥浆的比重，在现场试验室内定期测定泥浆的粘度、含砂量、稳定性和肢体率等指标。如发现泥浆比重偏低，要及时投入膨润土，直到达到要求为止。在钻进过程中要及时做好钻孔记录；记录的内容应包括孔位、孔口高西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局200程、开钻时间、钻进速度、累计钻进深度、泥浆比重，加钻杆时间及长度、地质情况的描述等参数以备查验。沉淀池的沉碴要及时挖除并运至监理工程师指定的弃碴场。在钻进过程中，如发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔冒浆等情况立即停止钻进，采取下列措施后方可继续施工：a、当钻孔倾斜时，可反复扫孔修正，如纠正无效，在孔内回填土至偏孔处以上0.5m，再重新钻进。遇孤石时，可以冲击钻锤用高低冲程交替冲击，以将大孤石击碎或挤入孔壁；b、钻孔过程中如遇坍孔，立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻。c、如遇到护筒周围冒浆，可用稻草拌泥团堵塞洞口，并在护筒周围压上一层砂包。钻孔采用跳钻法，钻孔完毕后及时下放钢筋笼，并浇灌混凝土，防止空置时间过长而塌孔，当天钻成的孔必须当天浇灌完。（5）清孔当达到设计深度后，经监理工程师查验，桩底处岩性符合设计要求，即可开始采用反循环工艺进行清孔。其方法为将钻头提离孔底20～50cm,维持冲洗液正常反循环流动。清孔时要使孔内浆面高出地下水位１米以上，避免塌孔。直至孔底沉碴厚度小于设计要求为止。在钢筋笼和导管放入孔之后，再一次测量孔深和沉碴厚度，如不满足设计要求再用导管进行二次清孔。（6）对钻孔进行检验，最终达到下列质量标准：西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局201桩径容许偏差±50mm(负值指个别断面)；垂直度容许偏差1%；孔底沉碴或虚土厚度≤100mm；桩位容许偏差：沿垂直轴线方向150mm；沿平行轴线方向200mm。（7）钢筋笼制作及吊放钻孔灌注桩的钢筋笼要提前按设计和规范制作好并经监理工程师检查签认后存放在桩位附近,钢筋笼加工时主筋和加强箍之间,主筋与螺旋筋之间均要焊牢,防止钢筋笼搬动时扭转,弯曲。对于钢筋笼总长度大于13m的,分成两段加工制作。主筋搭接及上下两段钢筋笼的连接均采用单面焊接,焊接长度大于10倍钢筋直径。钢筋笼统一在现场加工成型，加工成型的钢筋笼外径比设计孔径小100～140mm,为防止钢筋笼吊放时扭曲变形，在主筋内侧每隔2.0m加设一道φ20的加强箍筋，每隔两米在箍内设一道φ20的三角加强支撑，与主筋焊接牢固组成骨架，每隔5m设置一个厚60mm定位筋（确保钢筋笼居中及钢筋保护层厚度）。其定位筋图见图2-8-2。西安市城市快速轨道交通二号线一期工程尤家庄至长延堡段土建工程TJSG-7标段投标技术文件第二部分施工组织设计第八章基坑明挖围护结构施工中国水利水电第十四工程局202图2-8-2定位筋图两段钢筋笼连接时，要注意确保上下两段钢筋笼轴线重合。钢筋笼下至设计高程后，立即用钢筋将钢筋笼固定在钢护筒上，固定后要使钢筋笼轴线与桩孔轴线重合，并保证在灌注水下砼的过程中钢筋笼不会发生左右和上下移动。（8）浇筑水下混凝土1）钢筋笼吊放好之后，下放导管，导管底端距孔底30～50cm，导管下放到位后再一次测量孔深和沉碴厚度，若达到设计要求后应立即安放隔水塞，进行水下砼灌注。2）设计水下混凝土配合比要满足设计强度要求，要考虑到水下浇筑的特点，适当提高水泥用量。塌落度控制在160～210mm，水下混凝土粗骨料最大粒径不得大于40mm。3）采用商品混凝土灌注，加快水下混凝土的浇注速度，以确保混凝土的质量。4）为保证浇注的整体性、均匀性，导管埋设深度应满足下列要求：初