广东框架地铁站立柱桩施工方案(一柱一桩).doc

立柱桩专项施工方案立柱桩专项施工方案 目目 录录 1 编制说明 .6 1.1 编制依据 .6 1.2 编制目标 .6 2 工程概况 .7 2.1 车站位置与环境 .7 2.2 工程概述 .7 2.3 工程地质条件 .8 3 施工总体部署 .8 3.1 劳动力准备 .8 3.2 工程进度计划 .9 3.3 机械配置9 4 立柱桩施工流程及程序 10 4.1 立柱桩施工程序 .10 4.2 立柱桩施工流程10 5 临时立柱桩、抗拔柱施工 12 5.1 施工技术要求和保证措施 .12 5.2 立柱桩桩质量通病的防治17 6 施工中出现的问题及解决措施 19 6.1 糊钻、埋钻19 6.2 断钻杆19 6.3 浮笼 .19 6.4 灌注砼面高度确定 .20 6.5 商品砼的质量控制20 7 安全文明施工 20 7.1 文明施工20 7.2 安全措施 .21 *站立柱桩专项施工方案站立柱桩专项施工方案 1 1 编制编制说明说明 1.11.1 编制依据编制依据 (1)地下铁道设计规范(gb50157-2003) (2)地下铁道工程施工及验收规范(gb50299-2005) (3)建筑结构荷载规范(gb500092001) (4)混凝土结构设计规范(gb50010-2002) (5)钢管混凝土结构设计与施工规程(cecs28:90) (6)地下工程防水技术规范(gb50108-2001) (7)钢结构设计规范(gb5007-2003) (8)建筑抗震设计规范(gb50011-2001) (9)建筑地基基础设计规范(gb50007-2002) (10)人民防空工程设计规范(gb50225-95) 1.21.2 编制目标编制目标 1、安全目标：无因工死亡事故，无触电、物体打击、高空坠落等事故；无重 大机电设备事故、重大交通事故及火灾事故；无因施工造成地表沉陷及由此导致交 通中断、通讯中断、漏水、漏气等重大事故。各种变形控制在允许范围内，地下管 线不断不裂；地上建筑物及环境稳定。 2、质量目标：工程竣工验收合格率 100，单位工程质量合格，满足招标文 件质量要求。 3、环境保护目标：所有活动符合国家和*市环保法律、法规、标准要求。 4、工期目标：确保招标文件规定合同工期中的总工期、关键工期和里程碑工 期的要求。 5、文明施工目标：确保达到*市市级文明工地。 2 2 工程概况工程概况 2.12.1 车站位置与环境车站位置与环境 本站为*地铁 3 号线西延线段益田站至上步中路站 8 座中的第 4 个车站，*地 铁 2 号线东延线的第 9 个站,是地铁 3 号线与 2 号线的换乘站，与此处的 2 号线、 广深客运专线一起组成为福田综合交通枢纽。车站设置于民田路和深南大道的交汇 处，规划中的莞深、穗深城际线也在此与 2、3 号线换乘，同时站点东侧的益田路 下还有广深港客运专线*站在此交汇。车站北侧高交会馆旧址规划为*福田 cbd 金 融聚集区，包括*证券交易所和其他金融业相关的高级写字楼，是*未来的“华尔 街” 。另有*市广播电影电视大楼。车站南侧为中心区布局最为密集、开发强度最 高的高级办公商务区，主要有投资大厦、联通广场、兴业银行、航天大厦、时代卓 越大厦、时代金融中心、中央商务大厦等等，均在 30 层左右。 地铁 3 号线车站为地下三层侧式站台车站。有效站台中心里程为 ydk6+077.000，车站起点里程：ydk6+006.800，车站终点里程：ydk6+207.000，车 站全长 200.2m，标准段宽 24.8m，车站外包总高 22.42m。有效站台中心里程处顶 板覆土厚度 3.2m。车站北端设盾构始发和吊出井，南端接矿山法区间。车站采用 地下三层两跨现浇钢筋混凝土矩形框架结构。车站基坑开挖深度约 25.77m26.97m，支护工程安全等级为一级。 地铁 2 号线车站为地下二层岛式站台车站。2 号线车站中心里程为 ydk25+501.53，车站起点里程：ydk25+392.5，车站终点里程：ydk25+941.32， 车站全长 548.82m，2 号线车站标准段宽 43.4m。有效站台中心里程处顶板覆土厚 度 3.2m。车站东西两端均设盾构吊出井。车站标准段采用地下两层四跨现浇钢筋 混凝土矩形框架结构，车站与 3 号线换乘段采用地下三层三跨现浇钢筋混凝土矩形 框架结构，与广深港城际客运专线换乘段采用地下三层多跨现浇钢筋混凝土矩形框 架结构。车站标准段基坑开挖深约 18.71m20.11m，与 3 号线换乘段基坑开挖深 25.37m,与广深港换乘段基坑开挖深度约为 30.52m,支护工程安全等级为一级。 2.2.2 2 工程概工程概述述 基坑内采用 1200 钻孔桩与钢格构柱组合结构作为立柱桩,共 245 根。立柱桩 采用一柱一桩。按照设计院批复意见，工作井范围内上部格构柱采用 4l14016q235b 角钢，缀板为 40030012，间距为 750，格构柱截面尺寸为 450450，立柱桩钢筋弯折 10d 时，与格构柱连接处采用单面焊接。格构柱长度为 1427m，插入桩内长度为 3m，下部采用 1200 钻孔灌注桩作为基础。格构柱插 入灌注桩深度误差5cm，格构柱垂直误差1/300，定位偏差2cm，钢立柱各边 与轴线严格垂直或平行，每根立柱桩均埋设 1 根后注浆管。 2.32.3 工程地质条件工程地质条件 车站范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土（q4ml）、冲洪积 （q4al+pl）粗砂、中砂、细砂、粉砂层及砂（砾）质粘性土层（qel），下伏基岩 为燕山期（53）花岗岩，局部为震旦纪云开组变质砂岩（sky）及断层角砾岩 （fbr）。具体分层如下：素填土（qml）、粉（细）砂（q4al+pl）、 中（粗）砂（q4al+pl） 粉质粘土（q4al+pl）、粉质粘土（q4al+pl）、砂（砾）质 粘土（qel）、砂（砾）质粘土（qel）、微风化变质砂岩（zyk）、 全风化花岗岩（53）、强风化花岗岩（53）、强风化花 岗岩（53）中等风化花岗岩（53）、微风化花岗岩（53）、 强风化断层角砾岩（fbr）、中风化断层角砾岩（fbr） 3 3 施工总体部署施工总体部署 3.13.1 劳动力准备劳动力准备 施工时，针对工程地质条件的复杂性及施工工期的严峻性，我部充分发挥现 场旋挖钻与冲桩机施工机具的优势，在深度较浅桩比较密的地方用旋挖钻，在深度 较长地段用冲桩机。在为保证各工序之间的衔接，尽量压缩工序之间的自由时差， 项目部实行项目经理宏观管理领导，工区经理具体组织实施，技术人员负责质量管 理和现场技术工作，其他人员各负其责、层层把关的生产管理体系。施工人员组织 安排见下表 3-1： 表 3-1 施工人员组织安排表 名称岗位人数备注 项目经理1 工区经理1 工区副经理1 项目部 项目总工1 工程技术部现场技术员10 安质部安全质检员2 钻机工20每台钻机分两班 泥浆工10 电焊工10 电工2 其他 辅助人员10 3.23.2 工程进度计划工程进度计划 1-49 轴 2009 年 01 月 30 日2009 年 03 月 30 日 49-56 轴 2009 年 03 月 22 日2009 年 04 月 22 日 56-69 轴 2009 年 01 月 20 日2009 年 02 月 30 日 3.33.3 机械配置机械配置 为保证施工要求，我项目部计划在立柱桩施工过程中投入以下机械设备，如表 3-2 所示： 表 3-2 主要机械设备 设备名称型号数量单位备注 旋挖钻机 syr2202 台性能良好 冲孔钻机 ck150020 台性能良好 汽车吊 qy20b2 台性能良好 汽车吊 qy25e2 台性能良好 液压挖掘机 syr2202 台性能良好 电焊机 bx1-31510 台上海出产 气割设备乙炔切割 5 套江苏出产 4 4 立柱桩施工流程及程序立柱桩施工流程及程序 4.14.1 立柱桩施工程序立柱桩施工程序 4.1 桩口周围地平硬化（行车道板或钢板）； 4.2 桩位放样； 4.3 钻进成孔； 4.4 钻孔到位后，测定孔深、孔径、沉渣厚度、泥浆各项指标； 4.5 下放钢筋笼，至笼顶第一道环箍处用横杠固定； 4.6 格构柱插入钢筋笼中 3m，不包括锚入底板钢筋长度 45d，保证格构柱垂直 居中后将笼顶主筋与格构柱牢固焊接。 4.7 格构柱与钢筋笼整体吊放距设计位置 50cm 左右，用横杠固定； 4.8 安装格构柱校正架，校正架精确定位并固定； 4.9 调整格构柱居中到位，固定在校正架上； 4.10 下放导管，进行二次清孔，达到灌注要求时，安装注浆管。 4.11 灌注混凝土，混凝土灌注完毕拔出导管； 4、12 待混凝土灌注完 12 小时后拆除格构柱校正架，拔出护口管； 4.24.2 立柱桩施工流程立柱桩施工流程 采用旋挖钻机和冲孔桩机成孔，安放钢筋笼、格构柱，并安放导管，两次清孔、 进行水下混凝土灌注工艺。具体流程见图 4-1： 图 4-1 立柱桩施工流程图 场地平整 桩位放样 钻进成孔 终孔 下放钢筋笼 安装格构柱校正架并精确定位 格构柱与钢筋笼连接 整体下放 格构柱与校正架牢固 焊接 下导管，安装 注浆管 二次清孔，泥浆及沉 渣指标合格 灌注水下砼 检查垂直度、保持中心位 置 测量孔深、桩径、沉渣厚 度，泥浆各项指标 钢筋笼验收合格 格构柱验收合格 混凝土凝固后拆除校正架， 拔出护筒 用二经纬仪双向观测控制 检查格构柱的位置， 及时校正 5 5 临时立柱桩、抗拔柱施工临时立柱桩、抗拔柱施工 临时支撑立柱既作为施工过程中的临时支柱，其顶部与第一道钢筋砼支撑连接 起到顶撑作用，防止钢筋砼支撑跨大过大，受力变形发生断裂。同时利用牛腿托架 将基坑下部各道钢支撑进行顶托固定，防止钢支撑挠曲变形过大而脱落。其下部桩 基承受由格构桩传递的上部构筑物及施工荷载。在车站结构尚未完成前，对各道钢 支撑起到顶托固定作用，同时承受地下各层已施作完毕的框架结构自重及各种施工 荷载。 3 号线盖挖范围内的格构柱共计 23 根，尺寸为 600*600mm，临时立柱基础桩径 为 1000mm，永久柱下抗拔桩基础桩径为 1200mm，其它位置格构柱共计 222 根，尺 寸为 450*450mm，立柱基础兼做抗拔桩，桩径 1200mm。 格构柱采用与下部桩基钢筋笼焊接定位，使格构柱与立柱桩钢筋笼形成整体一 次吊桩就位，格构柱进入桩基础 3m。 桩身垂直度偏差不应大于 3，钻孔桩钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇 到地下水、塌孔、缩孔等异常情况时，应及时处理。 桩身混凝土浇筑标高应比设计标高高出 500mm 左右,必须凿除桩顶多余的混凝 土，清除表面的残渣、浮土和积水。 5.15.1 施工技术要求和保证措施施工技术要求和保证措施 1、 护筒埋设 桩位定出挖好后，挖埋护筒,并对埋置护筒进行校核，桩位中心与护筒误差应 20mm，护筒上口应保持水平，底部应座于原状土上，四周用粘土夯实。然后重新 标测桩位中心。当杂填土层较厚时，护筒长度相应加长，确保护筒座落在原状土上。 2、 钻机就位 钻机就位，用线锤对中，水平尺校水平。对中校平要反复进行，使钻机的天轮、 钻头及桩位中心三点成为一线，钻头中心与桩位中心偏差20cm；钻机水平，以确 保桩孔的垂直度 3、钻进成孔 本工程钻孔桩施工主要采用原土自然造浆方法，考虑到部分地区上部土层为 淤泥质粘土和砂质粉土，造浆能力可能较差，则可采用人工造浆方法。泥浆配制是 保证成孔质量的关键措施，泥浆的控制指标：粘度 1822s，含砂率不大于 8%，胶 体率不小于 90%。在粘性土中成孔时，循环泥浆比重控制在 1.11.3；在砂土和较 厚的夹砂层中成孔时，要采用在孔中投入泥团人工造浆，比重控制在 1.21.3。 钻（冲）进过程中每 2h 应检测一次泥浆指标，注意及时调整泥浆指标，使 其符合规范要求，同时应注意土层变化，随时与地质图进行对照，合理调整钻进速 度与钻压等钻进参数。钻进记录必须如实、准确、及时、整齐，项目部质量管理人 员必须对钻进记录进行抽查，及时掌握进尺情况与泥浆指针数据，确保施工顺利进 行。 钻进：初钻时应低档慢速钻进，一般为 4070 转/分，使钢护筒刃脚处形成 坚固的泥皮护壁，钻至钢护筒刃脚下 1m 后，可按土质情况以正常速度钻进。正常 钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应掌握升降 机钢丝绳的松紧度，以减少钻杆、水龙头晃动。在钻进过程中，应根据不同地质条 件，随时检查泥浆指标。入岩后，把钻头换成冲击锤冲击岩石成孔。 成孔过程中泥浆循环槽应经常疏通，泥浆箱、沉淀池要定期清理。 钻进过程中经常检查钻机的垂直度，开孔 20 米内每加一根钻杆检查一次， 如发现垂直度超标要立即纠正，保证垂直度。 4、 清孔 一清：钻进成孔后，应进行第一次清孔。清孔时应将钻具提离孔底 0.30.5 米，缓慢回转，再加大泵量，每隔 10 分钟一次，将钻具提高 35 米来回提动几次， 再开泵清孔，确保孔内无泥块，比重1.30； 二清：钢筋笼、格构柱下好后，需立即下导管并用导管进行第二次清孔， 清孔时间不小于 30 分钟。确定孔底沉渣厚度小于 10cm 时，方可停止清孔。二次清 孔后的泥浆比重应1.20。清孔结束后，应尽快灌注砼，其间隔时间不能大于 30 分钟。 5、旋挖钻机施工： 旋挖钻定位时，调整钻机的水平、垂直仪，使气泡居中，然后伸缩钻杆，使 钻头底部导向尖对准桩位中心，钻头自然放松，根据护桩到钻头外壁的距离进行定 位校核，严格控制孔位偏差在允许误差范围内。 钻进时，缓慢旋转放下钻杆，当进尺在护筒顶以下 1.5m 左右，进行孔内注 浆，以防止钻进过深影响钻孔质量。在钻进过程中及时向孔内补充泥浆，泥浆面确 保低于原地面约 20 厘米左右，以保持孔壁稳定，同时保证文明施工，不致泥浆外 溢。泥浆指标要求如下： 性能：粘度 1822 s，比重 1.051.20，含砂率1.0m，隔水栓打开后，要保证砼连续灌注； 灌注砼过程中，导管提升、拆卸时，应由质检员测量砼面高度，并进行记 录，严禁将导管提离砼面，导管埋深控制在 310m。 9、 试件制作 试验员须持证上岗； 试块取样，须在监理或值班技术员的监督下进行，不得随意添加材料，以 保证试块强度值的真实性； 按规范要求现场制作砼试块，不得违反操作规程（试模加料分二层，分别 用 16 钢筋捣 25 下） 。同组试块应取自同车商品砼，试块为 150150150mm， 试块数量根据相关规范确定； 试块脱膜后，须放在 203养护池中养护 28 天。然后及时送测试单位测 试，并及时反馈数据资料，以便及时调整砼配合比。 5.25.2 立柱桩质量通病的防治立柱桩质量通病的防治 1、塌孔 现象：在成孔过程中或成孔后，孔壁塌落，造成钢筋笼放不到底，桩底部有很 厚的泥夹层。 预防措施：施工中加大护筒埋深，如遇地下水位变化过大，则采取升高护筒、 增大水头及用虹吸管连接等措施。 2、桩孔偏斜 现象：成孔后不直，出现较大垂直偏差； 预防措施：安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和 护筒中心三者应在同一轴线上，并经常检查校正。由于主动钻杆较长，转动时上部 摆动过大，必须在钻架上增添导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架向 下钻进。钻杆、接头应逐个检查，及时调整。发现主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时 更换钻杆。在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊住钻杆控制进尺，低速钻进，或回 填片、卵石，冲平后再钻进。 3、 缩孔 现象：孔径小于设计孔径； 防治方法：采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。 4、 梅花孔 现象：孔断面形状不规则，呈梅花形； 防治措施：经常检查转向装置是否灵活。选用适当粘度和比重的泥浆，适时掏 渣。用低冲程时，隔一段时间要更换高一些的冲程，使冲锥有足够的转动时间。 5、 钢筋笼放置与设计要求不符 现象：钢筋笼变形，保护层不够，深度位置不符合要求； 防治措施：钢筋笼在运输和吊放过程中，每隔 2.02.5m 设置加强箍一道。在 钢筋笼周围主筋上每隔一定间距设置混凝土垫块，混凝土垫块根据保护层的厚度和 孔径设计。清孔时应把沉渣清理干净，保证实际有效孔深满足设计要求。钢筋笼应 垂直缓缓放入孔内，防止碰撞孔壁。钢筋笼放入孔内后，要采取措施，固定好位置。 对在运输、堆放及吊装过程中已经发生变形的钢筋笼，应进行修理验收合格后再使 用。 6、 断桩 现象：成桩后，桩身中部没有混凝土，夹有泥土； 预防措施：混凝土坍落度应严格按设计或规范要求控制。浇筑混凝土前应检查 商品混凝土的和易性和流动度，保证混凝土灌注时不发生堵管现象。边灌注混凝土 边拔套管，做到连续作业，一气呵成。浇筑时勤测混凝土顶面上升高度，随时掌握 导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。钢筋笼主筋接头要焊平， 导管法兰连接处罩以圆锥形白铁罩，底部与法兰大小一致，并在套管头上卡住，避 免提导管时，法兰挂住钢筋笼。 7、钻孔漏浆 现象：在成孔过程中或成孔后，泥浆向孔外漏失； 防治措施：加稠泥浆或倒入粘土，慢速转动。在有护筒防护范围内，接缝处由 潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝，稳住水头。 在踏勘施工现场并了解情况的基础上，收集该工程的工程勘察资料和施工 场地及邻近区域地下设施资料，以便掌握施工场地的地质情况和安排合理的施工设 备及工艺。 对施工图及中间桩施工顺序认真分析研究，确定合理的施工顺序。 对钢筋笼详图进行分析，施工前编制钢筋笼分节图。 收集施工所用的钢筋等原材料的质保书，并按规程要求进行各种试验。 确定钻探工艺，根据不同地层特征确定钻压、钻速等技术参数，确保桩 身质量符合设计要求。 6 6 施工中出现的施工中出现的问题问题及解决措施及解决措施 6.16.1 糊钻、埋钻糊钻、埋钻 6.1 在粘土层钻进时，因泥浆太稠，进尺太慢，造成钻头糊粘。 处理方法是提高转速，加大泵量，稀泥浆钻进，选择合理的钻进参数。在钻头 的结构设计上，要减少钻头构件；采用腰带翼板间不加焊肋板，确保液流畅通；保 证翼板表面光滑，上边缘薄，呈锋刃状，有利于土屑成条移动与折断；提高钻进速 度。 6.26.2 断钻杆断钻杆 钻杆折断主要集中在钻杆加强筋根部，造成钻杆脱落，原因一是钻杆壁厚度太 薄，强度不够；二是部分钻杆本身及焊接质量不合格，造成应力过于集中形成裂纹； 三是地层复杂，钻杆在孔内的受力状态变化大。钻杆在回转过程中，当钻头冲切不 平整孔底岩石时，钻头及钻杆的重力作用迫使钻头中心线偏离钻孔轴线，钻杆带动 钻头回转使钻杆环截面产生周期性拉压交变应力，且应力集中在钻具最大过渡断面， 在回转扭矩的同时作用下造成疲劳折断。 解决办法主要有：将原来的壁厚 12mm 钻杆换成 16mm 钻杆；选择合理的钻进工 艺参数；掉入孔内应及时打捞。可采用 2 块厚 20mm 以上的钢板（长度一般为 2025cm，宽 1015cm，割成像立式电扇风叶的形状，一般稍尖一点，另一端割成 与钻杆半径相同的圆弧），把 2 块钢板制成弯钩，下入孔内打捞钻杆。 6.36.3 浮笼浮笼 浮笼现象主要是砼灌注过程中速度过快或导管埋深太深造成，个别也因导管挂 住钢笼提升时造成的上浮。 防止措施是商品砼一次性下砼方量较大，应适应控制砼关注速度，减小砼面对 笼底的冲击；堪深砼面高度，及时拔除导管