地铁站土方开挖施工方案#北京#钻孔灌注桩施工方案.doc

北京地铁十号线二期工程角门东站北京地铁十号线二期工程角门东站 主体围护结构及土方开挖施工方案主体围护结构及土方开挖施工方案 编制编制: : 审核审核: : 批准批准: : 中铁电气化局集团有限公司中铁电气化局集团有限公司 北京地铁十号线二期北京地铁十号线二期 0606 标项目经理部标项目经理部 20092009 年年 7 7 月月 目 录 一、编制依据.1 二、工程概况.1 2.1 车站概况1 2.2 车站工程地质概况2 2.3 水文地质概况2 2.3.1 地表水情况.2 2.3.2 地下水情况.2 2.4 周围现状3 三、工程重点、难点分析及对策3 3.1 地下管线对主体结构及土方开挖的影响3 3.2 基坑北侧旱河对基坑施工的影响5 3.3 京投商业楼施工对角门东站施工产生的影响6 四、总体施工组织部署.6 4.1 施工总体部署6 4.2 施工组织机构7 4.3 劳动力计划安排8 4.4 主要施工机械设备配置表8 4.5 主要的试验/测量/质检仪器设备表9 4.6 施工场地及临时设施布置10 4.6.1 场地布置的原则及依据.10 4.6.2 施工总平面布置.11 4.6.3 主要临时设施布置.11 五、施工进度安排.12 5.1 明挖车站钻孔桩施工12 5.2 降水施工12 5.3 基坑开挖与支护12 六、施工工艺及技术措施.13 6.1 钻孔灌注桩施工13 6.1.1 钻孔桩施工测量.13 6.1.2 施工场地内地下管线的保护.13 6.1.3 钻孔灌注桩护筒设置.15 6.1.4 钻机就位.15 6.1.5 钻孔灌注桩泥浆制拌.15 6.1.6 钻孔灌注桩成孔.15 6.1.7 钢筋笼的制作及吊放.16 6.1.8 钻孔灌注桩清孔.19 6.1.9 钻孔灌注桩水下砼浇筑.19 6.1.10 钻孔灌注桩特殊情况的处理.20 6.1.11 钻孔灌注桩施工注意事项.21 6.1.12 围护桩质量检测.21 6.2 桩顶冠梁施工21 6.2.1 冠梁施工工序.21 6.2.2 冠梁施工方法.22 6.3 冠梁顶上挡土墙施工23 6.4 龙门吊走行轨施工23 6.5 基坑土方开挖原则及开挖方法28 6.5.1 基坑土方开挖原则.28 6.5.2 基坑土方开挖方法29 6.5.3 外运弃土.30 6.5.4 基坑开挖排水措施.31 6.5.5 施工爬梯.31 6.5.6 基坑开挖的其他事项.35 6.6 桩间土体支护36 6.7 钢支撑施工37 6.7.1 钢支撑施工工艺及流程.37 6.7.2 钢支撑施工方法.38 6.8 锚索施工42 6.8.1 锚索施工工艺及流程.42 6.8.2 锚索施工方法.42 6.8.3 锚索施工管线保护.44 七、施工监测.45 7.1 监测点的布置45 7.2 现场监测对象、项目、频率、周期及控制标准46 7.3 监测点埋设要求47 7.4 监测注意事项48 十、施工技术保证措施.48 十一、施工质量保证措施.49 十二、车站重大风险源应急预案.50 12.1 风险分析50 12.2 应急救援及抢修电话56 12.3 应急救援组织57 12.4 应急救援器材58 12.5 突发事件的分析及预防措施58 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 1 一、一、编编制依据制依据 1、北京地铁 10 号线二期工程施工设计角门东站主体围护结构施工图； 2、地下铁道工程施工及验收规范 (gb 50299-99)（2003 年版）； 3、混凝土结构工程施工质量验收规范 (gb 50204-2002)； 4、建筑工程施工质量验收统一标准（gb 50300-2001）； 5、钢筋焊接及验收规程（jgj18-2003）； 6、施工现场临时用电安全技术规范（jgj 46-2005）； 7、工程测量规范（gb 50026-93）； 8、地下铁道、轻轨交通工程测量规范（gb 550308-1999）； 9、建筑地基基础工程施工质量验收规范（gb50202-2002）； 10、建筑桩基技术规范（jgj94-2008）； 11、轨道交通轨道工程施工质量验收标准（qgd058-2005）； 12、地铁工程监控量测技术规程 db11/ 490-2007 12、其他相关国家规范、北京市地方规范及北京地铁工程相关规范、规程。 二、工程概况二、工程概况 2.1 车车站概况站概况 角门东站工程位于石榴庄路与马家堡东路（太平街南延）交叉路口的西侧，沿石榴庄路 东西向布置。角门东站有效站台中心里程为 k34+517.869，主体总长度 205.9m，标准段总 宽度 20.8m，基坑深度 17.002m，覆土厚度 3.13.7m，站台型式为 12m 岛式站台，线间距 为 15m。 车站主体采用明挖顺做法施工。主体围护结构为 10001800 钻孔灌注桩及三道钢管 支撑三道锚索（基坑北侧 919 轴段加锚索）。 车站主体基坑平面图见下图。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 2 2.2 车车站工程地站工程地质质概况概况 本次勘察揭露地层最大深度为 50m。根据岩土工程初勘报告，按地层沉积年代、成因 类型，本站施工范围内土层自上而下依次为人工堆积层、新近沉积层、第四纪晚更新世冲 洪积层和第三纪（本次钻孔未穿透此层）四大类。车站穿越地层主要为粘质粉土、粉细砂、 粉质粘土、卵石层。车站结构底板座落于卵石层上。详见角门东站地质纵剖面图。 图 2.2-1 角门东站地质纵剖面图 2.3 水文地水文地质质概况概况 2.3.1 地表水情况地表水情况 旱河，距车站北侧约 20m，东西流向，与拟建角门东站（西马场站）略呈平行走向；河底 宽给 34m，上口宽约 78m（横断面呈梯形），河底与侧壁为水泥方砖，侧壁方砖高约 2.5m，与河底倾斜，延伸至地面；河水水量小，局部干涸。 图 2.1-1 角门东车站主体基坑平面布置图（单位：mm） 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 3 2.3.2 地下水情况地下水情况 本次勘察钻孔最大深度 50m，在勘察深度范围内，实际测量到两层地下水，地下水类 型为潜水，该层水补给来源主要为大气降水和侧向径流补给，以侧向径流和向下越流方式 排泄。本次勘察未发现上层滞水。每年 7 至 9 月份为大气降水的丰水期，地下水位自 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，平均年变幅约为 2 至 3m。地下水特征如下表： 含水层及其特征 地下水性质 水位埋深 （m） 水位标高 （m）岩性特征 渗透系数 （m/d） 影响半径 （m） 潜水（一）10.728.59 、2 层 潜水（二）22.122.815.8716.76 层 130-150 77.53（10 t/h） 该场区地下水的腐蚀性评价结果如下：潜水对混凝土结构无腐蚀性；在干湿交替环境 下对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性，在长期浸水的环境下对钢筋混凝土中的钢筋无腐 蚀性。 本站的抗浮设防水位 36.0m。 2.4 周周围现围现状状 角门东站（西马场站）位于角门东路与马家堡东路（太平街南延）交叉路口的西侧路面 下，沿角门东路东西向布置。北侧为旱河，南侧为京投开发商业楼，东南侧为乐天玛特超市， 东侧为商铺，西南侧为京投开发住宅楼。 三、工程重点、三、工程重点、难难点分析及点分析及对对策策 3.1 地下管地下管线对线对主体主体结结构及土方开挖的影响构及土方开挖的影响 角门东站位于市区繁华地段，沿线交通量较大，施工期间需进行多次交通导改，并且 车站两端均与盾构区间连接，施工过程中需配合相邻盾构施工，工程控制性工期要求较高， 总工期紧；文明施工、环保要求高等特点。地下管线密集，施工影响较大，本合同段位于北 京市市区，所经石榴庄路、马家堡东路、均为城市次干路，交通较为繁忙；车站施工范围地 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 4 下管线密集，角门东站需要改迁管线共计 35 根；改移量大、对车站施工工期影响较大。由 于角门东站位于南城的老城区，现状地下可能还有一些不明管线，这些管线可能影响车站 主体明挖基坑施工，角门东站地下管线情况复杂，管线迁改完后，在车站北侧有一条 1000 深 5 m8m 污水管线，最近距车站土体结构 11.5 米；南侧距车站 3米的位置要布置条 管线，条上水、条电力（电力管沟）、条电信，这些管线是车站基坑施工过程中风险源。 在施工过程中，要加强对风险源的监测，若发现管线沉降过大，应采取加固措施，管线与车 站关系横断面图如下。 另外，很多管线有可能没在图纸或勘测资料上显示，因此施工时，要采取各种措施确 保不挖断电缆线。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 5 图 3.1-1 管线与车站关系横断面图 施工时，主要采取以下措施加以保护： 1、围护桩施工前，先人工挖的探孔，再用洛阳铲探 2，在没发现管线的情况下才 能使用钻机成孔。保证钻机在钻进过程中不破坏管线，未经探测并经技术人员书面确认， 不得开钻。 2、冠梁沟槽采用人工开挖，进一步探明围护桩两侧管线，防止出现机械开挖破坏未探 出的管线。 3、主体明挖基坑开挖时，在地面上开挖横、纵向探沟，防止基坑内管线在开挖时遭到 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 6 破坏。 4、主体明挖基坑开挖时，及时做好钢支撑的架设，并做好实时对管线、地表及围护桩 的监测 3.2 基坑北基坑北侧侧旱河旱河对对基坑施工的影响基坑施工的影响 一条宽 10 米，深 2 米的旱河横卧于车站结构北侧，与车站走向平行，此旱河由于位置 与车站出入口位置冲突，因而在车站施工前完成了旱河改移工作。改移旱河在马家堡东路 旱河桥下接回到原旱河位置，并在桥下实现规划旱河断面深度及宽度，桥下旱河深 4 米， 宽 20 米（即上下游旱河低 2 米，宽 10 米）。详见旱河与车站结构平面图。 从图中可看出，旱河在马家堡东路桥下形成一个喇叭口，而下游的过水断面又突然紧 缩，即上游的排水能力受到下游断面的限制。在汛期时，河水在桥下将会形成倒流，水大时 很可能会漫出地面影响车站施工安全。 为此，特制定如下应对措施： 1、在车站施工时，特别在汛期来临前，一定要做好防洪准备，备好防洪材料，提前做好 防洪方案。 2、加强降水施工的质量控制，严格按照设计图纸进行施工，遇到特殊情况及时上报， 图 3.2-1 旱河与车站结构平面图 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 7 与甲方和设计进行协商，及时调整降水方案，确保降水效果达到无水作业。 3、对于层间积水及时进行探测发现，在基坑内设置临时集水坑，通过安插引流管将层 间积水安全引入集水坑，统一抽排出基坑。 4、在基坑开挖的过程中，由专业的监测小组加强对地下水位及基坑、地表变形的监测， 持续、及时地了解变化情况，向各方上报，并在进场后根据现场情况制定详细的应急预案。 5、加强对河道的监控，在进入雨水季节后，对于河道内水位的变化应该建立实时监控 系统，并制定详细的防洪预案。 3.3 京投商京投商业业楼施工楼施工对对角角门东门东站施工站施工产产生的影响生的影响 在车站 9-18 轴位置的南侧，为京投置地公司商业楼，商业楼与地铁接驳首次采用了 “无缝接驳”的概念，即地铁的出入口也是商业楼的商业区。此段接驳商铺基坑深 10 米，距 离角门东站基坑最近距离为 5.9 米，商业楼深 14 米距车站最近距离 17 米。京投商业楼的 施工方案为先施工商业主楼和部分商业通道，然后预留出接口二次施工。图中灰色方框即 为接口位置，这两个接口深 10 米，离车站结构最近为 4.5 米，详见下图。 门 卫 室 - 10m - 14m 5 5 .9m.9m 与地铁车站 接驳的京投 置地商铺 京投置地 商业楼 与地铁接驳段，此段宽 40 米， 距地铁基坑 10 米，此段甩出 接口，不回填。 与今后商业通道接驳处， 宽 5 米，深 10 米，距地 铁结构 4.5 米，此段甩 出接口，不回填 这样的两个缺口在基坑南侧，使车站基坑开挖时形成一个不对称得受力体系。 为此，特制定以下应对措施： 图 3.3-1 角门东站与京投商业楼关系 图 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 8 1、在基坑开挖时，应在车站北侧增加锚索来抵消不对称的受力。 2、在开挖到此段时应及时撑上钢支撑。 3、加强对钢支撑、围护桩及周围地表沉降的监测。 四、四、总总体施工体施工组织组织部署部署 4.1 施工施工总总体部署体部署 1、角门东站管线复杂，前期工作协调难度大。本站施工采用“先易后难”的方针，将车 站西边几条管线先行迁改，具备开工条件的场地逐步形成围挡，从西向东推进施工。 2、围护桩施工采取隔桩施工，根据现场施工条件的具备情况，确定用 1 或 2 台钻机从 车站西端向东端推进。 3、待车站围护桩及降水井施工完成并开始实施降水作业后，开始进行土方施工，根据 车站规模和周边环境，基坑采取从西向东逐段分层开挖的方式。 4、基坑土方开挖遵循“纵向分段、竖向分层、由上至下、中间拉槽、先支后挖”的原则， 竖向从上到下分层开挖，纵向形成台阶，横向先挖中间土体，后挖两侧土体。 5、为确保开挖过程中桩间土体的稳定，对桩间土体采用挂网、喷射砼等施工作业。在 土方开挖过程中，由上往下、随挖随喷，机械开挖至桩边 15cm 后采用人工清理，挂网安装 在每步开挖后及时进行，钢筋网片定点预制，分片安装。对桩间出现的少量局部渗漏水采 取在桩间渗水部位设置一根 50 的泄水盲管将网喷砼后的渗漏积聚水引至基坑底排走。 6、基坑内支撑采用竖向 3 道钢管支撑，且在基坑北侧 919 轴段加锚索加上三道锚索。 在土方开挖过程中，由上往下、随挖随撑，确保基坑的安全及基坑周边的稳定，钢支撑和钢 腰梁在基坑边加工及组装好后，采用龙门吊进行安装，钢腰梁与围护桩之间的空隙采用细 石混凝土填充。 4.2 施工施工组织组织机构机构 在项目组织机构上设项目经理一名，车站主管副经理一名，项目总工一名，项目经理 部下设工程部（包括试验室，测量队）、安质部、计划合同部、财务部、物资设备部和综合办 公室。施工作业队伍有：钻孔桩队伍、降水队伍、土方开挖队伍、钢支撑队伍及锚索队伍。详 见图 4.2-1 主体结构基坑围护施工组织机构图及表 4.2-1 角门东站项目部主要管理人员表 土方队伍 钢支撑队伍 降水队伍 项目经理 工程部 总 工副经理 计划合同 部部部部 安质部财务部综合办公室物设部 钻孔桩队伍 锚索队伍 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 9 图 4.2-1 主体结构基坑围护施工组织机构示意图 表 4.2-1 角门东站项目部主要管理人员表 序号姓名 职务 1祖国政 项目经理 2 李忠银项目副经理兼安全总监 3 覃烨项目总工 4 高儒华、牛百鹏项目副经理主管外协 5党运旺 项目副经理主管现场生产 6党永漳 物设部部长 7 仝丽霞、黎 艳、韦佼佼财务部部长及财务人员 8蔡 迪 计划合同部部长 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 10 9 张帆、张莉、许晨、韦威、马 晓峰、王维东、王晓芹 工程部技术人员，包括测量人员、资料人员、试 验人员等 4.3 劳动劳动力力计计划安排划安排 根据类似工程施工经验，拟投入钻孔桩队伍 20 人（两台钻机的人员编制），土方队伍 20 人，钢支撑队伍 12 人，锚索队伍 10 人。 4.4 主要施工机械主要施工机械设备设备配置表配置表 根据本工程的特点，在主体围护结构施工时投入的主要施工机械设备配置见下表主要 施工机械表所示： 表 4.4-1 主要施工机械表 机械名称规格型号 额定功率（kw）或容 量（m3）、吨位（t） 数量（台） 围护桩设备 旋挖钻机r-622300(柴油动力)2 焊机6 切割机2 汽车吊qy25/1625/16t2 水泥浆搅拌机2 土方开挖设备 反铲挖掘机2 m33 自卸汽车2010m310 汽车吊25t1 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 11 门式吊车10t1 锚索设备 xy 一 300 地 质钻机 2 油泵车1 注浆泵2 其他设备 电动空压机6 m337kw4 湿喷机tk-9612 风 镐5 配 电 箱6 备用发电机240/120gf200kw1 4.5 主要的主要的试验试验/测测量量/质检仪质检仪器器设备设备表表 为确保工程质量,确保建筑物的使用功能,在基坑土方开挖施工时投入的主要的试验/测 量/质检仪器设备配置见表 4.5-1 主要的试验/测量/质检仪器设备表所示。 表 4.5-1 主要的试验/测量/质检仪器设备表 序号仪器设备名称规 格 型 号单位数 量备 注 1经纬仪j2台2 2全站仪leica tc1800台1 3精密水准仪（含配套铟钢尺）苏光 dsz2台1 4水准仪al322-a台1 5钢尺（30m）、小钢尺（5m）个4大钢尺 1 个 6温度计只10 7塌落度筒套3 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 12 8标准试模套10 9标准养护池个2 10收敛仪jfs30a台1 11频测仪gxs-937台1 12测斜仪cx-01台1 13测斜管g01根100 14钢筋计xy-01个150 15水位计91c45.0个10 16孔隙水压力计kxr个20 17土压力盒txr个20 4.6 施工施工场场地及地及临时设临时设施布置施布置 4.6.1 场场地布置的原地布置的原则则及依据及依据 根据北京市关于环保、安全、文明施工的有关文件规定，施工现场布置本着 “降低噪音、 减少污染、整洁美观、安全方便，较少干扰”的原则，尽可能地减少对市民正常生活及车辆 交通的影响，并对既有街道路面、管线等采取必要措施予以保护，实现“绿色施工”，体现 “以人为本”的理念。 4.6.2 施工施工总总平面布置平面布置 工程场地位于石榴庄路与马家堡东路十字交叉路口，车站北侧为现状旱河，车站南侧 是京投置地商业楼施工场地，东南角为乐天玛特超市，东北角为大红门商铺，施工场地狭 窄。现利用车站南侧与京投施工互不干扰的空间作为料场和加工场等。在车站东西两侧围 挡端头设进、出大门各一处。 围护桩施工根据工期安排，泥浆制造及再生系统设置于待开挖基坑上；土方施工将临 时堆土场设置在车站南侧，北侧设钢支撑的堆放场。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 13 施工总平面图见附录 1。 施工平面布置图如下： 4.6.3 主要主要临时设临时设施布置施布置 角门东项目部分办公室、会议室及施工人员宿舍、食堂等布置在马家堡东路十字路口 东北角上，采用双层彩钢活动板房，办公场所在车站施工场所外。 整个场地内给排水、供暖、洗手间、浴室、文化体育活动场所等配套设施齐全，场地硬 化时采用厚 10cm 混凝土结构，设置排水系统，确保排水畅通，其中生活用水经沉淀后排入 市政污水管道，在项目部及生产区设置门卫，门卫亭及门卫服装按统一标准办理。 在项目部分门口显著位置悬挂“五牌一图”，写明工程简介，开竣工日期，工程建设、设 图 4.6-2 土方开挖施工场地布置图 图 4.6-1 围护桩施工场地布置图 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 14 计、监理、承包单位、社会监督部门及工程总平面布置图等内容。 详见下图： 五、施工五、施工进进度安排度安排 5.1 明挖明挖车车站站钻钻孔孔桩桩施工施工 角门东站明挖主体围护桩共计 272 根，考虑到京投施工对角门东站施工造成的影响， 角门东站明挖主体围护桩分两期施工，一期施工从 2009 年 7 月 19 日至 2009 年 7 月 29 日， 共计 11 天，先完成京投锚索施工对地铁施工影响段的围护桩（56#85#）施工；等车站主体 围挡形成后，再施做剩余桩及冠梁，即从 2009 年 12 月 23 日至 2010 年 2 月 21 日，共计 61 天。 5.2 降水施工降水施工 车站主体结构施工共设置 57 口降水井，其中 14 口抽水井，43 口渗漏井。施工周期为 40 天，即从 2010 年 1 月 1 日至 2010 年 2 月 9 日。 5.3 基坑开挖与支基坑开挖与支护护 角门东站明挖土方共计：77360m3，考虑到夜间出土和剩余部分土体的人工调运，计划 平均每天出土 500m3，共计 155 天，即从 2010 年 2 月 11 日至 2010 年 7 月 15 日，共计 155 图 4.6-3 项目部驻地平面图 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 15 天。 详见角门东站基坑围护施工进度图见附录 2。 六、施工工六、施工工艺艺及技及技术术措施措施 6.1 钻钻孔灌注孔灌注桩桩施工施工 角门东站主体围护桩共 272 根，分 a、b、c、d 四种，a 型桩为车站西侧盾构端头范围 内围护桩，b 型桩为车站标准段范围内的围护桩，c 型桩为车站东侧盾构端头范围内的围 护桩，d 型桩为车站东侧盾构端头加深处围护桩。围护结构采用 a 型桩：10001600、桩 长 l=22.55m，共计 42 根；b 型桩：10001800、桩长 l=20.7m，共计 188 根；c 型桩： 10001600、桩长 l=21.75m，共计 36 根；d 型桩：10001600、桩长 l=22.35m，共计 6 根。车站土体围护桩施工采取隔桩施工，从西向东推进。钻孔灌注桩的工艺流程如图 7.2-1 钻孔灌注桩施工工艺流程图所示。 6.1.1 钻钻孔孔桩桩施工施工测测量量 根据业主交导线控制点进行控制测量，复测确认，误差在允许范围之内，根据车站位 置布设加密桩，方便施工，加密桩点的埋设和检测按照测量规范要求，满足要求后纳入 控制测量网点中，测量结果上报监理工程师，经监理工程师审核，审批确认后开始使用，通 过导线和高程控制点在施工场地内引入施工控测点和高程点，经核无误后进行钻孔桩位施 工放样。 打桩前，场地内先整平，后放桩心点，然后在远离 3 米的位置处四周打护桩，埋设护筒 时通过护桩用“十“字交线找准护筒中心，开始挖人工探孔。挖人工探孔完毕后报检监理工 程师，监理工程师核验无误后进行施工。 同时在施工过程中经常进行复测，对测量控制桩点及水准点加以特殊保护，一旦桩点 被破坏应根据护桩及时恢复。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 16 6.1.2 施工施工场场地内地下管地内地下管线线的保的保护护 由于施工场地内地下管线十分复杂，虽然施工前对各种影响施工的管线进行了改移等 措施，但为了避免发生破坏未知管线，施工前由人工开挖深 3 米探孔，然后再用洛阳铲往 下探 3 米，以探明地下管线，如遇到未探明的管线及时保护并通知产权部门进行处理，对 大管径管线，必要时经业主、设计及监理单位同意后，可以采取适当调整钻孔桩位置以避 开管线。 施工准备 人工探孔 埋设护筒 钻机就位 钻进、掏渣 清孔 成孔检查 分段安放钢筋骨架 下导管 灌注砼前准备工作 灌注架就位 灌注水下混凝土 灌注架移位 桩位复测 向孔内注水及粘土 安装清孔设备 制泥浆 泥浆净化 测量孔深、斜度、直径 钢筋骨架制作 测回淤 配制混凝土 钻机移位 组装灌注架 制作混凝土试件 试件养护 桩位放线 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 17 图 6.1-1 钻孔灌注桩施工工艺流程图 6.1.3 钻钻孔灌注孔灌注桩护桩护筒筒设设置置 在施工过程中，人工探孔可能会被破坏，这种情况下打桩前需增加护筒。 护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和 固定钢筋笼等作用，应认真埋设，具体埋设方法为： 把护筒（护筒采用 8mm 厚的钢板加工制作，高度 1.5m2m）采用钢丝绳对称吊放坑内， 在护筒上找出护筒的圆心（可采用拉正交十字线法），然后通过控制桩放样，把桩位中心找 出，移动护筒使护筒的圆心与桩位中心重合，同时用水平尺（或吊线锤）校验护筒竖直后， 方可在护筒周围回填最佳含水量的粘土，分层夯实，夯填时要防止护筒偏斜，护筒埋设后 经质检员和监理检查，当中心偏差小于允许偏差 20mm 后，方可使钻机就位开钻。护筒的 顶部开设 12 个溢浆口，并高出地面，使溢流泥浆流入泥浆池，减少污染场地。 6.1.4 钻钻机就位机就位 安设钻机时地面应平整，以保证钻机的平稳。同时调整机架，使钻机钻杆铅直不发生 倾斜移位现象。施工前，钻机应先试运转检查，以防止成孔中发生故障。 6.1.5 钻钻孔灌注孔灌注桩桩泥泥浆浆制拌制拌 钻孔桩的施工前先在钻孔附近挖一泥浆池，通过添加膨膨润土等提前配浆，浆液满足 要求后开钻，开钻前应在埋设好的护筒孔内加入足够的泥浆，所采用的泥浆开孔使用的泥 拆、拔护筒 孔口回填 桩头剔凿清 理 基桩无损检 测 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 18 浆用优质粘土（膨润土）制作，当钻孔至粘土层时可原土造浆。泥浆比重的控制：一般地质 为 1.01.25t/m3；松散易坍的地层为 1.31.5 t/m3。泥浆粘度在一般地质为 1622s；松散 易坍地层为 1928s。泥浆含砂率为 4%8%，胶体率不小于 90。施工中经常测定泥浆比 重、粘度、含砂率和胶体率。 成孔过程中，泥浆循环系统应定期清理，确保文明施工。泥浆池实行专人管理、负责。 对泥浆循环和沉淀池的渣土，专门配备一台抓斗机进行打捞，处理后的渣土经数次翻晒后 成干土外运。 6.1.6 钻钻孔灌注孔灌注桩桩成孔成孔 根据工程的地质条件和钻孔灌注桩的施工工艺，配备钻机数量为 12 台。钻机就位时， 保持底座平稳，不发生倾斜移位。钻头中心采用桩定位器对准桩位。为保证钻孔的垂直度， 在钻进过程中，设置钻机导向装置，利用双向调节标尺或线坠调整钻杆垂直。先在人工探 孔内（护筒内）用钻头造浆，在泥浆池存一部分泥浆后正式钻孔。开孔时做到稳、准、慢，钻 进速度根据土层类别，孔径大小，钻孔深度及供浆量确定。钻进施工时泥浆沿着泥浆沟流 向泥浆沉淀池，泥浆经沉淀循环，形成钻孔施工的泥浆循环系统。施工时设专人清除泥浆 沟和沉淀池中的沉碴。浇筑桩身砼时，用泥浆泵把桩孔内排出的泥浆抽到泥浆池中进行净 化处理，与此同时，使用罐车把废浆运走。 钻进时边钻进边注入泥浆护壁，保持泥浆面始终不低于工探孔（或护筒）顶下 0.5m，钻 进过程中随时检测钻机钻杆垂直度，并随时调整，成孔至设计标高后，对成孔的孔径、孔深 和倾斜度进行检查，满足设计要求后，请监理工程师验收，并作成孔记录，成孔后泥浆比重 应在 1.151.20t/m3。 6.1.7 钢钢筋筋笼笼的制作及吊放的制作及吊放 钢筋笼加工是一个特殊的过程，对操作人进行资质（有特种作业相关证件）验证，无证 不能上岗，并认真学习图纸和技术交底及相关规范、规程，在加工钢筋之前具体人应对钢 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 19 筋笼的几何尺寸、钢筋搭接等要求非常熟悉。 钢筋笼按设计图纸加工制作，主筋焊接采用搭接焊，在同一截面内的钢筋接头数不得 多于总数的 50%，两个节点间的距离应不小于 35d（d 为钢筋直径），且最小不得小于 500mm。主筋为级钢筋时，焊接长度单面焊时10d（d 为钢筋直径）；双面焊时5d，钢筋笼 焊接时操作人员不得从主筋上引弧，以免损伤主筋。加劲箍一般设置在主筋内侧，钢筋笼 加工前先调直主筋。钢筋笼在现场制作，并在钢筋笼上用断头钢筋（直径不小于 8）或钢 板弯制成钢筋“耳朵”焊在骨架主筋外侧，来保证灌注桩的保护层厚度，主筋保护层厚度为 70mm。制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上，并垫上木方，以免粘上泥土，同时骨 架都要挂牌标明桩号，避免吊装时出错，并及时向监理进行报检。 1、吊装参数总说明 车站 a 类钢筋笼长度：23.3 米，重量：2.05 吨（a 类桩最长，最重） 起吊方法： 钢筋笼采用 5 点起吊，具体见下图； 起吊用钢丝绳：直径为 18.5mm，公称抗拉强度为 1550n/mm2 的 619 钢丝绳吊索 起重机：25t 起重机 卡环：型号 9.5，使用负荷 9.5t 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 20 2、吊装方法： 钢丝绳的安装：起吊用钢丝绳通过卡环（参数：型号 2.1，使用负荷 20580kn）固定在钢 筋笼环向加强筋上面，起吊点纵向间距 4 米，为加强筋间距的 2 倍。3 号钢丝绳通过卡环固 定在钢筋笼顶部第一道加强筋上部对称设置在同一竖直面上，避免钢筋笼起吊时发生偏转。 为减少起吊过程中钢筋笼变形，可以在钢筋笼内部设置通长钢管，将钢管通过卡环和钢丝 绳与钢筋笼固定在一起。 起重机主钩负责 1 号和 2 号钢丝绳索，辅钩负责 3 号钢丝绳索，起重时 5 点均匀同步 起吊，待钢筋笼水平提升高度至地面 46 米时，辅钩继续提升，主钩放缓提升并配合辅钩 将钢筋笼逐步起吊至竖直状态。 3、钢丝绳检算： 钢丝绳允许拉力按下列公式计算： fgfg/k 式中 fg钢丝绳的允许拉力（kn）； fg钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kn）； 换算系数，钢丝绳结构为 619 时，取值为 0.85； k钢丝绳的安全系数，作吊索使用安全系数为 67。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 21 水平状态时，最不利夹角为 30 度，按照单根钢丝绳计算： 允许拉力fgfg/k0.85199.5/6 28.2kn2.05*10*sin(30)/2=20.5kn,可以满足要求。 竖直状态时按照单根钢丝绳受力： 允许拉力fgfg/k0.85199.5/628.2kn2.05*10=20.5kn.，可以满足要求。 起重机起吊采用用 25t 吊机，依据图标查询，作业半径 8.5 米，起吊高度 33 米时，起 吊重量为 3t，可以满足施工要求。 4、钢筋笼的吊装 当成孔验收合格后，将验收合格的钢筋笼运至孔口，采用起吊机整体吊装就位，确保 钢筋笼居中。钢筋笼吊起后缓慢落入桩孔内就位。由于钢筋笼离桩底均有一定的距离，待 就位到正确位置后，用 4 根 22 钢吊钩钩住笼顶加强箍，用 2 根 16a 槽钢做横担悬挂在井 壁上，借助自重保证钢筋笼标高及垂直度正确，待桩芯砼具有一定强度再取掉挂钩。钢筋 笼吊运中应防止扭转、弯曲。安装时应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下放，避免碰撞孔壁，就 位后立即固定。钢筋笼吊放见图 7.1-1 钻孔桩钢筋笼吊放示意图。 图 6.1-2 钻孔桩钢筋笼吊放示意图 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 22 为了防止钢筋笼在吊装过程中变形,在制作中采用以下几点措施： (1) 在设计时宜采用闭口螺旋箍筋,在绑扎时主筋与箍筋接点梅花形错开并用较粗铁丝 固定,其余接点采用点焊连接。 (2) 每隔 2m 或更密设置架力筋(加强筋) 并与主筋点焊或绑扎牢固,自身搭接部分采 用双面焊焊接,以此来提高钢筋笼的刚度。 为了确保钢筋保护层的厚度,在钢筋笼外侧安设钢筋定位器,定位器由与主筋同直径的 短钢筋加工成半圆弧状焊接在主筋上。为了避免偏心,钢筋定位器在一个断面上设置 46 处,沿钢筋笼长度方向间距应为 36m。 钢筋笼沉放到位后,用钢管或型钢承托固定,如测量笼顶标高与设计有误时,用吊车把钢 筋笼轻轻吊起,并卸掉承托待调整到位后再重新固定。 6.1.8 钻钻孔灌注孔灌注桩桩清孔清孔 钻孔过程中做好详细的钻孔记录，桩孔钻至设计深度后，会同现场监理工程师进行验 孔，符合要求后再进行清孔工作，一般使用正循环方法进行换浆清孔，做法是：开动钻头空 钻不进尺，使沉碴处于悬浮状态随旧浆排走。清孔后保证孔底的沉碴厚度符合要求。在浇 筑水下砼前，复测孔底沉淀物厚度，符合要求方可浇筑水下砼，如沉淀物厚度超过设计及 规范要求，可在浇筑砼前对孔底进行高压射水或吹风数分钟，使沉淀物飘浮后，立即浇筑 水下砼。 1、第一次清孔 桩孔成孔后，应进行第一次清孔，清孔时应将钻具提离孔底 0.30.5m，缓慢回转，同 时加大泵量，每隔 10min 停泵一次，将钻具提高 35m 来回串动几次，再开泵清孔，确保 第一次清孔后孔内无泥块，相对密度达 1.2 t/m3左右。 2、第二次清孔 钢筋笼、导管下好后，要用导管进行第二次清孔，第二次清孔时间不少于 30min，测定 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 23 孔底沉渣小于 10cm 时，方可停止清孔，不得用加深孔底深度的方法替代清孔。 6.1.9 钻钻孔灌注孔灌注桩桩水下水下砼浇砼浇筑筑 钢筋笼吊装入孔后，立即灌注砼。根据桩径、桩长合理选择导管和起吊、运输设备。砼 采用商品砼，要求必须有较好的和易性，混凝土拌和物从拌和机卸出到进入导管时的坍落 度为 180mm220mm，首批灌注的砼初凝时间不得早于灌注桩全部砼灌注完成时间，灌注 应尽量缩短时间，连续作业，使灌注工作在首批灌注的砼仍具有塑性的时间内完成。砼浇 筑时须进行试件制作，同一配合比每根钻孔桩做 1 组标准养护试件；并满足监理单位检查 要求及规范相关规定。 1、水下灌注砼施工顺序 首先安设导管，用吊机将导管吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底保留 3050cm 左右。导管在使用前及灌注 46 根桩后，检查导管及其接头的密闭性，确保密封 良好。灌注首批砼之前在漏斗中放入隔水塞，然后再放入首批砼。在确认储存量备足后，即 可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使隔水塞留在孔底。灌注首批砼量应使导 管埋入砼中深度不小于 1.0m。首批砼灌注正常后，应连续不断灌注，灌注过程中应用测锤 测探砼面高度，推算导管下端埋入砼深度，并做好记录，正确指导导管的提升和拆除。直至 导管下端埋入砼的深度达到 4m 时，提升导管，然后再继续灌注。在灌注过程中应将井孔内 溢出的泥浆引流至适当地点处理，防止污染环境。 2、水下灌注砼的技术要求 （1）首批砼灌注量应保证导管底口埋入混凝土中不小于 1.0m，灌注过程中砼面应高于 导管下口 2.0m，每次拆除导管前其下端被埋入深度不大于 6.0m。灌注必须连续，防止断桩。 （2）随孔内砼的上升，需逐节快速拆除导管，时间不宜超过 15min。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 24 （3）在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续的砼应徐徐灌入漏斗和导管， 不得将砼整斗从上而下倾入管内，以免在管内形成高压气囊。 （4）砼上层存在一层浮浆需要凿除，为此桩身砼需超浇 500mm，桩身砼达到一定强度 后，将设计桩顶标高以上部分用风镐凿除。 （5）浇筑砼应做好记录。 （6）当砼升到钢筋笼下端时，防止钢筋笼被砼顶托上升。 6.1.10 钻钻孔灌注孔灌注桩桩特殊情况的特殊情况的处处理理 1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 措施处理： （1）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。 （2）钻孔过程中遇坍孔，立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻。 （3）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。 2在水下砼灌注过程中，如发现断桩、钢筋笼上浮等情况立即停止灌注砼，采取下列 措施处理： （1）砼灌注过程中由于灌注不连续而出现断桩时，必须及时吊起钢筋笼，在孔内全部回 填土至地面标高，重新钻孔。 （2）砼灌注过程中由于砼的顶托而出现钢筋笼上浮时，必须及时吊起钢筋笼，并在孔内 全部回填土到地面标高，重新钻孔。 6.1.11 钻钻孔灌注孔灌注桩桩施工注意事施工注意事项项 1 护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责，严禁缩颈、夹层、歪斜等质量 通病的出现； 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 25 2 钻机因故停止钻孔时，应设专人值班补浆，防止塌孔事故； 3 钻孔成孔后要及时灌注，不得过夜，以免造成缩颈和塌孔； 4 砼灌注时，要防止钢筋笼上浮，必须对钢筋笼采取足够的压制力，将吊筋与护筒吊环 绑扎牢固； 5 砼灌注过程中，不时抽查砼的坍落度，当坍落度误差大于范围时，即做退料处理，每 根桩留取 150150150（mm）试件一组，在试模中养护 36 小时后取出，用油漆在试件表面 写上编号，然后放在养护池中养护，28 天后做抗压检测。 6 砼灌注完毕，即割断钢筋笼挂环，使钢筋骨架不影响砼的收缩，即钢筋与砼的粘结力； 7 灌注导管使用后要及时用水清洗，管壁、丝扣要经常检查，随时清除砂眼、接口变形 等隐患，破碎的胶垫要及时更换； 8 认真作好施工记录和各项原始记录管理，做到完工资料齐全，及时整理归档，成孔记 录和灌注记录做到一桩一表。 6.1.12 围护桩质围护桩质量量检测检测 按有关检测要求，车站围护结构在冠梁施工之前宜采用低应变动测法检测桩身完整性， 检测数量不应少于总桩数的 10%且不少于 3 根。围护桩检测合格后方能进行下步工序，检 测工作委托具有许可证或注册证书的单位进行检测。 6.2 桩顶桩顶冠梁施工冠梁施工 6.2.1 冠梁施工工序冠梁施工工序 按相关技术要求，在围护桩施工完成并对其检测后，可以施工冠梁，冠梁首先可以提 高围护结构的整体性，提高围护结构的刚度，其次为第一道钢支撑的安装预埋钢板，冠梁 截面尺寸为（宽高）为 1000mm800mm。冠梁施工工序及施工流程如下： 桩间外侧土体加固凿挖孔桩浮浆钢筋制安模板安装砼浇筑 冠梁砼养护 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 26 6.2.2 冠梁施工方法冠梁施工方法 1、冠梁钢筋绑扎 由于浇筑水下砼过程中，桩顶部分砼中含有泥浆，根据技术规范要求和施工工艺，钻 孔桩顶有约 500mm 厚的浮浆需要凿除，凿除采用风镐进行，凿除之前在外侧钻孔桩上施放 一条高程线，对钻孔桩顶标高进行控制，凿除的钻孔桩顶面必须平整，局部高差不大于 30mm。钻孔桩顶桩头凿除完成后必须用水洗净，并请驻地监理验收合格后，才能进行钢筋 绑扎。 钻孔桩顶桩头凿除及两钻孔桩之间的土体与钻孔桩顶高差位置处理完毕后，施放出钻 孔桩中心线，按设计要求进行钢筋制安。钢筋制安完成并安装预埋钢板经驻地监理验收合 格后，方可进行下一道工序模板安装。 2、冠梁模板安装 当土方开挖至冠梁底下部时，立即进行支模，模板采用土模和木模相结合进行支模， 为保证混凝土质量，迎土侧土模采用彩条布进行隔离保护，桩间的底模采用布设 2cm 厚的 砂层进行保护。由于冠梁截面较小（1000800），故模板安装较简单，通过钻孔桩中心线，施 放出模板控制线，模板采用大块 2cm 厚 7 夹木模板，模板垂直度通过吊锤控制，垂直度偏 差不大于 0.5%，竖向支楞采用 8080mm 枋木，间距 500mm 布置，横向支楞采用 8080mm 枋木，两道上下间距 400mm 布置；拉杆用 12 圆钢加工，拉杆伸出模板端车丝，以螺栓固 定，拉杆内部焊接于桩钢筋根部。模板内横向设一排 3050mm 的方木水平内撑，模板外侧 采用 42 的钢管斜向支撑，间距为 500mm，纵向采用两道钢管将所有斜向支撑连接在一起。 模板安装完毕，在模板内表施放冠梁顶标高控制线，以控制冠梁砼标高。 模板安装要满足以下技术要求： （1）模板支架要具有足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇筑混凝土的侧压 力及施工中产生的荷载。 角门东站主体围护结构及土方开挖施工方案 中铁电气化局北京地铁十号线二期 06 标项目经理部 27 （2）模板接缝不漏浆，模板安装前应均匀、充分地涂刷脱模剂。 （3）制作 50mm50mm35mm 垫块，安装时以保证主筋净保护层满足设计要求。 3、混凝土浇筑 冠梁砼采用商品混凝土，标号为 c30，砼浇筑采用吊机下料，人工振捣方式进行，每段 冠梁留置砼抗压试件一组，并满足监理单位检查要求及规范相关规定。砼浇筑要满足以下 技