北京某地铁车站及站后明挖区间基坑开挖及支护安全专项方案(附示意图).doc

北京地铁 7 号线工程土建施工 08 合同段 化工站及站后明挖区间 基坑开挖及支护安全专项施工方案 编 制 人: 审 核 人: 审 批 人: 中铁十二局集团有限公司 北京地铁 7 号线八标项目经理部 二 0 一一年十月二十九日 1 目目 录录 第一章 编制说明1 1.1 编编制依据制依据1 1.1.1 标标准、准、规规范范 1 1.2 编编制范制范围围1 1.3 编编制原制原则则1 第二章 工程概况3 2.1 工程概况工程概况3 2.2 工程地工程地质质与水文地与水文地质质条件条件3 2.2.1 工程地工程地质质.3 2.2.2 水文地水文地质质.7 2.2.3 污污染土、染土、污污染水概况染水概况 8 第三章 工程特点及难点10 3.1 保保证证明挖基坑明挖基坑稳稳定定.10 3.2 污污染土、染土、污污染水修复及防染水修复及防护护 10 第四章 施工目标及施工筹划11 4.1 工期目工期目标标11 4.2 劳动劳动力配置力配置11 4.3 施工机械、物施工机械、物资资准准备备.11 4.3.1 施工机械准施工机械准备备11 4.3.2 材料准材料准备备.12 4.4 施工施工总总体筹划、施工部署体筹划、施工部署.12 4.4.1 施工施工场场地平面布置依据和原地平面布置依据和原则则.12 4.4.2 工程用地范工程用地范围围及及场场地布置地布置.12 第五章 基坑开挖、支护及污染土、水防护施工.15 5.1 基坑土方开挖基坑土方开挖15 5.1.1 开挖原开挖原则则.15 2 5.1.2 施工施工组织组织.15 5.1.2 基坑开挖技基坑开挖技术术要点要点.19 5.2 网网喷砼喷砼20 5.3 支撑系支撑系统统 21 第六章 质量保证措施30 6.1 基坑开挖施工基坑开挖施工质质量保量保证证措施措施30 6.2 桩间喷桩间喷混凝土混凝土质质量保量保证证措施措施30 6.2.1 钢钢筋网片筋网片质质量保量保证证措施措施.30 6.2.2 网网喷喷混凝土混凝土质质量保量保证证措施措施.30 6.3 钢钢支撑及支撑及钢围檩质钢围檩质量保量保证证措施措施31 6.4 施工施工测测量精度保量精度保证证措施措施 31 6.5 冬雨季及夜冬雨季及夜间间施工施工质质量保量保证证措施措施 32 6.5.1 冬季施工准冬季施工准备备.32 6.5.2 冬季施工技冬季施工技术术措施措施.33 6.5.3 雨季施工与防汛施工雨季施工与防汛施工.33 6.5.4 夜夜间间施工保施工保证证措施措施.34 第七章 监控量测35 第八章 安全保证措施38 8.1 组织组织保障措施保障措施38 8.2 技术保障措施38 8.3 各各类类事故的事故的预预防措施防措施39 8.4 基坑开挖施工应急预案44 第九章 绿色施工45 1 第一章第一章 编编制制说说明明 1.1 编编制依据制依据 （1）、 北京地铁 7 号线工程化工站及站后明挖区间主体围护结构施工图 （2）、 北京地铁 7 号线工程勘察 02 合同段化工站岩土工程勘察报告 （3）、 北京地铁七号线(02 标段)管线详查 （4）、 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 ( 建质 200987 号) （5）、 北京市实施规定( 京建施 (2009)841 号 ) （6）、北京市环境保护科学研究院地铁 7 号线（大郊亭站焦化厂车辆段）工程施工场地 修复技术方案 1.2 标标准、准、规规范范 （1）、 建筑工程施工质量验收统一标准（gb 50300-2001） （2）、 地下铁道工程施工及验收规范（gb50299-1999） （3）、 建筑地基基础工程施工质量验收规范（gb50202-2002） （4）、 城市轨道交通工程测量规范（gb 50308-2008） （5）、 锚杆喷射混凝土支护技术规范（gb 50086-2001） （6）、 钢结构工程施工质量验收规范gb 50205-2001 （7）、 建筑桩基技术规范(jgj94-2008) （8）、 建设工程监理规程（dbj01-41-2002） （9）、 建筑基坑支护技术规程（db11/489-2007） （10）、 建设工程安全监理规程（db11/382-2006） （11）、 地铁工程监控量测技术规程（db11/490-2007） （12）、 绿色施工管理规程（db11/513-2008） （13）、 安全施工管理规程（db11/382-2006） （14）、 轨道交通土建工程施工质量验收统一标准(qgd-005-2005) （15）、 轨道交通车站工程施工质量验收标准（qgd-006-2005） 1.3 编编制范制范围围 本方案涉及的工程范围为北京地铁 7 号线工程土建施工 08 标合同段化工站及站后明挖 区间主体基坑开挖、支护等方面内容，具体工程内容包含化工站及站后明挖区间站的土方开 挖、支撑系统（钢管支撑、钢围檩）架设安装、桩间网喷砼、施工测量、监控量测等。 2 1.4 编编制原制原则则 1、认真贯彻国家有关工程建设的各项方针和政策，严格执行工程建设程序。 2、严格执行有关设计、施工规范，遵循建筑施工工艺及其技术规律、坚持合理的施工程序 和规律。 3、在充分理解施工图纸及现场条件的基础上采用安全、先进、合理、经济、可行的施工方 案。严格控制施工质量、确保施工安全，努力缩短工期，降低工程成本。 4、应用先进的管理技术，合理计划，统筹安排，突出重点，控制关键工作，实现均衡生产， 连续施工。 5、坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关，应用新技术、新 材料、新工艺、新设备，确保施工质量。 6、科学规划施工场地，保证施工全过程对环境破坏最小、占用场地最少，并有较周密的环 境保护措施。 3 第二章第二章 工程概工程概况况 2.1 工程概况工程概况 2.1.1 车车站及站后明挖区站及站后明挖区间总间总体概况体概况 化工站及站后明挖区间位于规划的化工东侧路下。车站及站后明挖区间西南、西北象限 为化工二厂厂区，东南象限为北京市北京百货大楼储运公司，东北象限为北京住总混凝土搅 拌中心和钢结构公司。车站及站后明挖区间沿规划的化工东侧路“一”字形布置，车站为地下 两层岛式车站，明挖区间标准段为地下一层，区间南端为地下二层。车站北端左右线均设盾构 接收井，站后明挖区间南端左右线均设盾构接收井。 车站总长 298.10m，车站及站后明挖区间基坑起（终）点里程为：右 k16+806.900右 k17+364.200。车站有效站台中心里程为右 k16+900.200。标准段宽度为 20.9m，呈南北走向。 车站有效站台中心里程处顶板覆土厚度为 3m，底板埋深约 16.4m。车站共设置 3 个出入口、2 组风亭及 1 个紧急疏散口。 站后明挖区间为三跨（局部双跨）的地下一层明挖结构（南端头局部为两层），外包长度为 259.200m，外包宽度为 21.121.5m。底板埋深 17.86m19.3m，标准段高 8.31m。顶板覆土厚 度约 9.45m。 车站及站后明挖区间基坑西侧邻近 200 氧气管、200 氮气管及 200 乙烯管，沿车站 及站后明挖区间纵向并行。管线距离结构侧墙外侧约 4.27m，埋深约为 0.71m。 2.1.2 围护结围护结构构设计设计概况概况 车站基坑保护等级为一级，采用排桩加内支撑的支护形式。车站及站后明挖区间主体围 护结构采用钻孔灌注桩，桩径 800mm，车站北端盾构扩大端基坑局部加深，桩中心距为 1200mm，桩的嵌固深度为 5.5m；车站标准端围护桩中心间距为 1200mm，桩的嵌固深度为 5m；站后区间标准段围护桩中心间距为 1200mm，桩的嵌固深度为 6m；站后区间南端盾构扩 大端基坑局部加深，桩中心距为 1200mm 桩的嵌固深度为 6.5m。桩顶设冠梁，钻孔桩外施作 旋喷桩进行阻水。内支撑竖向共设三道钢支撑，第一道钢支撑采用 60912 钢管，支撑间距 6 m，第二、第三道钢支撑采用 60916 钢管，支撑间距 3m。冠梁标高及各层支撑标高随同基 坑底标高以 2坡度变化。 见图 2.1 主体围护结构及支撑平面布置图（一）；图 2.2 主体围护结构及支撑平面布置图 （二）；图 2.3 主体围护结构 2-2 剖面；图 2.4 主体围护结构 3-3 剖面。 2.2 工程地工程地质质与水文地与水文地质质条件条件 2.2.1 工程地工程地质质 4 图图 2.1 主体主体围护结围护结构及支撑平面布置构及支撑平面布置图图（一）（一） 5 图图 2.2 主体主体围护结围护结构及支撑平面布置构及支撑平面布置图图（二）（二） 6 图图 2.3 主体主体围护结围护结构构 2-2 剖面剖面 图图 2.4 主体主体围护结围护结构构 3-3 剖面剖面 7 本站位于北京城区东部平原地区，地形基本平坦，地势起伏不大，地貌上属于永定河冲洪 积扇的轴部，为古金沟河故道。本场地地势基本平坦，钻孔孔口标高为 33.6034.58m。 现将钻孔揭露深度范围内土层从上至下分别描述如下： 岩、土分岩、土分层层及其特征一及其特征一览览表表 沉沉积积 年代年代 地地层层 代号代号 岩性岩性 名称名称 颜颜色色状状态态 密密实实 度度 湿度湿度压缩压缩性性含有物含有物 层层底底标标 高高(m) 分布情分布情 况况 粉土 填土 褐黄色 黄褐色 松 散 中密 湿含植物根、砖渣、石子、灰渣。 人工 填土 层(qml) 1 杂填 土 杂色 松 散 稍密 稍湿 含灰渣，塑料袋、砖块、碎石、 混凝土块等。 30.34 33.0 4 连续 分布。 粉土 褐黄色 灰色 密 实 中密 稍 湿 湿 中高中 低压缩 性 含云母、氧化铁、有机质，局部 有粉质粘土及粉砂夹层。 1 粉质 粘土 褐黄色 灰色 硬 塑 软塑 中高中 压缩性 含云母、氧化铁、少量有机质， 局部有粉土、粘土夹层。 20.88 25.1 2 连续 分布。 3 粉细 砂 褐黄色 灰色 中 密 密实 湿 饱和 低压缩 性 含云母、氧化铁、石英、长石颗 粒、有机质，局部有粉土、粘性 土及中砂夹层。 第四 纪全 新世 冲洪 积层 （q41al+pl ） 4 中粗 砂 褐黄色 灰色 密实饱和 低压缩 性 含云母、氧化铁、石英、长石颗 粒、有机质，局部有细砂夹层。 13.80 18.5 2 连续 分布。 圆砾杂色中密饱和 低压缩 性 一般粒径 240mm，大于 2mm 超过 50%，含中砂约 20%。 局部为砾砂。 14.47 15.3 2 透镜 体分 布。 粉质 粘土 褐黄色， 局部灰黄 色 硬 塑 软塑 中中低 压缩性 含云母、氧化铁，局部含有机 质，夹粘土透镜体。 连续 分布。 2粉土褐黄色密实 稍 湿 湿 中中低 压缩性 含云母、氧化铁。 7.59 11.55透镜 体分 布。 圆砾杂色密实饱和 低压缩 性 最大粒径不小于 110mm，一般 粒径 325mm，大于 2mm 超 过 50%。 1 中粗 砂 褐黄色密实饱和 低压缩 性 含云母、石英、氧化铁，个别砾 石。 第四 纪晚 更新 世冲 洪积层 （q3al+pl） 2 粉细 砂 褐黄色密实饱和 低压缩 性 含云母、石英、氧化铁，个别砾 石，局部有粘性土夹层。 部分钻 孔未穿 透此层 连续 分布。 2.2.2 水文地水文地质质 本场地范围内主要存在三层地下水，地下水类型分别为上层滞水（一）、潜水（二）和承压 水（四）。 第一层：上层滞水（一）主要接受大气降水、绿地灌溉和自来水、雨水、污水等地下管线的 垂直渗漏补给，以蒸发、地下径流为主要排泄方式；第二层：潜水（二）主要接受大气降水、侧向 径流补给，以侧向径流和向下越流的方式排泄。本层水位自 7 月份开始上升，9 至 10 月份达 到当年最高水位，随后逐渐下降，至次年的 6 月份达到当年的最低水位，平均年 8 地下水特征表地下水特征表 地下水性质 水位/水头 埋深(m) 水位/水头 标高 (m) 观测时间主要含水层备注 上层滞水 （一） 2.703.40 30.6031 .39 2009.11粉土层 仅于车站东北角北京住总 混凝土中心分布，且水量 极少 潜水（二） 11.4014. 30 19.9522 .44 2009.11 粉细砂3 层、中粗砂 4 层、圆砾层 连续分布 承压水（四） 22.0025. 20 9.0212. 44 2009.11 圆砾层、粉细砂2 层、中粗砂1 层 连续分布，水头约 1.52.0m 变幅约为 2 至 3m；第三层：承压水（四）主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流、向下 越流方式排泄。本层水最高水位出现在 911 月，最低水位出现在 67 月，年变幅约为 12m。 2.2.3 污污染土、染土、污污染水概况染水概况 土壤及地下水受污染区间起止里程为右 k16+031.000右 k17+283.800。其中化工站及 站后明挖区间土壤受污染区间为右 k16+804.933右 k17+102.8，共计 297.867 米；车站及区 间地下水受污染区间为右右 k16+804.933右 k17+283.8，共计 478.867 米。百化区间及化工 站土壤污染范围图见图 1.1。百化区间及化工站土壤污染范围图见图 1.2。 图图 1.1 百化区百化区间间及化工站土壤及化工站土壤污污染范染范围图围图 图图 1.2 百化区百化区间间及化工站地下水及化工站地下水污污染范染范围图围图 9 10 第三章第三章 工程特点及工程特点及难难点点 3.1 保保证证明挖基坑明挖基坑稳稳定定 车站纵向长、基坑深度大，车站基坑两侧为施工场地内临时道路，保证基坑稳定及车站周 边环境安全是车站施工控制的重点。车站基坑支护形式采用钻孔灌注桩+钢支撑。为此，需采 取如下措施，保证基坑施工的安全和稳定。 加强质量控制管理，基坑开挖、支护施工严格按照设计图纸和施工方案执行，确保工 序的施工质量； 加强监控量测。严格按照设计图纸及第三方监控量测方案对车站基坑及周围建筑物、 管线等的布点项目、频率进行监测； 编制车站施工应急预案，做好应急准备，储备充足的应急物资，一旦发生基坑变形，能 按照预定的应急预案迅速组织处理，控制基坑变形，避免基坑失稳； 做好止水、排水工作，保证基坑开挖及主体施工过程中的无水作业。 3.2 污污染土、染土、污污染水修复及防染水修复及防护护 土、水主要污染物 化工站、百子湾化工站区间场地内有填土及污染土两种特殊性岩土。根据报告检测结果， 化工二厂内 22m 深度范围以上的土层及地下水中的二氯乙烯、三氯乙烯、三氯乙烷、二氯丙 烷、四氯乙烯、氯仿、二氯苯、萘类挥发性有机物“多环芳烃”邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸 二乙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二（2-乙基已基）酯等含量均偏高。土壤中主要污染 物为砷、tph、苯胺、多环芳烃、氯乙烯、1,2-二氯乙烷、氯仿。化工站场地西北部化工二厂内地 面下约 24m 深度范围内土层及潜水（二）均有强烈的刺激性气味，挥发性极强。污染土、水对 人体皮肤、眼睛及呼吸道有强烈的刺激作用，会引起头疼、恶心、皮肤过敏等不良反应。 施工区域水主要受 1,2-二氯乙烷和氯仿等污染物的污染，且污染物挥发性很强。 拟采取措施 施工区域受污染的土壤主要是砂质粉土和砂土，根据工期进度要求和造价投资经济合理 性，结合现场实际情况考虑，化工站及站后明挖区间拟采用过程物理通风和人员防护、污染土 挖运防护及污染水抽排外运（修复）等措施，保证施工人员安全和健康以及环境要求。 11 第四章第四章 施工目施工目标标及施工筹划及施工筹划 4.1 工期目工期目标标 化工站及站后明挖区间主体结构长 557.3 米，按照工期进度安排，同时为了保证开挖过 程中基坑稳定，结构施工的流水作业，将桩顶冠梁三边封闭后便可进行封闭部分的车站主体 土方开挖。土方开挖顺序由车站及站后明挖区间两端向中间进行，为盾构区间提供接收条件。 基坑开挖及支护工期为 2012 年 1 月 1 日2012 年 10 月 31 日，施工周期为 305 天。基坑开挖 支护及主体结构施工采用流水施工。基坑开挖支护约 70m 后，开始主体结构施工。 4.2 劳动劳动力力配置配置 劳动力配置见表 4.1，施工中根据实际需要进行人员工种、数量调整。 表表 4.1 劳动劳动力配置表力配置表 编号名称数量编号名称数量 1生产副经理110电工2 2技术主管111焊工4 3技术员212龙门吊司机2 4工程质量管理员213信号工2 5安全员314司索工2 6施工员215土方队48 7试验员216钢结构队15 8测量人员617喷锚队10 9量测人员618普工15 4.3 施工机械、物施工机械、物资资准准备备 4.3.1 施工机械准施工机械准备备 施工设备进场配置见表 4.2，施工中根据实际情况进行同类设备调整以保证施工正常进 行。 表表 4.2 施工施工设备进场计设备进场计划表划表 编号名称型号数量编号名称型号数量 1挖掘机cat320c49水泵20m32 2小挖机zx110210发电机dcl2501 325t 汽车吊qy25211电焊机bx1-5004 4龙门吊10t212切割机tq-32 12 5自卸汽车欧曼2013风镐g104 6喷锚机tk-500414钢筋调直机2 7空压机lwj-20/8-1215断筋机2 8千斤顶200t416强制搅拌机js3502 4.3.2 材料准材料准备备 施工前准备足够以下材料保证工程正常施工，具体材料类型见表 4.3。 表表 4.3 施工主要材料施工主要材料计计划表划表 编号名称型号数量单 位 1钢管609,t=16mm2205.501 t 2工字钢i45c173t 3槽钢22a17.9t 4槽钢18a12.7t 5槽钢12.61.9t 6钢板=40mm2.9t 7钢板=30mm53.9t 8钢板=20mm132.4t 9钢板=12mm69.3t 10角钢l80108.5t 11hrb400c251180t 12hrb400c22566.5t 4.4 施工施工总总体筹划、施工部署体筹划、施工部署 车站基坑开挖采用多种机械配合的开挖方案，配置 4 台普通挖机， 2 台 0.3m3小型挖掘 机。为提高工效，前期采用水平分层、纵向拉槽开挖，后期采用台阶接力式开挖，最后在基坑 下设小型挖掘机、人工辅助开挖及清底，龙门吊提升出土。 4.4.1 施工施工场场地平面布置依据和原地平面布置依据和原则则 根据本项目工程特点、重点及难点，按施工场地条件及工期要求，结合周边环境的特点合 理安排施工场地布置。施工场地的布置应符合北京市对建设工程的管理规定：北京市建设工 程施工现场管理办法、 北京市建设工程施工现场管理基本标准、 北京市建设工程施工现场 消防安全管理规定、 北京市建筑施工现场安全防护基本标准、 北京市建设工程施工现场保 卫工作基本标准、 北京市建设工程施工现场环境保护工作基本标准。 13 4.4.2 工程用地范工程用地范围围及及场场地布置地布置 工程施工范围 本阶段工程化工站及站后明挖区间基坑开挖施工、基坑支护施工、桩间网喷混凝土施工、 钢支撑安装施工。 施工场地布置 施工场地主要布置以下几类场地：机械物资存放处、支护材料存放区、周转模具材料存放 区、混凝土搅拌站、喷锚材料存放区。 消防设施 生产区及生活区内，按照相关消防法规、条例配备消防栓、灭火器、铁掀、砂堆等灭火设 施。 洗车槽 根据环境要求及施工要求设置，门口设洗车槽，洗车槽设蓄水池和沉淀池，以便车辆外出 时清洗，确保不带泥上路，不污染城市交通道路。 施工场地平面布置图见图 4.1。 14 15 第五章第五章 止水帷幕施工方案止水帷幕施工方案 化工站及站后明挖区间止水帷幕由围护桩+旋喷水泥土桩组成。车站及站后明挖区间主体 基坑长度 557.3m，标准段宽 20.9m，深 16.419.3m。围护桩采用 800mm1200mm 钻孔灌注 桩，嵌固深度 56.5m。水泥土桩在围护桩之间设置，与围护桩咬合。水泥土桩成孔直径 900mm，孔深 19.1221.48m，围护桩间中心距 1.2m，桩位置在两根 800 围护桩的正中心向基 坑外偏移 400mm。 5.1 围护桩围护桩施工方案施工方案 车站及站后明挖区间围护桩为 1001 根，a1 型桩 53 根，桩长 21.59m；a2 型桩 470 根，桩 长 20.18m； a3 型桩 300 根，桩长 21.29m；a4 型桩 104 根，桩长 21.59m。a5 型桩 55 根，桩 长 23.53m。 钻孔桩间距为 1.2m 为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短造成 塌孔，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按隔孔施作。 围护桩施工成孔机械采用旋挖钻机；下笼设备采用 25t 汽车吊；灌注采用内径 300mm 的 灌注导管；成桩采用“水下灌注”工艺。本工程钢筋笼长度分别为 a1 型桩钢筋笼长度 22.09 m，a2 型桩钢筋笼长度 20.68m，a3 型桩钢筋笼长度 21.79m， ，a4 型桩钢筋笼长度 22.09m，a5 型桩钢筋笼长度 24.03m。整体钢筋笼重约 1.72.5t，钢筋笼采用“整体起吊一次下放到底”工艺。 5.1.1 钻钻孔灌注孔灌注桩桩施工工施工工艺艺流程流程 钻孔桩施工以前，必须先进行人工探孔施工。考虑现场实际情况和建筑桩基技术规范对 挖孔桩的要求，采用跳挖的形式，每隔 3 根桩跳挖。即人工探孔的施工顺序为 1、5、9，然后 2、6、10，然后 3、7、11，最后 4、8、12，以此类推，详见图 5.1.1 人工探孔施工顺序示意图。车站 及站后明挖区间人工填土层厚度不等约 0.96-3.66m，根据不同的人工填土层厚度，主体围护桩 从地面至原状土(即粉土层)以下 0.5m 采用人工挖孔，挖孔深度 1.46m-4.16m，挖至原状土层 后停止人工挖孔，采用钻机钻进。钻孔桩施工时按隔孔施作。见图 5.1.2 钻孔灌注桩施工顺序 示意图，施工钻孔桩的顺序为 1、4、7，然后 2、5、8，最后 3、6、9，相邻桩孔不得连续施工。跳钻 时，必须等相邻成形桩砼浇注完成并具有 70%的强度后可施工。具体施工工艺如下由上而下边 挖边施工护壁，开挖时两侧对称进行。挖孔采用绞车吊土斗，人工提升出土。人工探孔及护壁 施工完成后，进行钻孔桩施工，钻孔桩施工流程见钻孔桩施工工艺流程图（图 5.1.3）。 16 图 5.1.1 人工挖孔桩施工顺序示意图 图 5.1.2 钻孔灌注桩施工顺序示意图 5.1.1.1 施工施工场场地平整地平整 施工前清除各种杂物，将场地整平、碾压密实，保证钻机工作时的稳定。 5.1.1.2 桩桩位位测测量放量放样样 测量放样人员应严格根据甲方提供的水准点、平面坐标控制点及按照设计施工图纸的要 求进行放样定位；测量放样前，应仔细校核测量仪器的精度，施工中，应定期校核控制基点，并 应采取有效的保护措施，保证测量精度符合设计及规范要求。 钻孔桩平面控制：探孔施工前，根据桩心坐标，用全站仪采用极坐标法定出桩中心位置，然 后根据其直径弹出其圆周线，并根据桩心位置在施工不影响的地方埋设十字交叉护桩， （见图 5.1.4 围护桩定位示意图）施工中用护桩来控制桩位，以保证桩位的平面位置的正确性。将放样 的成果书面报至监理进行复核，在确认无误的情况下方可进行施工。 钻孔桩高程控制：利用桩位附近的高精度水准点，测出桩位的锁口圈顶面标高，在钻孔桩灌 注混凝土前再对锁口圈顶面进行复测。采用 s3 水准仪控制。 5.1.1.3 人工探孔开挖及人工探孔开挖及护护壁施工壁施工 （1）管线周围人工探孔 由于施工场地范围内存在地下管线，为了保证管线安全，在临近管线部位进行人工挖探孔， 以桩定位点挖探孔位，施工中采用人工开挖，绞车挂土斗提升出土，施工人员上下探孔采用软 绳梯。开挖中，粘土每次开挖深度不超过 1.0m，砂层每次开挖不超过 0.5m，探孔挖至原状土下 50cm。开挖出的土方弃置范围距离孔口不得小于 1.0 米。土方堆积高度不高于 1.5 米，当孔口 周围的土方堆积到一定的高度后及时清运。 每次挖孔成型后立即采用 c25 混凝土施作护壁，混凝土护壁的内径 900mm，外径为 17 1200mm，壁厚 150mm。壁内配置 8 钢筋环型钢骨架，钢筋间距为 25cm，竖向采用 8 钢筋， 环向间距 30cm，护壁要求嵌入上层护壁 10cm，护壁顶标高高出自然地面 20cm。浇注护壁前， 先分块立模,模板采用钢模，可分成 2-3 段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连 接，固定牢固后浇注护壁混凝土，浇筑护壁时要对称浇筑，边浇筑边用钢筋振捣密实，护壁浇 完 24 小时后方可进行下次开挖。当有渗水或涌水出现时，及时在开挖面挖好积水坑抽水，同时 在 图 5.1.3 钻孔桩施工流程见钻孔桩施工工艺流程图 做护壁时预埋渗水管作引流将孔壁周围的地下水引出至孔底的积水坑。 当采用人工探孔施工时，确保探孔内壁与水平面垂直，隔离地面水，稳定孔口土壤和保护 否 是否合格 否 施工准备 测量放线定位桩 挖泥浆池造浆 钻机就位 材料设备进场 钢筋笼制作（安装测试仪） 试仪 是否合格 是 钻进成孔 清孔 泥浆沉淀、处理 沉渣是否满足要求 否 钢筋笼存放 吊放钢筋笼 是 导管安装、检测 是否合格 下导管 否 沉渣是否满足要求 是满足要求 清孔 安放球胆 砼进场检测 沉渣是否满足要求 否 水下砼灌注 分段拆卸导管 是 砼高度是否满足要求 拔起导管 试块制作 试块养护 抗压试验 人工挖孔 18 孔壁不塌，以保证其垂直度并防止泥浆流失，以利钻孔工作进行，探孔周围用黏土分层夯实。 （人工探孔形式见图 5.1.5）。 施工图纸未给出护壁设计，根据地质勘察报告提供的资料及相关规范要求，本人工挖孔桩 需进行护壁，护壁按图 5.1.5，5.1.6 施工。 混凝土护壁施工时每根桩采用上口直径为 900mm，下口直径为 1100mm，高度为 1000mm 或 500mm。第一节护壁应高出地面 20cm 以上，以便于挡土或定点。 (2) 人工探孔施工流程 土方开挖（或抽水）清孔壁、校核垂直度和桩径支护壁模板模板灌注护壁混凝土 继续下挖。 (3) 成孔施工方法 采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土，遇到比较硬的岩层时，可用风镐或人工 凿除施工。用人工进行垂直运土；轴线经复核无误后开始第一节开挖，每进尺 1 米做混凝土护 壁一次，即以 1 米为一个施工段。 成孔开挖以二人为一个小组配合，每小组一天安排 23 根桩进行流水作业，保证每根 桩每天进尺一至两模，施工时共成立 15 个小组交叉施工。 开挖过程中遇到孤石或其它障碍物时，采用人工及空压机和风镐配合施工。 图图 5.1.4 围护桩围护桩定位示意定位示意图图 19 c25 图图 5.1.5 人工探孔示意人工探孔示意图图 图图 5.1.6 护护壁大壁大样样 成孔过程中，地面派专人修通排水沟，及时排掉桩孔内抽出的水，从桩孔内挖出的废 土或石碴由专人负责及时运出场外。 桩位、垂直度、直径校核：基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开 工前，经复核后应妥善保护，施工中应经常复测。第一节护壁成孔后，由现场技术人员在护壁 周围用木桩定出桩位中心线，桩位轴线用正交的十字线控制，作为往下施工模板对中和桩位垂 直度偏差控制的依据，直径检查用尺杆找圆周的办法进行。 (4) 质量检查 检查分土方开挖、混凝土护壁二次进行，必须每段检查，发现偏差，随时纠正，保证位置准 确。 终孔检查 挖孔至设计原状土后，施工单位应进行自检评定，桩终孔检查内容包括桩孔中心线位移偏 差、桩径偏差、终孔深度、原状土等情况，各项偏差应在设计及规范允许范围内。报监理核验并 办理隐蔽验收签证手续。 质量标准 桩孔位中心线位移允许偏差：顺轴线方向+50mm;垂直轴线方向 030mm； 垂直度偏差：0.3%； 桩孔径允许偏差：不允许负偏差； 护壁混凝土厚度允许偏差：符合设计要求。 5.1.1.4 钻钻机就位机就位 钻机对位前，利用钻机自身的系统将钻杆调整垂直，然后根据人工探孔中心重新定出的桩 中心，检查钻斗中心与桩中心是否重合，如果偏差较大，应调整钻机位置保证偏差在允许范围 20 内。 5.1.1.5 泥泥浆浆池池处处理及泥理及泥浆浆制制备备 （1）泥浆主要具有润滑钻具、增大静水压力、并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌 孔的作用。因此泥浆的性能指标直接关系到钻孔桩施工的护壁以及工程的进度和质量。泥浆的 制备应结合工程的实际情况来选定，选用合格的粘土来配制，当粘土的性能指标较差可掺入适 量添加剂以改善泥浆的性能，也可考虑购进优质粘土、膨润土配制泥浆。 （2）造浆粘土及泥浆指标。泥浆应根据钻孔方法和地层情况采用不同的性能指标。一般情 况泥浆性能指标可参照表 5.1.1。泥浆稠度应视地层变化或操作要求，机动掌握，泥浆太稀，护 壁效果差；泥浆太稠会降低钻孔速度。造浆粘土的技术指标应符合下列要求： 胶体率：不低于 96%；含砂率：不高于 6%；粘度：一般地层 1622s；松散地层 1928s；比重： 1.051.45；造浆能力：不低于 2.5l/kg。 （3）造浆。利用专门的泥浆搅拌机调制泥浆，先将粘土或膨润土加水浸透，然后用拌和机拌 制，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。泥浆泵应有足够的流量，以免影响钻进速度。禁 止直接将粘土投入到孔中利用钻机造浆，以防止糊钻，影响施工进度。 （4）泥浆处理和净化。钻孔施工每五十米配备一个自行加工的 60m3 泥浆池。废浆和淤泥用 封闭的专用汽车运输到指定的弃土区，禁止泥浆乱倒或乱流，以免污染环境。 5.1.1.6 钻钻机机钻进钻进 根据设计的桩径，采用 800 的钻斗进行钻孔施工。针对不同的地层，司机应采取不同的 进尺与钻进回次，钻孔应连续进行操作，中途不得停止，并在钻进过程中随时查验，以保证钻 孔垂直度。 当遇到大块卵石无法钻进时，应停机检查，必要时可换成短螺旋钻头钻进。泥浆面标高应 高于地下水位 0.51.0 米，施工中应采用目测的方法判断孔内泥浆高度，如泥浆量不足应 随时补充孔内泥浆高度。钻机出土须远离孔口，其带出的泥浆应引入预设的回浆池，采用双层 过滤网滤去杂质，护壁泥浆可重复使用，以减少现场泥浆污染。 5.1.1.7 地地质质情况情况记录记录 地质情况记录按相应地质表格记录；旋挖钻孔机钻进施工时及时填写钻孔桩钻进记录表， 主要填写内容为：桩位编号、设计长度、钻进深度、钻进速度、孔底标高及孔位偏差；钻孔桩钻 进记录由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻孔机钻孔钻进速度的变化和土 层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图；旋挖钻钻孔桩地质剖面图与设计不符时 及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣，避 21 免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，用以测量孔深及虚土厚度 （虚土厚度等于钻深与孔深的差值）。 5.1.1.8 检检孔孔 钻机成孔达到设计标高后停机检孔，检孔项目主要包括平面位置、孔深、孔径、垂直度、沉 渣厚度孔位偏差等项目。见表 5.1.2 成孔允许偏差和检验方法 泥浆性能指标表 表 5.1.1 泥浆性能指标 地 层 情 况 相对密度粘度 s 静切力 （pa） 含砂率 （%） 胶体率 （%） 失水率 ml/30 min 酸碱度(ph) 粘性土1.051.2016221.02.5849625810 砂类土1.201.45192835849615810 注：a、地下水位高时，指标取高值，反之取低值。 b、地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低值。 c、孔壁泥皮厚度应3mm。 d、若当地缺乏优质粘土，不能调出合格的泥浆时，可掺用添加剂以改善泥 浆的性能，各种添加剂掺量按相应规定进行。 成孔允许偏差和检验方法 表 5.1.2 5.1.1.9 清孔清孔 钻孔达到设计图纸规定深度后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准，应立即进 行清孔，清孔时孔内水位应保持在地下水位 1.52.0m 以上，以免钻孔发生塌陷。 允许偏差或允许值 序号检查项目 单位数值 检验方法 1垂直度3吊线测量计算、测斜仪 2孔径5用钢尺量测 3成孔深度mm+300用钢尺量 4孔位偏差 ：顺轴线方向mm50经纬仪、尺量 5孔位偏差 ：垂直轴线方向mm0+30经纬仪、尺量 6 沉渣厚度mm 150用沉渣仪或重锤测量 22 （1）清孔方法 清孔方法详见图 5.1.7 清孔作业示意图。清孔后泥浆相对密度：1.151.20；现场用比重计 检测泥浆的比重，一般要求在清孔后在距孔底 50cm 处取样。 图 5.1.7 清孔作业示意图 （2）沉渣厚度控制 在钻进过程中做好钻进记录，利用测绳复核孔底标高。清孔过程中不断量测沉渣顶面到井 口的长度，计算孔底沉渣厚度，直到孔底沉渣符合设计要求。钻孔灌注桩常见质量问题及处理 措施见表 5.1.3 钻孔灌注桩常见质量问题的处理措施 表 5.1.3 序 号 质量 问题 产生原因预防和处理 1 坍 孔 (1)泥浆相对密度不够及其它泥浆 性能指标不符合要求，使孔壁未 形成坚实泥皮。 (2)由于出碴后未及时补充泥浆或 水，造成孔内水头高度不够。 (3)在松软砂层中钻进进尺太快。 (4)水头太高使孔壁渗浆形成反穿 孔。 (5)清孔操作不当，供水管直接冲 刷孔壁、清孔时间过久或清孔后 停顿时间过长。 (6)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。 (1)在松散砂土中或流砂中钻进时，应控制进尺速度， 选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量 泥浆。 (2)在钻进过程中，泥浆循环不能停止，要连续进行。 (3)如发生孔内坍塌时，判明坍塌位置。回填砂和粘 质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上 1m2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积 密实后再行钻进。 (4)清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的 水头高度。供浆（水）管最好不要直接插入钻孔中， 应通过水池使水减速后流入钻孔中，可避免冲刷孔 壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不使用过大的风 压，不超过 1.51.6 倍钻孔中水柱压力。 (5)吊入钢筋骨架时对准钻孔中心竖直插入，严防触 及孔壁。 入入入入 入入入入入入 20-30cm 入 入 23 2 钻 孔 偏 斜 (1)钻孔中遇到较大的孤石或探头 石。 (2)在有倾斜的软硬地层交界处， 岩面倾斜处钻进；或者粒径大小 悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受 力不均。 (3)钻机底座未安置水平或产生不 均匀沉陷、位移。 (1)安装钻机时要使转盘、底座水平，钻杆和桩中心 应在一条直线上，并经常检查校正。 (2)应停机检查，必要时可换成短螺旋钻头钻进 (3)钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯 曲时，要用千斤顶及时调直。 3 掉钻、 卡钻 和埋 钻 (1)冲击钻孔时钻头旋转不匀，产 生梅花形孔。或孔内有探头石等 均能发生卡钻。 (2)卡钻时强提、 强扭，使钻杆、钢丝绳断裂；钻杆 接头不良、滑丝；电机接线错误， 使不能反转的钻杆松脱，钻杆、钢 丝绳、联结装置磨损，未及时更换 等均造成掉钻事故。 (1)经常检查转向装置，保证灵活，经常检查钻杆、 钢丝绳及联结装置的磨损情况，及时更换磨损件， 防止掉钻。(2)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，避免形成梅 花孔而卡钻。(3)对于卡钻，不宜强提，只宜轻提钻 头。如轻提不动时，可用小冲击钻冲击，或用冲、吸 的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出。(4)对于掉 钻，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。(5)对于 埋钻，较轻的是糊钻，此时应对泥浆稠度，钻渣，进 出口，钻杆内径大小，排渣设备进行检查、计算，并 控制适当的进尺。若已严重糊钻，应停钻提出钻头， 清除钻渣，冲击钻糊钻时，应减小冲程，降低泥浆稠 度，并在粘土层上回填部分砂、砾石。如是坍孔或其 他原因造成的埋钻，应使用空气吸泥机吸走埋钻的 泥砂。提出钻头。 4 钻 孔 漏 浆 (1)在透水性强的砂层或流砂中， 特别是在有地下水流动的地层中 钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。 (2)水头过高，水柱压力过大，使 孔壁渗浆。 钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆。 5缩径 (1)清孔不彻底，泥浆中含泥块较 多，再加上终灌拔管过快，引起桩 顶周边夹泥，导致保护层厚度不 足。 (2)孔中水头下降，对孔壁的静水 压力减小，导致局部孔壁土层失 稳坍落，造成砼桩身夹泥或缩颈。 孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩 后形成护颈。 预防缩径的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持 孔壁平衡。 (1)使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不 同的泥浆。 (2)成孔施工时应重视清孔，在清孔时要做到清渣而 不清泥，预防清孔后的在浇筑砼的过程中局部坍塌， 导致缩径的产生。 6 桩底 沉渣 量过 多 造成原因：清孔不干净或未进行 二次清孔；泥浆比重过小或泥浆 注入量不足而难于将沉渣浮起； 钢筋笼吊放过程中，未对准孔位 而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清 孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉 成孔后，钻头提高孔底 10-20cm，保持慢速空转， 维持循环清孔时间不少于 30 分钟。采用性能较好 的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行 置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保 持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼机械连接工 艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少 24 积。沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规 范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返 浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝 土时，导管底部至孔底的距离宜为 30-40mm，应有 足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以 下 1.0m 以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔 底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。 7 导 管进 水 (1) 首次灌注混凝土时， 由于灌满 导管和导管下口至桩孔底部间隙 所需的混凝土总量计算不当，使 首灌的混凝土不能埋住导管下口， 而是全部冲出导管以外， 造成导 管底口进水事故。 (2) 灌注混凝土中，由于未连续灌 注，在导管内产生气囊，当又一次 聚集大量的混凝土拌和物猛灌时， 导管内气囊产生高压; 将两节导 管间加入的封水橡皮垫挤出，致 使导管接口漏空而进水。 (3) 由于接头不严密， 水从接口处 漏入导管。 (4) 测深时，误判造成导管提升过 量，致使导管底口脱离孔内混凝 土液面， 使水进入。 首灌底口进水和灌注中导管提升过量的进水，一旦 发生，停止灌注。利用导管作吸泥管，以空气吸泥法， 将已灌注的混凝土拌和物全部吸出。针对发生原因， 予以纠正后，重新灌注混凝土。 9 导管 堵管 (1) 由于各种原因使混凝土离析， 粗骨料集中而造成导管堵塞。 (2) 由于灌注时间持续过长，最初 灌注的混凝土已初凝，增大了管 内混凝土下落的阻力，使混凝土 堵管。 灌注开始不久发生堵管时，可用长杆冲、捣或用振 动器振动导管。若无效果，拔出导管，用空气吸泥机 或抓斗将已灌入孔底的混凝土清除，换新导管，准 备足够量的混凝土，重新灌注。 9 钢筋 笼在 灌注 混凝 土时 上浮 混凝土由漏斗顺导管向下灌注时， 混凝土的位能产生一种顶托力。 该种顶托力随灌注时混凝土位能 的大小，灌注速度的快慢， 首批 混凝土的流动度，首批混凝土的 表面标高大小而变化。 (1) 钢筋骨架上端在孔口处与地面锚固相接固定。 (2) 灌注中，当混凝土表面接近钢筋笼底时，应放慢 混凝土灌注速度,并应使导管保持较大埋深，使导管 底口与钢筋笼底端间保持较大距离,以便减小对钢 筋笼的冲击。 (3) 混凝土液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提导 管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管 埋入混凝土表面应不小于 2m。 10 埋导 管事 故 (1) 灌注过程中，由于导管埋入混 凝土过深，一般往往大于 6 m。 (2) 由于各种原因，导管超过 15 m 未提升，部分混凝土初凝， 抱住导管。 (1) 埋导管时，用链式滑车、千斤顶、卷扬机、挖掘机、 铲车等设备进行试拔。 (2) 若拔不出时，按断桩处理。桩头浇注高度不够. 11桩头 (1) 混凝土灌注后期， 灌注混凝土(1) 尽量采用准确的水下混凝土表面测探仪，提高判 25 浇注 高度 不够 产生的超压力减小，此时导管埋 深较小。由于探测时，仪器不精确， 或将过稠的浆渣、坍落土层误判 为混凝土表面。 (2) 测锤及吊索不标准，手感不明 显，未沉至混凝土表面，误判已到 要求标高，造成过早拔出导管，终 止灌注。 (3) 灌混凝土中，有一层混凝土从 开始灌注到灌注完成，一直与水 或泥浆接触，不仅受侵蚀，还难免 有泥浆、钻渣等杂物混入，质量较 差，必须在灌注后凿去。因此，对 灌注桩的桩顶标高计算时，未在 桩顶设计标高值上， 增加 50cm 的预留高度。从而在凿除后，桩 顶低于设计标高。 断的精确度。当使用标准的测探锤检测时，可在灌 注接近 结束时，用取样盒等容器直接取样,鉴定良好混凝土 面的位置。 (2) 对于水下灌注的柱身混凝土，为防止剔桩头造成 桩头短浇事故,必须在设计桩顶标高之上，增加 50cm 的高度，低限值用于泥浆比重小的、灌注过程 正常的桩;高限值用于发生过堵管、坍孔等灌注不顺 的桩。 (3) 无地下水时，可开挖后做接桩处理。 (4) 有地下水时，接长护筒，沉至已灌注的混凝土面 以下，然后抽水、清渣、按接桩处理。 12断桩 (1)砼拌和物发生离析使桩身中断。 (2)灌注中，发生堵塞导管又未能 处理好；或灌注中发生导管卡挂 钢筋笼，埋导管，严重坍孔，而处 理不良时，都会演变为桩身严重 夹泥，砼桩身中断的严重事故。 (3)灌注时间过长，首批砼已初凝， 而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相 混；或导管进水，未及时作良好处 理，均会在两层砼中产生部分夹 有泥浆渣土的截面。 (1)导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满 砼的重量；内径应一致，其误差应小于2 毫米，内 壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试 验；导管最下端一节导管长度要长一些，一般为 4 米，其底端不得带法兰盘。 (2)导管在浇灌前要进行试拼，并做好水密性试验。 (3)严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入砼 过深，也不可过浅。及时测量砼浇灌深度，严防导管 拔空。 (4)经常检测砼拌和物，确保其符合要求。 13 桩顶 局部 冒水、 桩身 孔洞 (1)水下砼灌注过程中，导管埋深 过大，导管内外砼新鲜程度不同， 再加上灌注过程中上下活动导管 过于频繁，致使导管活动部位的 砼离析，保水性能差而泌出大量 的水，这些水沿着导管部位最后 灌入的、最为新鲜的砼往上冒，形 成通道(即桩身孔洞) 。 (2)水下砼