车站主体围护结构安全专项施工方案.doc

1 车站主体围护结构安全车站主体围护结构安全 专项施工方案专项施工方案 1 工程概况工程概况 1 1 车站位置及周边环境 本站位于规划路 郭公庄二号路 与规划六圈南路形成的十字路口 跨规划 的六圈南路南北向布置 十字路口西北角为已建成棉花城小区 其它部位均为规 划用地 现状多为郭公庄大队的平房 现状站位因尚未实现规划 故地下管线较少 有部分架空线 1 2 车站布置 车站共设 4 个出入口 2 个安全出口 2 组风亭 1 号出入口及 1 号安全出口 位于棉花城围墙东侧 2 号出入口及 2 号安全出口位于十字路口西南角 临道路 红线设置 3 4 号出入口位于十字路口东侧临道路红线设置 车站南端 1 号风亭 位于十字路口西南角 车站北端 2 号风亭位于十字路口东北角 车站布置见图 1 1 郭公庄车站平面布置图 1 3 结构设计 主体围护结构设计形式为机械成孔灌注桩 锚杆支护体系 机械成孔灌注桩 采用 1000 1600 钻孔灌注桩 锚杆内支撑竖向设置三道 分别为 4 根 12 7 7 根 15 2 5 根 15 2 钢绞线 车站主体围护结构设计形式见图 1 2 郭公庄站标准断面图 1 4 施工方法 2 车站主体采用明挖顺作法施工 2 工程地质与水文地质条件 2 1 工程地质条件 本站施工范围内土层分布较为稳定 土层分布自上而下依次为人工填土 新 图 1 1 郭公庄车站平面布置图 3 图 1 2 郭公庄站标准断面图 4 近沉积土层 第四纪晚更新世冲洪积地层 车站地层层序自上而下依次为 粉土填土 层 褐黄色 褐色 松散 稍湿 含少量砖渣 草根 白灰 石 子 杂填土 1层 杂色 松散 稍湿 含砖块 砖渣 灰渣 细砂填土 2层 褐黄色 褐色 松散 稍湿 含少量砖渣 砾石等 该层层底标高为 42 17 47 49m 粉质粘土 1层 黄褐色 黄褐色 硬塑 中高 中低压缩性 含少量云母 氧化铁 粉细砂 3层 褐黄色 黄褐色 中密 湿 中压缩性 含云母 氧化铁 局部夹粉土薄层 中粗砂 4层 褐黄色 中密 密实 湿 低压缩性 含云母 氧化铁及个 别砾石 圆砾 5层 杂色 稍密 中密 湿 低压缩性 一般粒径 3 20mm 最大粒 径不小于 170mm 粒径大于 2mm 颗粒含量约为总质量 80 左右 亚圆形 中粗砂 充填 该层层底标高为 36 77 42 19m 卵石 层 杂色 中密 湿 低压缩性 一般粒径 20 60mm 最大粒径不小 5 于 220mm 粒径大于 20mm 颗粒含量约为总质量 70 左右 亚圆形 中粗砂充填 卵石 层 杂色 密实 湿 低压缩性 一般粒径 30 60mm 最大粒径不小 于 300mm 粒径大于 20mm 颗粒含量约为总质量的 85 亚圆形 中粗砂充填 车站结构主要在粉质粘土 1层 粉细砂 3层 中粗砂 4层 圆砾 5层 卵 石 层 底板坐落于卵石 层 郭公庄车站地质剖面见图 2 1 郭公庄车站地质剖面图 2 2 水文地质条件 本场地存在一层地下水 其性质为潜水 该层水补给来源主要为大气降水和侧向 径流补给 以侧向径流方式排泄为主 水位标高 16 28 17 82m 在车站底板以 下约 10m 车站采用明挖法施工 基坑开挖前需确定水位是否有变化 并考虑上 层滞水的影响 施工中对于局部的上层滞水和雨水等 可在基坑内设置排水沟和 集水坑 采用明排的方式处理 3 风险因素分析 根据北京市轨道交通工程建设 安全风险技术管理体系 中风险工程分级及 重要性等级划分标准 本站有 2 处风险源 如下表 序号风险源名称 风险源 分级 变形控制 保护等级 风险基本状况描述 1 车站主体结 构基坑 二级二级主体基坑深 17 米 6 2 车站主体基 坑临近建筑 二级二级 主体基坑深 17 米 距西侧加来小镇楼房距 离 14 21 米 该住宅楼群均为框剪结构 筏板基础 地上 3 层 地下 1 层 基底埋 深 3 20 米 2003 年 3 月完工 4 工程特点 重 难点 4 1 工程特点分析 1 拆迁工作量大 商业补偿难度大 图 2 1 郭公庄车站地质剖面图 7 郭公庄车站位于郭公庄村南侧 现况为待拆民房 商铺 前期拆迁工程量巨 大 商业补偿难度大 2 采用明挖设计 基坑宽度大 本车站主体结构采用明挖顺做法施工 车站主体基坑开挖宽度达到 41 4m 局部宽度达到 42 6m 属大基坑的开挖 3 工程量大 施工技术复杂 对施工要求高 本站为地铁九号线起点站 同时也是规划房山地铁线接口换乘的车站 车站 为双岛四线形式 基坑宽度达到 41 4m 局部宽度达到 42 6m 长 251 4m 站体 规模较大 开挖土方量大 工期紧 需多个工作面同时施工 并组织大量的锚杆 钻机 土钉施工机械 钻孔桩钻机 挖机等施工机械设备进行施工 本工程位处首都北京 对施工技术 安全 环保 质量 进度等要求高 任 何失误都会带来极坏的政治影响 4 地质条件较好 施工环境好 车站主体及附属结构采用明挖法施工 其结构位置周边没有重要建构筑物 场地开阔 施工范围内现状管线少 还无规划管线 周边的道路还未实现规划 8 交通流量不大 施工环境好 4 2 工程施工重点分析及对策 1 确保基坑稳定性是施工重点 由于车站主体及附属工程与区间均采用明挖法施工 基坑施工期间的安全是 本工程的一个重点 因此关键是要确保明挖基坑的稳定 不出现坍塌事故 特别 要注意以下几点 为保证基坑安全 便于基坑内施工便利 必须作好基坑渗流截堵措施 基 坑地表硬化 并作好相应的排水沟 确保地表排水顺畅 特别应防止地表积水下 渗 基坑开挖过程中 严格土方开挖管理 强调内支撑及时支护 由于本标段基坑采用分层分段后退式开挖方法 因此需要考虑在雨季沿基 坑纵向的边坡稳定 防止在坑内沿基坑纵向产生滑坡 导致基坑坍塌 在拆除每道支撑时 应根据围护桩水平变形的监测结果来判断 在所有的监测项目中 特别强调对围护桩水平变形的监测和支撑轴力的监 测 并根据围护桩水平变形监测数据实时调整支撑措施 2 围护结构施工质量是重点 车站主体围护结构采用灌注桩 预应力锚索的形式作为支护体系 附属工程 西北侧出入口和疏散口临近加来小镇住宅区楼房采用钻孔灌注桩加预应力锚索支 护外 其余采用土钉墙作为围护结构 在卵石层中施工预应力锚索 土钉墙 灌注桩 其施工难度较大 围护结构 施工质量及进度是本工程的一个重点 需要采用合适的施工工艺和施工机械设备 进行施工 9 预应力锚索成孔钻机采用 DHR80 A1 型钢套管钻机钻进成孔 钻孔桩采用旋 挖钻机成孔 在 5层采用普通钻头钻进 在卵石 层及卵石 层采后短螺 旋钻头钻进 施工过程中根据现场施工情况 组织足够数量的上述各种施工机械 确保满 足业主进度要求 3 施工组织管理与协调是重点 本站施工工序多 施工作业面多 专项工作多 多项专业交叉施工 施工组 织协调工作量大 如何统筹安排 精心组织 优化配置 减少矛盾 使得每个工 作面协调推进 每道工序衔接紧凑 安全 优质 按期完成施工任务 是本工程 的又一项重点 主要对策 项目经理对资源分解和进度调节全面负责 选派有经验的施工技术人员 管理人员和技术熟练的专业施工队伍 在组织机构中设立前期专项工作部 负责对外的专项工作协调 建立值班经理和值班工程师制度及早例会制度 做到每班 每个工点都有 值班管理人员和技术人员在施工现场 及时处理施工中出现的各种问题 强化施 工现场管理 保证施工井然有序 优化施工方案 采取有效措施 保证质量 安全和工期目标的实现 在施 工过程中充分考虑各专业工程之间的协调配合问题 做到组织有序合理施工 避 免相互冲突 4 3 施工难点对策及措施 工程难点对策及措施表 10 序号施工难点对策及措施 1 征地拆迁 管线拆改 等前期专 项工作 车站主体与附属工程均采用明挖法施工 施工场地围挡 范围现况大部分为民房 商铺 且占用部分既有道路 围挡 范围内有架空线和地下管线 根据以往施工经验 城市内施 工 征地拆迁 交通导改 管线拆改等前期专项工作难度很 大 且前期工作的实施情况直接影响工程能否如期开工 前 期专项工作是工程的一大难点 对此 制定以下措施 项目部设前期工作部 在前期副经理直接领导下开展 前期专项工作的各项对内对外的工作 编制详细的专项工作施工方案 指导各项前期专项工 作的实施 积极主动配合业主和有关部门做好拆迁工作 保证工 程如期开工 如果确因拆迁拖延了开工时间 在施工过程中 重新调整施工进度计划 多开工作面 平行作业 加快关键 地段的施工进度 确保总工期目标的如期实现 2 灌注桩 预应力锚 索在卵石 层施工 在卵石层中施工钻孔灌注桩 预应力锚索 其施工难度 均非常大 需采用合适的施工工艺和施工机械设备 配备足 够数量施工设备 灌注桩施工采用旋挖机配合不同钻头进行钻孔 较小 直径采用普通钻头 直径较大卵石采用短螺旋钻头 预应力锚索在砂卵石地层成孔是本工程的又一个难点 预应力锚索成孔采用 DHR80 A1 型钢套管钻机进行钻孔 11 以上钻机均适用于砂卵石地层 成孔孔径和深度范围都 较大 根据以上风险因素的分析及工程特点 重 难点分析 我们认为围护结构施 工工艺 施工质量以及如何合理的组织施工 加快施工进度 确保围护结构稳定 对避免风险因素的发生事故至关重要 5 施工方案和主要施工工艺 5 1 施工方案 总体施工方案 围护桩采用旋挖钻机施工 锚索施工采用 DHR80 A1 型钢套管钻机钻进成孔 土方开挖采用挖掘机开挖并装车 自卸汽车运输 冠梁砼采用组合钢模板 输送 泵灌注的方式施工 总体施工顺序 郭公庄站总体施工顺序是 先围 护 后主 体 从南北两端向中间 竖向 分层 纵向分段 先北端后南端 的施工顺序组织施工 考虑从六圈南路外 运土方 开挖以六圈南路为界 分南 北两段施工 南段比北段短 开挖到两段 交接处采用长臂挖掘机开挖 具体施工见下图 5 1 12 图 5 1 总体施工安排平面图 5 2 主要项目的施工艺 5 2 1 钻孔桩施工 车站主体围护结构采用 1000 1600 钻孔灌注桩 桩长分三种长度 Z1 桩桩 长 20 5 米 Z1 桩桩长 23 9 米 Z2 桩桩长 20 8 米 钢筋笼主筋采用 28 加强筋采用 16 2000 螺旋筋采用 12 200 螺旋筋在钢围西方国檩中心上下各 1m 范围内 加密至 100 1 施工工艺流程 钻孔桩施工机械采用旋挖钻机成孔 为防止连续钻孔振动对已浇注的砼造成 扰动 采用跳打法施工 其工艺流程见图 5 2 2 施工方法 前期准备 根据本工程的现场施工条件 施工前准备工作是泥浆池的设置 将泥浆池安 置在施工围挡内 根据现场实际施工条件及现场环境 在孔口一定距离内挖设 13 6 3 2m 的泥浆池及循环水沟采用清水加膨湿润土制备护壁稳定液 泥浆比重控 制在 1 04 1 18 泥浆池边坡坡度为 1 1 采用厚塑料布铺底防止漏浆及边坡 防漏 泥浆拌制好放入泥浆箱以备用 当钻入砂层等易坍塌地段时 可视情况往稳 定液内加入粘土 增大泥浆稠度 提高泥浆护壁能力 测量放线 在尽可能节省成本的情况下为使围护桩不至侵限 方便后续主体结构施工 经过与设计和业主沟通 郭公庄车站围护桩比原设计外放 2cm 根据已经复核的控制桩和设计桩位坐标 采用全站仪坐标法来进行桩的中心 位置放样 并报请监理工程师复测 复测无误后对桩位定出相互垂直的十字控制 桩线 并作十字栓点控制 四周设护桩 误差控制在 5mm 以内 桩位用 10mm 长度 35 40cm 钢筋打入地面 30cm 四周填以水泥砂浆或混凝土来保护 作为桩 的中心点 然后在桩位周围做上标记 既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点 桩位放样 按 从整体到局部的原则 进行桩基的位置放样 进行钻孔的标高放 样时 应及时对放样的标高进行复核 护筒埋设 钢护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端 钢护筒平面位置与垂直度应准确 钢护筒周围和护筒底脚应紧密 不透水 桩位放线 钻机就位 埋设护筒 制 浆 钻进 掏渣 施工准备 清孔 钻机移位 成孔检查 安放钢筋骨架 下导管 拆 拔护筒 灌注砼前准备 灌注水下砼 孔口回填 桩头剔凿清理 桩体检测 间距500 竹胶板 16a槽钢铁 16对拉螺栓 冠梁施工 制备泥浆 桩位复测 向孔内注水及粘土 安装清孔设备 测量孔深 垂直度 直径 钢筋骨架制作及监测件 预设 二次清孔 测量砼面高度 砼入模温度 坍落度 等检验 制作砼试件 砼试件养护 14 图 5 2 钻孔桩施工工艺流程图 护筒采用板厚为 5mm 的钢板焊接整体式钢护筒 直径 1 2m 埋深 3 0m 可 利用钻机开挖 挖坑直径比护筒大 0 2 0 4m 坑底深度与护筒底同高且平整 护筒上设 2 个溢水口 护筒埋设时 筒的中心应与桩中心重合 其偏差不得大于 20mm 并应严格保持护筒的垂直度偏差不大于 1 同时其顶部应高出地面 0 3m 护筒位置正确固定后 四周均匀回填最佳含水量的粘土 并分层夯实 确 保成孔的质量 钻机就位 桩位放样并报请监理复测完成后 即可进行钻机就位 钻机就位时 要事先 检查钻孔机的性能状态是否良好 保证钻孔机工作正常 钻机就位应保持平稳 不发生倾斜 位移 钻头对准孔位开启电机进行开孔 钻孔施工 开孔位置校对无误后即开钻 为防止新浇筑完成的砼桩受到扰动 保证桩质 量 安排桩位间隔施工 15 旋挖钻机开始钻进时 应将钻头提高距离孔底约 20 30mm 先向孔内注入清 水 并将黏土按比例倒入孔中 缓慢开启钻机 缓慢钻进 同时打开泥浆池与所 钻孔位的渠道 使得在护筒根部形成较好的护壁 待钻头完全通过护筒底根部后 正常开孔 整个钻进过程中 应保持减压钻进 即钻机的主吊钩始终承受部分钻 具的重力 而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和 扣除浮力 的 80 钻进过 程中 密切注意孔内水头 避免糊钻 弯孔 坍孔 卡钻事故的发生 钻孔全过 程遵循设计和规范要求 使整个成孔过程处于质量受控状态 钻孔全过程采用泥浆护壁 以保持孔壁不坍塌 当因故停钻时 必须保持孔 内水头 钻进过程中 须随时注意地层变化情况 在地层变化处均应取样判明后 记入记录表中并与地质剖面图核对 同时视地质情况 及时更换钻头 一般情况 下粘土采用普通钻头 砂层及淤泥采用下口为可密封式钻头 当遇到大块卵石无 法钻进时 必要时可换成短螺旋钻头钻进 并注意随时补充孔内泥浆高度 钻头 在提升前必须回转 3 5 周 防止孔底土层粘附钻头导致卡钻 桩内土体挖出后 即时用装载机清离孔口 防止土体压力过大 造成孔壁坍塌 施工中分班连续作业 要随时捞取钻渣 分析地质层变化情况 并做好详细 的地质情况记录 地质情况记录按相应的地质的相关的表记录 旋挖钻孔机钻进 施工时及时填写 钻孔记录表 主要填写内容为 工作项目 钻进深度 钻进 速度 及孔底标高等 钻孔记录表 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 每处孔桩必须备有土层地质样品盒 在盒内标明各样品在孔桩所 处的位置和取样时间 旋挖钻孔机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 达到设计要求深度后 对孔深 孔 位进行检查 填写终孔检查记录 成孔检查 成孔达到设计标高后 对孔深 孔径 孔壁 垂直度等需进行检查 检孔采 16 用自制笼式探孔器 探孔器采用 25 钢筋制作 外径 100cm 长度为 5m 两端 头 50cm 直径收小到 40cm 吊入孔内检测 探孔器能垂直放入孔底 且上下顺畅 无挂绊 即表示钻孔孔径 孔形 倾斜度符合要求 否则还要进行扫孔 清孔 钻孔达到设计标高后 经检验孔深 孔径 垂直度符合要求 地质条件与设 计相符 即进行清孔 旋挖钻机成孔后沉碴均不会太厚 一般均能满足设计要求 如发现沉碴厚度超过设计标准 可采取旋挖钻机下钻旋挖清孔 如有必要 也可 采用泥浆置换法清孔 方法如下 终孔后 停止进尺 待钻锤离孔底 20cm 空转 并保持泥浆正常循环 以中速将相对密度 1 03 1 1 的纯泥浆压入 把钻孔内悬 浮较多的泥浆换出 使清孔后泥浆的含砂率降到 2 以下 粘度为 17s 20s 相 对密度为 1 03 1 1 换浆时间一般为 4 6 小时 孔底沉淀层厚度 15cm 钢筋笼的制作和吊放 钢筋笼的制作 钢筋笼采用预制场统一下料 现场制作方法 现场绑扎时 依靠支架绑扎 支撑架按 2m 的间距摆放在同一水平面上 对准中心线 然后将 配好长度的主筋平直摆放在支撑架上 主筋采用焊接 焊接长度符合要求 接头 相互错开 主筋与加强筋与箍筋采用点焊 为保证灌注桩的保护层厚度 主筋设 垫块 间距 2 4m 将制作好的钢筋笼稳固放在平整场地上 防止变形 并挂牌 表示长度及对应桩号 经监理验收合格方可使用 钢筋笼的吊放 成孔后 应迅速将钻机移走 尽量缩短终孔与灌混凝土时间 立即组织人员和吊车进行吊放钢筋笼工序 钢筋笼须检查合格后方能使用 钢筋笼吊装采用 25t 吊车起吊 钢筋笼起吊采用三点法吊起 起吊点设在笼 身的上 中 下部位 以保证钢筋笼在起吊时不变形 用钢丝绳卡扣扣在钢筋笼 主筋与加强筋连接处整体起吊 吊放钢筋笼时吊车立在稳固 平整 坚实的地面上或吊车支腿立在枕木上 起吊时设专人指挥 指挥人员站在可让人了望的安全地点 用对讲机与吊车司机 17 进行通话联络 下放钢筋笼时 要求有技术人员在场 施工人员要将钢筋笼吊直 扶稳 保 证不弯曲 扭转 对准孔位后 缓慢下沉 避免碰撞孔壁 若遇阻碍应停止下放 查明原因进行处理 严禁高提猛落和强制下入 钢筋笼笼顶标高采用 16 吊筋控制 技术人员提前准确计算吊筋长度 钢 筋笼吊放到孔内适当深度后 将吊筋与钢筋笼主筋焊接牢固 用 10 槽钢穿入吊 筋吊环内将钢筋笼担在孔口枕木上予以固定 钢筋笼吊放示意图 下导管 导管采用 250mm 的钢导管 要求内壁光滑 平整不变形 并有足够的强 度及刚度 导管的试压力应达到 3kg cm 底节端头不得有法兰 导管要顺直不 漏水 在使用前应做气密性试验 在导管使用前 必须根据导管的每节长度及累计长度做相应的统计表 然后 根据实际孔深选择适当的导管 吊放入孔时 应保持位置居中 防止跑管撞坏钢 筋笼 导管放至底口距孔底 0 4m 0 5m 即可停止 并在孔口用夹板固定 接上 漏斗 混凝土浇筑 灌注混凝土之前 需再一次测孔底沉渣厚度 如大于 150mm 则需要进行二 次清孔 沉渣满足设计要求后 马上进行水下灌注混凝土 为使砼有较好的和易性 水泥用量为不小于 280kg m3 砼的含砂率采用 40 50 水灰比最大限值 0 55 砼拌和物从拌和机卸出到进入导管时的坍落度 为 16cm 21cm 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 18 首批混凝土浇筑量应保证导管底口埋入混凝土中不小于 1 0m 浇筑过程中混 凝土面应高于导管下口 2 0m 每次拆除导管前应保证其下端被埋入深度不大于 6 0m 混凝土浇筑必须连续 防止断桩 随孔内混凝土的上升 需逐节快速拆除导管 时间不超过 15 分钟 在浇筑过程中 当导管内混凝土不满 含有空气时 后续的混凝土宜徐徐灌入 漏斗或导管 不得将混凝土整斗从上而下倾入管内 以免在管内形成高压气囊 挤出管节的橡胶密封垫 混凝土上层浮浆需要凿除 为此桩身混凝土需超灌 0 5 1 0m 待桩身混凝 土达到一定强度且浇筑冠梁砼之前 将设计桩顶标高以上部分用风镐凿除 混凝土浇筑的全过程由技术部门专人负责并做好记录 当混凝土升到钢筋笼 下端时 为防止钢筋笼被混凝土顶托上升 可采取如下措施 在孔口固定钢筋笼上端 在浇筑将近结束时 导管内混凝土柱高度减少 超 高压力降低 而导管外的泥浆及所含渣土稠度和比重增大 如出现混凝土上升困 难时 一方面可适度提升导管 另一方面可在孔内加水稀释泥浆 也可掏出部分 沉淀物 使浇筑快速进行 在最后一次拔管时 要缓慢提拔导管 以免孔内上部 泥浆压入桩中 在灌注水下混凝土过程中 设污水泵及时排水防止泥浆漫出 确保文明施工 灌注过程要保护安设在钢筋笼上监测元件 做好并收集好各种施工原始记录 质量检查记录等原始资料 并做好施工日 志 桩顶控制 为了精确控制桩顶标高 需要随时测量混凝土顶面高度 测锤制作要符合规 定要求 能够准确探测到浮渣厚度及混凝土面真实高度 终止灌注条件是浮渣厚 度不小于 100mm 并保证混凝土面高于设计高度 500mm 导管拔出混凝土面前要 19 反插 0 5 1 0m 保证桩顶混凝土面平整 避免出现空心桩 灌注混凝土过程中 及时测量混凝土面的标高 严格控制超灌高度 确保有效桩长和保证桩头的高度 5 2 2 预应力锚索施工 车站主体围护结构内支撑采用锚杆支护体系 锚杆竖向设置三道 纵向间距 1600 锚杆材料采用 fptk 1860N mm 高强钢绞线 公称直径 d 12 7mm 15 2mm 1 锚索施工机械设备选用 因本车站锚索施工区域主要处在卵石层中 卵石层厚度大 密实度高 给锚 索施工带来很大难度 因此锚索施工采用 KLEMM KR 804D SM 400 全套管跟进水 循环冲击钻机进行锚索施工 2 工艺原理 全套管跟进水循环冲击钻进施工工艺 钻头通过动力冲击将砾石 漂石击碎 并经水循环将破碎的石削冲出孔外 以达到清理孔内的目的 同时钢套管随钻杆 跟进以维护孔壁 钻进至设计深度后提钻成孔 3 施工工艺 锚索施工工艺流程见图 5 3 测量定位 每层土方开挖完成后 用全站仪 水准仪定位锚索中心位置 钻孔 采用 KLEMM KR 804D SM 400 型钻机钻进成孔 钻孔前对锚索孔位 进行编号 钻机就位 移动钻机至钻孔部位 调整钻杆角度 并用坡度仪量测这一直 线的角度 钻孔 经仪器量测 钻杆方向和角度满足设计要求后开钻 钻孔到一定深 度后 接钻杆 继续钻进 直至成孔 钻孔过程中不停向钻杆通水 钻杆内的水 通过钻头端部出水孔将钢套管内钻渣冲出 钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化 并保证钻机不移位 下沉 每钻进 20 5m 要用仪 图 5 3 锚索施工工艺流程图 器复核钻孔的角度是否正确 以确保钻孔方向 锚索成孔深度不小于设计长度 且不大于设计长度 200mm 钻头直径不应比 规定的钻孔直径小 3mm 以上 成孔深度利用钻杆进尺深度及钻杆余尺来控制 成孔后继续通过钻杆向孔内通水 将钢套管内的钻渣进行冲洗 直至流出的 水变清为止 清孔结束后 将钻杆分节拆除 穿入锚索 清孔结束后 人工进行锚索穿束 锚索在现场加工 预编 下 料前将钢绞线放在工作平台上 摊开理直 根据设计长度及锚具厚度 千斤顶长 度 张拉余量等进行累加计算后用钢尺丈量 砂轮切割 锚索下料检查合格后对 锚索进行编号 以防装错孔位 锚索穿入前下端用胶带纸包好 以便顺利穿束 下入锚索 配制水泥浆 编索 检验锚索质 量 土方开挖至设计标 高 定 孔 位 钻机就位调整钻杆角度 钻孔 成孔 一次注浆 拔套管 养护 二次劈裂注浆 张拉锁定 继续开挖 上锚具腰梁 21 锚固段每 2m 加一塑料隔离架 使钢绞线分开产生一定的空隙后与注浆体产 生很好的握裹力 隔离架用扎丝与钢绞线绑扎牢固 自由段用塑料套管防护 两 端用胶带密封 注浆 注浆分两次进行 第一次注浆采用 M20 普通硅酸盐水泥砂浆 灰砂 比为 1 1 水灰比为 1 0 45 第二次注浆采用 M20 普通硅酸盐水泥净浆 水灰 比为 1 0 45 注浆浆液搅拌均匀 随搅随用 并在初凝前用完 拌制过程中严防 石块 杂物混入浆液 第一次注浆采用常压注浆 注浆时注浆管的出浆口插入距孔底 30 50cm 处 浆液自下而上连续灌注 且确保从孔内顺利排水 当孔口溢出的浆液时停止注浆 第一次注浆完成后将钢套管逐节拆除 第二次注浆采用劈裂注浆 劈裂注浆压力为 4 0Mpa 注浆时间为第一次注浆 锚固体强度达到 5mpa 后进行 劈裂注浆管采用直径 30mm 的塑料管 管底用热熔 法封死 将锚固段长度范围内注浆管沿管周均布四个出浆孔 出浆孔纵向间距 30cm 注浆管连同锚索一起穿入孔内 锚固段注浆管包扎塑料纸 以防上第一次 常压注浆时将出浆孔堵塞 顶部 6 米长采用钢管 将钢管插入塑料管内 钢管顶 口与注浆机用丝扣进行连接 管底距孔底 10cm 后开始注浆 达到注浆压力后持 续注浆 1min 钟停止注浆 注浆的同时需留置试块 浆体强度检验用的试块每 30 根锚杆不少于 1 组 每组不少于 6 个试块 张拉 当锚固体强度大于 15MPa 正式张拉前 取 20 的设计张拉荷载 对其预张 拉 1 次 使其各部位接触紧密 钢绞线完全平直 正式张拉 锚杆正式张拉分五级进行 第一级取 0 2 倍轴向拉力设计值 第二级取 0 5 倍设计轴力 第三级取 0 75 倍设计轴力 第四级取 1 0 倍的设计轴力 第五级 22 取 1 1 倍的设计轴力 每级张拉持荷间为 10min 并测出位移量 锁定张拉 正式张拉完成后进行锁定张拉 锁定张拉分三级进行 第一级取 0 2 倍轴向 拉力设计值 第二级取 0 40 倍设计轴力值 第三级取 0 6 倍设计轴力值后进行 锁定 每级张拉持荷间为 10min 并测出位移量 张拉顺序 一个张拉单元从中间向两端对称张拉 张拉时张拉力与伸长值 进行双控 从 50 拉力设计值到最大荷载之间所测得的总位移量 应超过该荷载 范围自由段长度预应力筋理论弹性伸长值的 80 且小于自由段长度与 1 2 锚固 段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值 理论伸长值计算如下 张拉产生的伸长量计算值为 L PL ApEs P 为预应力筋张拉力 L 为预应力筋长度 Ap 为预应力筋截面面积 Es 为预应力筋弹性模量 取 Es 1 8 105 验证 预应力筋锁定后 48h 根据安装在锚索上的轴力计对锚杆进行拉力监测 若发 现预应力变化值大于锚杆拉力设计值的 10 时 可采取重复张拉或适当放松的措 施以控制预应力值的变化 4 拉拔试验 锚杆施工前做拉拔试验 以确定锚杆轴向受拉承载力 每种锚杆不少于 3 根 用做基本试验的锚杆参数 材料及施工工艺必须和锚杆设计相同 锚杆轴向受拉 承载力设计值取 基本试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数 1 3 如果试验承载力达不到 设计要求 急时通知设计进行调整 拉拔试验应分级加荷 初始荷载取锚杆轴向拉力设计值的 0 1 倍 分级加荷 23 值取锚杆轴向拉力设计值的 0 50 0 75 1 0 1 2 1 3 倍 每级荷载稳定 10min 并记录位移增量 如果在 1 10min 内锚头位移增量超 过 1 0mm 则该级荷载应再维持 50min 并在 15 20 25 30 45 和 60min 时记 录锚头位移增量 试验中 从 50 拉力设计值到最大荷载之间所测得的总位移量 应超过该荷 载范围自由段长度预应力筋理论弹性伸长值的 80 且小于自由段长度与 1 2 锚 固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值 最后一级荷载作用下的位移观测期内 锚头位移稳定或 2h 蠕变量不大于 2 0mm 5 2 3 冠梁施工 冠梁设计截面尺寸 1 0 1 0m 宽 高 混凝土标号为 C25 主筋采用 8 28 分布筋采用 3 20 箍筋采用 10 200 拉结筋采用 10 200 第一层土方开挖至冠梁底标高后 破除围护桩桩头到冠梁底上 5cm 处 使桩 头锚入冠梁 采用 C20 混凝土砂浆抹面做为冠梁钢筋绑扎的底模 1 钢筋施工 钢筋在加工厂统一加工 现场绑扎 加工完的钢筋按不同编号分别堆放 并 做好标识 主筋的纵向接长采用单面搭接焊 焊条为 E50 系列焊条 冠梁钢筋绑扎完成后预埋挡土墙构造柱钢筋及 10cmPVC 管做为预应力锚杆穿 束的孔道 2 模板支立 冠梁模板采用钢模板 钢模板背肋采用 48 双拼钢管 竖向设置二道 纵向 间距 70cm 设置一道 用 12 圆钢做拉杆进行对拉加固 外撑采用短方木进行支 撑 以防砼浇注时模 板整体移位 模板支立完成后拉线调整模板线型 保证拆模后结构物线型顺直 24 楞角分明 3 砼浇注 砼浇筑前沿钢模板上口每 2m 做一标高控制点 用拉线的方法进行找平 砼浇注采用商品砼泵送入模 分层分段进行浇筑 分层厚度不超过 50cm 用 50 插入式振捣棒进行振捣 顶部用铁抹进行二次收光 4 砼养护与拆模 砼初凝后覆盖塑彩布洒水养生 洒水养护时间不少于 7d 次数以保持砼面湿 润为准 砼强度达到设计强度的 70 时拆除模板 5 2 4 土方开挖 1 土方开挖原则 车站主体基坑开挖面积约 1 1 万 m2 土方开挖量约 19 1 万 m3 为确保安全 按照 分段 分层 对称 平衡 先撑后挖 的原则进行开挖 2 基坑开挖流程 基坑开挖竖向流程 本站基坑开挖分多层开挖 第一层土方挖至冠梁底 破除桩头砼 施作第一 道锚杆 第一道锚杆施工一段后冠梁与之平行施工 冠梁施工一段后平行施工挡 土墙 冠梁砼达到强度后进行第一道锚杆张拉 第一道锚杆张拉完成一段后进行 第二层土方开挖 第二层土方开挖一段后进行第二道锚索施工 重复以上过程最 后开挖至基底 转入下一段开挖施工 基坑竖向开挖流程见图 5 4 基坑竖向开挖流程图 基坑开挖纵向流程 基坑由南北两端向中间施工 开挖到中间交接段时采用长臂挖掘机配合小型 挖机开挖 第1层开挖面 第2 1层开挖面 第2 2层开挖面 第3 1层开挖面 第3 2层开挖面 第4层开挖面 图 5 4 基坑竖向开挖流程图 25 开挖方法 考虑北段基坑较长 长约 151 4 米 上面二层采用放坡开挖 坡度 1 10 倾角小于 100 下面二层采用接力式开挖 南段基坑较短 长约 100 米 采用多层接力开挖法 北段第一层土方开挖 第一层土方开挖至冠梁底 开挖深度 2m 由于基坑 较宽 开挖时沿横断面方向设两台挖机分别从两边向中部对称开挖 渣土车停在 地面 反铲挖机挖土直接装车进行土方外运 北段第二层土方开挖 第二层土方开挖厚度 7 45m 挖深 9 45m 分二小 层开挖完成 第一次开挖厚度 3 7 米 第二次开挖厚度 3 75 米 两台挖机沿横 断面方向分别从两边向中部对称开挖 给锚索施工 围檩安装 喷射砼施工等工 序提供工作面 开挖时渣土车直接开入开挖面外运出土 北段第三层土方开挖 第三层土方开挖厚度 5m 挖深 14 45m 主要为卵 石 层 分二层开挖完成 第一次开挖厚度 2 5 米 第二次厚度 2 5 米 两台 挖机沿横断面方向分别从两边向中部对称开挖 竖向设一个台阶 查 建筑施工 手册 碎石类土临时性挖方边坡值为 1 1 5 北段第四层土方开挖 第四层土方开挖厚度 3m 挖深 17 45m 主要为卵 石 层 分一层开挖完成 机械开挖 2 7m 留 30cm 人工清底 两台挖机沿横断 面方向从两边向中部对称开挖 接力式出土 查 建筑施工手册 碎石类土临时 性挖方边坡值为 1 1 5 北段基坑开挖方法见图 5 5 南段第一层土方开挖 同北段第一层土方开挖 南段第二层土方开挖 第二层土方开挖厚度 7 45m 挖深 9 45m 分二层 开挖完成 第一次开挖厚度 3 7 米 主要为粉细砂 3 层 第二次开挖厚度 3 75 米 主要为圆砾 5 层 两台挖机沿横断面方向分别从两边向中部对称开挖 接 力式出土 竖向设一个台阶 查 建筑施工手册 砂土临时性挖方边坡值为 26 1 2 碎石类土临时性挖方边坡值为 1 1 5 南段第三层土方开挖 第三层土方开挖厚度 5m 挖深 14 45m 主要为卵 石 层 分二层开挖完成 第一次开挖厚度 2 5 米 第二次开挖厚度 2 5 米 两台挖机沿横断面方向分别从两边向中部对称开挖 接力式出土 竖向设一个台 阶 查 建筑施工手册 碎石类土临时性挖方边坡值为 1 1 5 南段第四层土方开挖 第四层土方开挖厚度 3m 挖深 17 45m 主要为卵 石 层 分一层开挖完成 机械开挖 2 7m 留 30cm 人工清底 两台挖机沿横断 面方向从两边向中部对称开挖 接力式出土 查 建筑施工手册 碎石类土临时 性挖方边坡值为 1 1 5 剩余土的开挖 当开挖进行到车站中间后 用长臂挖机挖土 直至最后少 量土方用龙门吊垂直吊至地面装车 基坑验槽 清底 车站结构底板埋深约 17m 局部埋深 19 5m 底部标高 30 370 米 局部底板 标高 27 73 米 基底土层应为卵石 和卵石 层 依地质详勘报告 基底直接持 力土层卵石 和卵石 卵石 地基承载力特征值 fak为 400 kPa 卵石 地基承载力特征值 fak为 600kPa 地基承载力高 压缩模量大 属于低压缩土 可以作为天然地基合使用 监理单位及建设单位 质量监督部门等有关人员共同到现场进行检查 鉴定 验槽 核对地质资料 检查地基土与工程地质勘察报告 设计图纸要求是否相符 合 有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象 采用钎探检查 或洛阳铲探检 查 经检查合格 填写基坑槽验收 隐蔽工程记录 及时办理交接手续 基底的 30cm 厚的土方采用人工开挖 南段基坑开挖方法见图 5 6 基坑开挖注意事项 27 做好基坑开挖前的准备工作 A 基坑开挖前做好管线及空洞普查工作 清除基坑范围内障碍物 修好施 工场地范围 内运输便道 B 落实弃 存土场地并勘察运输路线 C 按工程监测要求 做好不同类型的测点布置 并测得各测点的初始数据 D 根据设计提供的预应力锚索和钢围檩的有关参数 进行预应力锚索和钢围 檩加工 购置等 做好基坑内 外截排水措施 A 基坑挡土墙高度高于基坑外地面 30cm 基坑外地表进行硬化并设排水横坡 防止基坑外的水流入基坑内 北段基坑横断面分层开挖示意图 图 5 5 北段基坑纵断面分层开挖示意图 南段基坑横断面分层开挖示意图 图 5 6 南段基坑纵断面分层开挖示意图 B 在基坑内设置排水明沟 把基坑内水汇集于集水井内 用水泵将坑内水抽 排至基坑外 限制基坑周边地面堆载超过 20Kpa 中间部位的土方开挖 土方由南北两端开挖至中间交接口部位时 采用长譬挖机配合小挖机开挖 开挖时横断面从两端向中间对称开挖 为保证基坑的稳定 减小土方分层开 28 挖纵向长度 以便及时施工预应力锚索 预应力锚索张拉完成后再进行下一单元 段的土方开挖 5 2 5 喷射砼施工 基坑开挖后开挖面采用 C20 细石混凝土网喷护面 钢筋网为 8 150 150 喷射混凝土和土方开挖速度相匹配 随挖随喷 喷射砼施工工艺流程图 5 7 1 基面修整 土方开挖后随时凿除侵界的围护桩 并将开挖面上的虚土清理干净 2 安装钢筋网 钢筋网片现场预制 分征安装 使用膨胀螺栓将钢筋网片与围护桩固定 并 在桩间向 土中插 22 钢筋 长 1 5m 插筋与网片进行焊接固定 3 喷射混凝土 接好电源及风管 喷管等 检查喷射机的转子 安全阀 压力表等是否完 好 并进行试运转 开机后注意观察风压 起始风压达到 0 5MPa 才能开始操作 并据喷嘴出料情况调整风压 砼拌合要充分 直径大于 15mm 的粗骨料及时清除 喷射混凝土作业分段分片自下而上进行 料束呈螺旋旋转轨迹运动 一圈 压半圈 纵向按蛇形喷射 每次蛇形喷射长度为 3 4m 若受喷面不平 应先喷凹 坑找平 土方开挖 喷射砼 钢筋网安装 基面修整 养 护 单位面积施工结束 喷射砼搅拌 钢筋进场检验 钢筋制作 29 图 5 7 喷射混凝土工艺流程图 喷射作业前先埋设喷射混凝土厚度控制标识 标识用 22 钢筋刷红白油 漆 严格控制喷嘴与受喷面的距离和角度 喷嘴与受喷面应垂直 有钢筋时角 度适当放偏 喷嘴与受喷面距离控制在 0 6 1 0m 范围以内 4 混凝土养护 喷射混凝土终凝后 2h 后 喷水养护 养护次数以保证混凝土具有足够的 湿润状态为准 如发现混凝土开裂 裂纹用红油漆作标记 进行观察和监测 确定其是否 继续发展 若继续发展 找出原因并作处理 对可能掉下的喷射砼撬下重新喷射 气温低于 5 时 不得喷水养护 5 2 6 钢围檩施工 钢围檩采用 Q235 普通热轧型钢双拼分段整体加工制成 第二道钢围檩采用 28b 普通热轧型钢加工 第三道钢围檩采用 25b 普通热轧型钢加工 围檩内肋板 采用 20mm 厚 300 钢辍板采用 15mm 厚 150 560 300 1 钢围檩加工 钢围檩在加工场分段整体加工 分段长度 12m 钢围檩内肋板与钢辍板根据 设计尺寸 型状采用厂制剪板机剪切后运至施工现场与工字钢进行焊接 焊接采 用 E43 焊条焊缝符合 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 有关要求 2 钢围檩安装 在喷射砼表面做完防水找平层后 进行钢围檩安装 安装前先在砂浆找平 30 层上用墨线弹出围檩底面标高 然后安装围檩三角托架 围檩托架每桩布置 用 两个 YG2M20 胀管螺栓固定在围护桩上 钢围檩安装采用绗吊分段吊装 每段 12m 吊点设在围檩两端及中间 围 檩吊放在设计位置后 将各段围檩拉线调直校正 用等强度钢板将围檩接头处帮 焊连接 使钢围檩成为连续梁体 焊缝满焊 钢围檩安装完成后 将围檩与围护桩之间设计预留 6cm 的水平通长空隙用 C30 豆石砼填嵌 保证安装完成的围檩与围护桩密贴 3 钢围檩安装完成后 将预应力锚索张拉垫座焊接在钢围檩上 垫座孔中 心对准锚索中心 垫座与钢围檩密贴 5 2 7 挡土墙施工 挡土墙采用 M7 5 砂浆 MU10 页岩实心砖砌筑 挡土墙在冠梁顶沿基坑周圈设 置 墙高 1m 墙宽 24cm 墙顶设钢筋砼顶梁 墙体每 3m 设一钢筋砼构造柱 砼顶号 C20 1 墙体组砌 砌筑砖砌体时 提前将砖 1 2d 浇水湿润 砖砌体组砌上 下错缝 内外搭砌 砌砖采用铺浆法砌筑 铺浆长度不超过 70cm 施工期间温度超过 300C 时 铺浆长度不超过 50cm 砌体竖向灰缝不得出现透明缝 瞎缝和假缝 砖砌体施工时临时间断处补砌时 必须将挡槎处表面清理干净 浇水润湿 并填实砂浆 保持灰缝平直 墙体构造柱位置每隔 50cm 预留 2 6 拉结钢筋 拉结钢筋每边伸入墙内 60cm 构造柱 顶梁施工 构造柱与顶梁钢筋现场绑扎 构造柱钢筋上锚入顶梁 下锚入冠梁 模板采 31 用木模板 砼采用商品砼浇筑 振捣棒振捣密实 砼采用覆盖塑彩布洒水养生 养生时间不少于 7d 6 施工监测 6 1 施工监测目的 为了确保施工期间周围环境及结构自身的施工安全 由专职人员组成监控量 测组 在项目经理负责 项目总工程师的直接安排下负责测点的设置 日常量测 工作和数据处理 信息反馈工作 进行信息化施工 确保工程施工的安全 通过 监控量测达到以下目的 监视土体侧压力变化 支护结构的应力应变情况 验证支护结构的设计效 果 保证支护结构稳定 地表建筑和地下管线的安全 通过监控量测 了解施工方法和施工手段的科学性和合理性 以便及时调 整施工方法 保证施工安全 通过量测数据的分析 掌握土体稳定性的变化规律 修改或确认支护结构 设计参数 6 2 施工监测项目及测点布设 监测频率 监测方法 施工监测项目 测点布置及监测频率 监测项目 测点布置及监测频率见图 6 1 及表 6 1 监测方法 围护结构水平位移 沉降 观测采用视准线法 观测前用全站仪在每段两端各设置一个观测基点 观测 时 将全站仪设于一端工作基点上 后视另一端工作基点 由远及近依次读取各 观测点上的钢直尺的读数 各个观测点上钢直尺的初读数在钢直尺埋设后立即进 行 工作基点应视现场情况在变形区以外的稳定地点 以保证测值的准确可靠 32 围护桩变形 围护桩施工完成后 对测斜管的初始值进行观测 观测时 从导管的底端沿 导管向上提升测头 每隔 50cm 轮距 读一次数据 读完后 将测头旋转 180 度 再读一次数据 两次读数合起来为一个测回 测斜导管初始值的观测进行四个测 回 取四个测回的平均值作为测斜导管的初始值 日常观测时进行两个测回 锚杆轴力监测 仪器设备及安装 采用轴力计及频率接收仪进行支撑轴力量测 安装传感器 时 将四枚应变片分别安装于锚头端部并将导线引外部 测定方法 在应变片安 装前 采集应变片初始数据 并根据施工进度 对应变片的数值进行采集 基坑周围地表沉降 基点埋设方法 基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域 并且应埋设在 视野开阔 通视条件较好的地方 基点数量根据需要埋设 基点要牢固可靠 埋 设时用冲击钻在地表钻孔 然后放入长 200 300mm 直径 20 30mm 的圆头钢筋 四周用水泥砂浆填实 测量方法 观测方法采用精密水准测量方法 基点和附近水准点联测取得初 33 图 6 1 测点布置图 34 表 6 1 监测项目表 始高程 观测时各项限差宜严格控制 每测点读数高差不宜超过 0 3mm 对不在 水准路线上的观测点 一个测站不宜超过 3 个 如超过时 应重读后视点读数 以作核对 首次观测应对测点进行连续两次观测 两次高程之差应小于 1 0mm 取平均值作为初始值 基点埋设方法示意图基点埋设方法示意图 35 隆陷计算 求得各点高程 施工前 由基点通过水准测量测出隆陷观测点 的初始高程 H0 在施工过程中测出的高程为 Hn 则高差 Hn H0 即为隆陷 值 基坑周围楼房沉降 测点埋设 在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉 及倾斜监测 基点的埋设同地表隆陷观测 沉降测点埋设 用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔 然后放入长直径 200 300mm 20 30mm 的半圆头弯曲钢筋 四周用水泥砂浆填实 建筑物沉降测点示意图建筑物沉降测点示意图 测点的埋设高度应方便观测 对测点应采取保护措施 避免在施工过程中受 到破坏 基坑周围地下管线沉降 观测点布置 布设监测点时 挖开地下管线上方覆盖土 直至露处管面 在管面上标注记号作为监测点 监测点布置在管道接头处 埋设 200mm 的钢管 钢管上方略低于地表面 用盖板将观测孔盖好 保护监测点 5cm 沉降测点 20cm 水泥砂浆 墙体 36 观测方法 对布设的观测点进行沉降观测 及时分析对比观测数据 绘制管 线沉降变化关系图 准确的判定位移情况 有利于管线安全 正常的使用 对于 埋藏较深且在施工影响范围内的管线 用管顶沉降的观测值来分析对其的影响 管线沉降测点埋设示意图管线沉降测点埋设示意图 围护桩内力 采用钢筋应力计及应变仪进行围护桩内力监测 钢筋应力计布置在围护桩主 筋上 安装时应注意尽可能使钢筋计处于不受力状态 特别不应处于受弯状态 将钢筋计的导线逐段捆在临近钢筋上 引到外露的测试匣中 6 3 监测数据的收集 分析 反馈 施工中按施工监控量测设计及实施内容 方法及时观测监测对象的变形 沉 降或收敛等情况 收集信息 指导施工 监测数据应及时综合整理 分析 形象反映位移和应力的变化情况 并从其 规律上检验监测数据是否异常 结构是否损坏 破坏 量测数据积累一定数量后进行回归分析 分析时视实测曲线之特性可整段回 归 也可分段回归 可选双曲线 对数 指数 幂函数 多项式或直线性函数曲 线方程作为回归方程 为确保监测结果的质量 加快信息反馈速度 全部监测数据均由计算机管理 绘制位移随时间或空间的变化曲线图 量测情况及时报告驻地监理 设计单位 被测管线 测点 200保护钢管 盖板 37 当信息表明支护不稳定或接近警戒值时 应修改原设计方案 加强支护 当信息 表明支护刚度过大时 可适当减弱支护 当信息表明原方案可行 则维持原方案 6 4 监测管理体系及质量保证措施 监测组织管理 成立专职监测组 监测小组由六人组成 设组长