地铁车站明挖法施工工艺简述

地铁车站明挖法施工工艺地铁车站明挖法施工工艺 简述简述 北京北京*工程有限责任公司工程有限责任公司 北京*工程有限责任公司 - 1 - 目目 录录 第一部分第一部分 地铁车站施工常用工艺地铁车站施工常用工艺.- 1 - 1.11.1 地铁车站简介地铁车站简介.- 1 - 1.21.2 地铁车站施工常用工法地铁车站施工常用工法.- 3 - 1.2.11.2.1 明挖法明挖法 .- 4 - 1.2.21.2.2 盖挖法盖挖法.- 4 - 1.2.31.2.3 浅埋暗挖法浅埋暗挖法.- 6 - 1.2.41.2.4 几种主要工法的比较几种主要工法的比较 .- 8 - 第二部分第二部分 地铁车站明挖法施工工艺地铁车站明挖法施工工艺.- 9 - 2.12.1 明挖法施工概述明挖法施工概述.- 9 - 2.1.12.1.1 明挖法的特点明挖法的特点 .- 9 - 2.1.22.1.2 支护结构形式支护结构形式 .- 10 - 2.1.32.1.3 施工工艺流程施工工艺流程 .- 10 - 2.22.2 支护结构施工支护结构施工.- 10 - 2.2.12.2.1 钻孔灌注桩钻孔灌注桩+ +内支撑施工内支撑施工 .- 11 - 2.2.22.2.2 钻孔灌注桩钻孔灌注桩+ +土层锚杆土层锚杆 .- 24 - 2.2.32.2.3 土钉墙支护土钉墙支护 .- 29 - 2.32.3 车站主体防水施工车站主体防水施工.- 36 - 2.3.12.3.1 防水工程基本概念防水工程基本概念 .- 36 - 2.3.22.3.2 防水施工防水施工 .- 36 - 2.42.4 车站主体结构施工车站主体结构施工.- 49 - 2.4.12.4.1 施工工艺流程施工工艺流程 .- 50 - 2.4.22.4.2 结构施工的准备结构施工的准备 .- 51 - 2.4.32.4.3 结构施工方法结构施工方法 .- 51 - 2.4.42.4.4 结构施工技术措施结构施工技术措施 .- 55 - 第三部分第三部分 监测方案监测方案.- 71 - 3.13.1 监测目的监测目的.- 71 - 3.23.2 监测项目监测项目.- 72 - 3.33.3 检测实施方案检测实施方案.- 72 - 3.43.4 监控标准及资料监控标准及资料.- 76 - 北京*工程有限责任公司 - 1 - 第一部分第一部分 地铁地铁车站施工常用工艺车站施工常用工艺 1.11.1 地铁车站简介地铁车站简介 车站车站是城市轨道交 通路网中一种重要的建筑 物，它是供旅客乘降，换 乘和候车的场所，应保证 旅客使用方便，安全，迅 速地进出车站，并有良好 的通风，照明，卫生，防 火设备等，给旅客提供舒 适，清洁的环境。车站应容纳主要的技术设备和运营管理系统，从而保证城市 轨道交通的安全运行。地铁车站里的辅助设备包括：自动扶梯、直升电梯、卷 帘门、防洪门、旅客引导、照明、售检系统、车站设备自控系统等。根据需要 还可设置屏蔽门和防核辐射门等。 地铁车站的组成地铁车站的组成：地铁车站通常由车站主体（站台、站厅、设备用房、生 活用房） ，出人口及通道、通风道及地面通风亭等三大部分组成。 （1）车站主体是列车在线路上的停车点，其作用既是供乘客集散、候车、 换车及上、下车；又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。 （2）出入口及通道（包括人行天桥）是供乘客进、出车站的建筑设施。 （3）通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站有一个舒适的地下环境。 地铁车站的分类：地铁车站的分类：地铁车站根据其所处位置、埋深、运营性质、结构横断 面、站台形式等进行不同分类。 （1）车站与地面相对位置：分为高架车站、地面车站、地下车站。 （2）运营性质：分为中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站。 （3）结构断面：分为矩形、拱形、圆形等，其中矩形断面是车站中常用的 形式，一般用于浅埋、明挖车站，车站可设计成单层、双层或多层；跨度可选 北京*工程有限责任公司 - 2 - 用单跨、双跨或多跨。拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站设有单拱和多跨连 拱等形式，单拱断面由于中部起拱较高，而两侧拱脚相对较低，中间无柱，因 此建筑空间显得高大宽阔，明挖车站采用单跨结构时也有采用拱形断面的。圆 形多为盾构法施工时常用的形式。 （4）站台形式：分为岛式站台岛式站台、侧式侧式 站台站台、岛侧混合站台岛侧混合站台。 1.岛式站台岛式站台的站台位于上下行线路之 间，具有站台面积利用率高、提升设施共 用，能灵活调剂客流、使用方便、管理较 集中等优点，常用于较大客流量的车站。 2.侧式站台侧式站台的站台位于上、下 行线路的两侧。侧式站台的高架车 站能使高架区间断面更趋合理常 见于客流不大的地下站和高架的中 间站。 3.岛侧混合站台岛侧混合站台将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内。常见的有一岛 一侧，或一岛两侧形式此种车站可同时在两侧的站台上、下车。共线车站往 往会出现此种形式。 北京*工程有限责任公司 - 3 - 1.21.2 地铁车站施工常用工法地铁车站施工常用工法 地铁车站大多位于城市中心区，因此地铁车站施工方法选择除主要受工程工程 地质地质、水文地质水文地质、地形地貌地形地貌、沿线环境沿线环境的要求外还受施工技术的成熟性施工技术的成熟性、地面地面 沉降的控制沉降的控制、建构物（管线）拆迁改移及保护建构物（管线）拆迁改移及保护、对城市交通城市交通、居民生活、商业居民生活、商业 经营活动经营活动的影响以及对环境的污染环境的污染、施工单位的技术水平、施工进度、经济条 件等因素限制。 地铁车站施工方法有很多种，目前国内常用的主要有明挖法明挖法、盖挖法盖挖法、暗暗 挖法挖法等 3 种。其施工工法的分类如下： 侧式站台侧式站台 北京*工程有限责任公司 - 4 - 明挖法 敞口放坡 有围护结构 地铁车站常 用施工工法 盖挖法 盖挖顺筑法 盖挖逆筑法 浅埋暗挖法 侧洞法 中洞法 PBA 洞桩法 双侧壁导坑 法 锚喷护坡 边坡面不加支护 钻孔灌注桩围护 地下连续墙围护 SMW 桩围护 钢板桩围护 1.2.11.2.1 明挖法明挖法 明挖法明挖法是传统的地面框架 结构施工方法，即在地面先做 基坑围护桩，然后从上向下进 行基坑土方开挖，同时加支撑 防止基坑变形，开挖到底后从 下向上施作框架结构。由于明 挖法施工技术简单、快速、经 济，因此地铁车站施工都把明 挖法作为首选方案。明挖法施工一般均采用明挖顺筑法。 明挖顺筑法施工顺序如下：钻孔桩(或地下连续墙等)围护结构施工坑内 井点降水(或坑内土体加固)第一层土方开挖设置第一层钢支撑第 n 层土 方开挖设置第 n 层钢支撑底板开挖垫层施作底板防水层和混凝土施作 复合式围护 北京*工程有限责任公司 - 5 - 最下层支撑拆除施作侧墙防水层浇注侧墙混凝土拆除钢支撑顶板混 凝土浇筑顶板防水层施工土方回填、恢复原地貌。 注： 施作围护结构（含降水） ，设置第一道支撑挖一层土，设置第二道支撑挖 二层土，设置第三道支撑挖三层土，垫层底板施作(含防水层） ，拆除第二三道支撑 施作一层结构，拆除第一道支撑施作二层结构，土方回填恢复原地貌 1.2.21.2.2 盖挖法盖挖法 盖挖法盖挖法是由地面向下开挖 至一定深度后，将顶盖封闭， 恢复原地貌，其余的下部工程 在封闭的顶盖下进行施工。在 城市繁忙地带修建地铁车站时， 往往要占用道路，影响交通。 盖挖法即利用围护结构和支撑 体系，在一些交通繁忙路段利 用结构顶板或临时设施维持路面通行，在其下进行车站施工。按结构施工的顺 序分盖挖顺筑法和盖挖逆筑法 2 种。 盖挖顺筑法盖挖顺筑法主要依赖于坚固的挡土结构，根据现场条件、地下水位高低、 开挖深度及周围构筑物的临近程度可选择钢筋混凝土钻孔灌注桩或地下连续墙， 对于饱和的软弱地层应以刚度大、止水性好的地下连续墙为首选方案。顶盖一 般是利用临时性设施（钢结构）作辅助措施维护道路通行，在夜间将道路封锁， 北京*工程有限责任公司 - 6 - 掀开盖板进行基坑土方开挖或结构施工。盖挖顺筑法具体施工步序如下图： 注：（a）构筑连续墙桩（b）构筑中间支撑桩（c）构筑连续墙及覆盖版（d）开挖及 支撑安装（e）开挖及构筑底板（f）构筑侧墙、柱（g）构筑侧墙及顶板（h）构筑内部结 构及恢复原地貌 盖挖逆筑法盖挖逆筑法施工时，先施作车站周边围护桩和结构主体桩柱，然后将结构 盖板置于桩（围护桩） 、柱（钢管柱或混凝土柱）上，自上而下完成土方开挖和 边墙、中隔墙及底板衬砌施工。施工过程中不需要设置临时支撑，而是借助结 构顶板、中板自身水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩（墙）的支护作用。 一般都是对交通短暂封锁，将结构顶板施工结束，恢复道路交通，利用竖井作 为出入口进行内部暗挖逆筑结构施工。盖挖逆筑法具体施工步序如下图： 注：（a）构筑连续墙桩（b）构筑主体结构中间立柱（c）构筑顶板（d）回填土、恢 北京*工程有限责任公司 - 7 - 复路面（e）开挖中层土（f）构筑上层主体结构（g）开挖下层土（h）构筑下层主体结构 1.2.31.2.3 浅埋暗挖法浅埋暗挖法 在城市中心区，由于地面交 通不允许长期中断，地面建筑物 众多，地面施工场地狭小，受城 市立交桥下众多桥桩的影响，或 者管线错综复杂，不易改移，因 此在地质条件允许的情况下，可 考虑采用暗挖法进行地铁车站的 施作，对地层的适应性较广，适用于结构埋置较浅结构埋置较浅、地面建筑物密集地面建筑物密集、交通运交通运 输繁忙输繁忙、地下管线密布地下管线密布及对地面沉降要求严格地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。 在城镇软弱围岩地层中在浅埋条件下修建地下工程以改造地质条件为 前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和锚喷作为初期支护 手段，按照“十八字十八字”原则（即管超前管超前，严注浆严注浆、短开挖短开挖、强支护强支护、快封闭快封闭、 勤量测勤量测）进行隧道的设计和施工。 采用浅埋暗挖法修建地铁车站，其基本作业程序包括地层预支护和预加固、 土方开挖、初期支护及二次初砌、监控量测指导施工组织设计等，这些与区间 隧道的施工大体类似，但是车站的结构断面形式比区间隧道复杂，断面尺寸比 区间隧道大，埋深更浅，地表沉降控制相对更严。地铁车站暗挖工法主要有侧侧 洞法洞法、中洞法中洞法、PBAPBA 洞桩法洞桩法、双侧壁导坑双侧壁导坑等工法。 北京*工程有限责任公司 - 8 - 1.2.41.2.4 几种主要工法的比较几种主要工法的比较 序号序号施工工法施工工法适用条件适用条件优点优点缺点缺点 1 明挖法 适合多种不同类别的地质条件，周边环境 具备明挖施工条件 工艺简单技术成熟、施工作业面多、 速度快、工程造价低、施工安全、质 量易保证，便于大型机械化施工 长时间中断地面交通，对周围环 境影响大 2 盖挖法 在路面交通不能长期中断的道路下修建地 铁车站时，则可采用盖挖法 要综合考虑基坑稳定、环保、永久结构形 式等因素 占用场地时间短，对地面干扰小，围 护结构变形小。基坑底部土体稳定， 隆起小，施工空间大，施工安全，低 噪声，设备简单，对交通影响小 施工工序复杂，交叉作业，施工 条件差，水平施工缝处理较困难， 费用高 3 浅埋暗挖法 在城市中心地区，由于地面交通不允许中 断，地面建筑物众多，或者管线错综复杂， 不易改移，不宜采用明挖和盖挖法施工的 地铁车站 避免大量拆改移工作，该工法工艺简 单、灵活，无需大型设备，在变截面 地段尤为适宜，施工对道路交通基本 无干扰，对保护暗挖结构附近的地下 构筑物(桥桩、管线等)和周边建筑物 的安全十分有利 施工风险大、机械化程度低，不 允许带水作业，开挖面具有一定 的自立性和稳定性， 结论：1.地铁车站施工的原则上应首选明挖法，其次是盖挖法，最后才是浅埋暗挖法，浅埋暗挖法适用在交通要道、管线太多、不 易采用明、盖挖法的繁华城区。 2.采用暗挖法施工车站大断面时应遵循变大洞为小洞的施工原则，开挖方法应按以下次序选择：正台阶开挖、CD 法开挖、CRD 法开挖、双侧壁导坑法开挖进行，这样可节约投资并可加快施工进度。 通过以上几种常用地铁车站施工工法的介绍和比较，我们知道地铁车站的施工应尽可能的采用明挖法施工，以下着重介绍有围通过以上几种常用地铁车站施工工法的介绍和比较，我们知道地铁车站的施工应尽可能的采用明挖法施工，以下着重介绍有围 护结构的明挖法施工工艺在地铁车站施工中的应用。护结构的明挖法施工工艺在地铁车站施工中的应用。 北京*工程有限责任公司 - 9 - 第二部分第二部分 地铁车站明挖法施工工艺地铁车站明挖法施工工艺 2.12.1 明挖法施工概述明挖法施工概述 通过第一部分的介绍可知地铁车站施工常用的有明挖法、盖挖法、暗挖法 三种方法，明挖法施工最为普遍。明挖法是在一定支护体系的保护下开挖基坑， 然后在基坑内施作地下工程主体结构的施工方法。 由于明挖法易于保证施工安全质量、地层适应性强、施工工期较短、造价 低等优点，近年来在国内各城市中得到普遍应用。 2.1.12.1.1 明挖法的特点明挖法的特点 （1）优点 1.便于设计：明挖法边坡支护结构、支撑和锚固体系受力比较明确，便于 选择合理的设计方案和参数。 2.便于快速施工：一般情况下，明挖法的施工场地比较开阔，工作面较多， 可以组织大量人员、设备、材料、机具等进行快速施工。 3.便于控制施工安全、质量和进度：明挖法的施工工序和作业面大部分可 以直接观察和检查，施工项目便于检测，安全隐患便于发现，安全措施便于制 订和落实，应急抢险救援场地条件比较好，因此施工的安全、质量和进度容易 控制。 4.在拆迁量小的情况下，工程造价较低：明挖法和盖挖法、浅埋暗挖法相 比，人员投人相对较少，设备相对简单，施工效率相对较高，在拆迁量小的情 况下，造价较低。 （2）缺点 1.拆迁工作量大，扰民大，影响交通：在城市采用明挖法施工，一般情况 下，需要拆迁建筑物、改移管线和树木，必要时进行交通管制。 2.受气候、气象条件变化影响大：在寒冷地区或大风、大雾、雨、雪、冰 冻天气，明挖法施工比较困难，容易出现险情。 3.对环境影响校大：明挖法施工带来的噪声、粉尘、污水、振动等对环境 影响比较大。此外，由于降水作业，可能引起地下水位下降、地面沉降、建筑 北京*工程有限责任公司 - 10 - 物倾斜及地下管线破坏。 4.易发生基坑整体失稳破坏：在不良地质和复杂环境中，一旦设计或施工 不当，会发生边坡滑移或基坑整体失稳，可能造成重大人员伤亡和灾害。 5.明挖法施工的关键是基坑坑壁的稳定。 2.1.22.1.2 支护结构形式支护结构形式 车站基坑是由地面向下开挖一个地下空间，基坑四周一般设置垂直的挡土 支护结构，支护结构包含围护结构和支撑体系。围护结构用于围护周边土体， 抵抗外部荷载，消除地下水流影响，并使基坑及周边环境保持相对稳定的结构， 围护结构在开挖面基底有一定插入深度，主要有地下连续墙、混凝土灌注桩、 SMW工法桩、钢板桩、土钉墙、旋喷桩等，支撑体系是为了减小围护结构的变形， 控制板（桩）墙体的弯矩；支撑体系主要有水平横撑、锚索等。 2.1.32.1.3 施工工艺流程施工工艺流程 场地平整夯实、施工围挡护坡桩施工坑内降水土方摘帽、冠梁施工 设置一层支撑体系（或锚索体系）及一层土方开挖支护结构及土方持续施 工至坑底垫层施作底板防水层和混凝土施作最下层支（锚）护体系拆除 施作侧墙防水层浇注侧墙混凝土拆除支（锚）护体系顶板混凝土浇筑 持续进行上一层结构施工顶板防水层施工土方回填、恢复原地貌。 2.22.2支护结构支护结构施工施工 本次主要介绍三种常用形式的支护结构施工，即钻孔灌注桩+内支撑、钻孔 灌注桩+土层锚杆、土钉墙护坡。其施工内容主要包含钻孔灌注桩施工、钢管内 支撑的安装、土层锚杆施工、安装钢筋网片及喷射混凝土。 北京*工程有限责任公司 - 11 - 2.2.12.2.1 钻孔灌注桩钻孔灌注桩+ +内支撑施工内支撑施工 （一）施工工艺流程 第一步：架设围挡、 管线改移，开挖至冠梁 底设计标高，进行钻孔 灌注围护桩及冠梁施工 第二步：土方开挖 及分别架设钢支撑，直 至基坑底部，并严格遵 图一图一 钻孔灌注桩钻孔灌注桩+ +钢管内支撑钢管内支撑 钻孔灌注桩钻孔灌注桩+ +土层锚杆土层锚杆 北京*工程有限责任公司 - 12 - 守“先支撑，后开挖”的原则；其架设支撑和土方开挖的顺序如“图一”所示： 挖除位置土方架设第一道支撑挖除位置土方架设第二道支撑挖除 位置土方架设第三道支撑持续挖除位置土方架设第n道支撑挖除 n 位置土方清理坑底。 n1 第三步: 进行基坑 底部处理，施工垫层， 铺设防水层，施工底板、 底梁等。 第四步:拆除最低 道及第三道支撑，继续 向上铺设防水层，浇筑 边墙、中柱及梁板结构。 第五步:拆除第二 道支撑，继续向上铺设 防水层，施工二层（站厅层）结构，铺设顶饭防水层 第六步:拆除第一道支撑，回填覆土，恢复临时改移管线、路面及施工车站 各层其他结构。 （二）钻孔灌注护坡桩施工 （1）钻孔灌注护坡桩的特点 1.桩位精度、垂直度要求高 2.护坡桩承受侧压力不同于普通的垂直受力，桩的保护层不同将很大影响 桩的受力状态，特别是桩径较小时对桩的影响更大。 3.由于土方开挖的时效性，桩两侧钢筋处在不同的时间受力状态一直在改 变。 （2）钻孔灌注桩成桩方式及使用条件： 序号序号成桩方式与设备成桩方式与设备使用土质使用土质 1 泥浆护 壁成桩 正循环回转钻 黏性土、粉土、细砂、中砂、粗砂、含少量砾石、 卵石（含量少于20%）土、软岩 北京*工程有限责任公司 - 13 - 反循环回转钻 黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于 20%，粒径小于钻杆内径2/3）的土 冲抓钻 冲击钻 旋挖钻 黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层 长螺旋钻孔 地下水位以上的黏性土、砂土及人工填土非密实的 碎石类土、强风化岩 钻孔扩底 地下水位以上的坚硬、硬塑的黏性土及中密以上的 砂土风化岩 2 干作业 成孔桩 人工挖孔地下水位以上的黏性土、黄土及人工填土 夯扩 桩端持力层为埋深不超过20m的中、低压缩性黏土、 粉土、砂土和碎石类土 3 沉管成 孔桩 振动黏性土、粉土和砂土 4 爆破成孔地下水位以上的黏性土、黄土碎石土及风化岩 目前，北方地区根据地质及地下水位的不同常用的是正反循环回转钻、冲 击钻、旋挖钻、长螺旋钻孔。 （3）施工工艺流程示意图 测量放线定位 制备泥浆 安置护筒 钻机就位边钻进，边灌泥浆护壁 钻进至设计深度停钻 制作钢筋笼 测量孔深 钢筋笼检查 测量孔底沉渣，清 孔 下导管水下混凝土浇注 拔出护筒 养护成桩 钢筋笼吊放 （4）施工方法及技术要求 1.测量定位及复检 测量人员根据基线控制点和高程点、 桩位平面图及现场基准水准点，使用全站 仪测定桩位，并打入明显标记，测量人员 和监理复核后方可开钻。基点应做特殊专 门保护，不得损坏。 北京*工程有限责任公司 - 14 - 2.埋设护筒 在每个桩位定出十字控制桩后，进行护筒埋设工作，根据顶标高计算出孔 深。护筒采用68mm厚钢板制作，护筒内径根据桩径选择，长度一般为12m， 护筒顶部高出地面0.5m，周围夯实，护筒平面位置偏差不得大于50mm。 3.钻机就位钻进、成孔 钻机就位时底座必须保持平稳， 不发生倾斜移位，钻头钻进前必须 用十字桩复核钻头中心位置。桩垂 直度1桩长。钻进深度采用操 作室液晶显示器控制，并辅以人工 测量孔深。为防止相邻桩施工互相 干扰，钻孔桩施工采用跳打方式。 4.钻孔泥浆护壁 旋挖斗钻机的护壁泥浆采用 膨润土造浆，护壁泥浆可经泥浆净 化装置（沉淀池）净化后重复利用； 泥浆材料的选定及配合比：710膨润土；0.51工业用碱；0.1 羟甲基纤维素（CMC） ；拌和用水为自来水； 可按下表性能指标及测试方法制备泥浆： 顺序项 目性 能 指 标测试方法及仪器 1 比 重1.11.15g/cm3泥浆比重称 2 粘 度1025秒500cc/700cc漏斗法 3 含砂量6泥浆含砂量计 泥浆制备的技术及操作要求： 在测定泥浆材料性能的基础上,及时试配泥浆的最佳配合比； 认真做好泥浆测试工作。新制备的泥浆进行第一次测试，使用前进行一次 测试，钻孔过程中测试一次，钻孔结束后在泥浆面下1m及孔底以上0.5m处各取 泥浆样品测试一次，回收泥浆后、泥浆处理后各测试一次； 北京*工程有限责任公司 - 15 - 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时， 泥浆面应高出最高水位1.5m； 在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土； 浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率8%，粘度 28s。 5.清孔 钻孔至设计标高检查合格后及时清孔，护壁泥浆可采用换浆法清孔，置换 出的泥浆比重小于1.25时为合格。清孔时保持孔内的水位高出地下水位以防坍 孔。成孔并清孔后应对孔位、孔深、孔径、孔形、垂直度和泥浆浓度厚度等进 行检查。 6.钢筋笼制作及安装 钢筋运至现场须按型 号、类别分别架空堆放。使 用前必须调直除锈，且在工 程开工或每批钢筋正式焊接 之前，根据现场条件进行焊 接性能试验，并具备出厂合 格证和试验合格，方可使用； 钢筋笼制作应满足 （钢筋焊接及验收规程 （JGJ18-96）的设计及规范要求； 钢筋笼尺寸：按图施工。主筋的对接连接采用闪光对焊或搭接焊，主筋 与箍筋、螺旋筋与主筋之间均采用点焊。加工允许偏差见质量标准； 钢筋骨架现场组装，位置准确及焊接牢固，成型骨架架空堆放，经质检 和监理检查合格后方可使用，并认真做好隐检记录； 在钢筋笼外圈自上而下设置 45层保护层垫块，以便钢筋笼居于 孔中，垫块卡在主筋上，每层4块，每 4m一层。垫层厚度50mm； 北京*工程有限责任公司 - 16 - 钢筋笼吊装处用10钢筋焊4个吊点，吊放钢筋笼入孔时，现场技术人员 必须在场计算出笼顶标高，以控制钢筋笼的笼顶标高，钢筋笼安放必须对准孔 位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。孔口必须采取吊筋固定措施，防止 钢筋笼上浮。 7.水下混凝土灌注 钢筋笼安装完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注水下混凝土； 使用的商品混凝土应具有良好的和易性，坍落度宜为180220mm， 水下混凝土浇注采用直径200300mm导管，导管接头采用双螺纹丝扣快 速接头。导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.61.0Mpa。 施工中向导管内放 入隔水球。导管入孔后应 徐徐转动导管，检查导管 与钢筋笼之间是否卡在一 起； 导管底部至孔底的 距离宜为300500mm。头 盘灌注应有足够的混凝土 储备量，使导管第一次埋 入混凝土面以下1.5m以上； 孔口安装排浆泵，返出的泥浆回收到回浆池中； 导管埋入混凝土面深度宜为26m，严禁导管提出混凝土面，应有专人测 量导管埋深及管内外混凝土的高差，填写混凝土的浇注记录； 水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间 控制，对浇注过程中的一切故障均应记录备案； 水下混凝土高度需超灌3050cm，以便清除浮浆后确保桩身的质量； 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，应采取以 下措施： 在孔口吊筋固定钢筋笼上端； 北京*工程有限责任公司 - 17 - 灌注混凝土的时间尽量加快，以防混凝土进入钢筋笼时其流动性减小； 当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较深，并放慢灌注进度； 当孔内混凝土面进入钢筋笼12m后，应适当提升导管，减小导管埋置深度， 增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度； 在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管 外的泥浆及所含渣土的稠度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内 加水稀释泥浆，亦可掏出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。 （5）影响桩基施工问题的处理措施 1.施工过程中遇到特殊地质情况 当桩成孔施工过程中，钻进的地层土质情况与地质报告所述的地质情况出 入较大时，必须及时通知技术部和监理工程师，确定是否满足设计要求。 2.钢筋笼安放的标高及上浮控制措施 钢筋笼安放时由测量人员使用水准仪测量出护筒标高，根据护筒标高使用 自制吊钩和钢管控制钢筋笼的标高。在混凝土灌注过程中若发现钢筋笼上浮， 应立即采取在钢筋笼上面加附重、放慢混凝土的灌注速度、和适当提升导管等 措施控制钢筋笼上浮。 （6）桩间土方开挖及喷锚 1.桩间土方开挖 网喷土方开挖采用人工配合机械开挖，机械开挖土方每步1m2m，至少应 留置0.2m以上的土层为人工清理，防止机械开挖将过多的桩间土带下。严禁采 用机械开挖桩间土。人工修正桩间土壁，使之能满足喷射厚度要求。应注意开 挖、挂网、喷射混凝土 工序的有效衔接，严格 控制开挖后23小时内 必须完成喷射支护。 为确保开挖过程土 体的稳定，必须严格按 照施工方案进行土方开 挖。坚决制止每步开挖 北京*工程有限责任公司 - 18 - 过深，挖“神仙土”等现象。施工现场应必备抢险器材，洞内、地面设专人监 护，以防突发事件的发生。 2.桩处理 对于凸出的桩，应将突出部分凿至与喷射后混凝土面相平。钢筋网片在此 断开。但是横向加劲筋应连续通过。对于凸出较多的桩，凿出主筋后仍不能满 足网喷面要求的，应上报做特殊的技术处理。 对于凹进去的桩，应尽可能保留桩外土，采用人工铲平到网喷前的位置， 减少喷射混凝土数量。 3.网片安装 基坑围护桩桩间采用挂网喷射混凝土护壁，钢筋网一般采用8HPB235钢 筋，网格尺寸150mm150mm，横向连接筋一般采用1214-HRB335钢筋，所 有钢筋在大批量加工之前，均先进行试加工，检查钢筋形状、尺寸是否与配料 单一致。并在加工过程中经常检查核对。 焊接网交叉点开焊 数量不得大于整个焊接 网交叉点总数的1%，并 且任意1根钢筋上开焊 数量不得大于该根钢筋 交叉点总数的1/2；焊 接网最外边钢筋上的交 叉点不得开焊。喷射混 凝土厚度一般100mm， 混凝土强度等级一般为C20早强混凝土。 桩处理完成后应立即铺挂钢筋网片，钢筋网片上下设置横向加劲筋,横向加 强筋竖向间距1.0m采用与 桩钢筋焊接或膨胀螺栓与 围护桩固定。加劲筋与膨 胀螺栓采用8L型钢筋焊 接，焊接长度，钢筋采用 北京*工程有限责任公司 - 19 - 单面焊不得小于10d，与膨胀螺栓外漏部分全部焊接。中间加长度为1000mm，端 头长度为300mm，直径不得小于12的T字型短土钉。中间网片原则上只在桩间 土位置设置，如遇到桩身侵入结构现象，须将围护桩侵入部分凿除。如遇到桩 身向基坑外侧方向偏差较多的情况，除在人工修整桩间土时保留部分桩间土外， 横向加劲筋可越过此桩，与下一桩进行相连，固定网片。钢筋网使用前要除锈 并调直，网片与土钉及加固定钢筋间要连接牢固，喷射混凝土时钢筋网片不晃 动；同时要确保网片与侧面土体间距离不小于40mm，钢筋网片的搭接长度应不 小于一个网格尺寸。 4.喷射混凝土 桩间网喷分层不宜过高，桩间土面不得长期暴露在外，做到随土方开挖及 时挂网及时喷护，如遇地下水丰富或砂砾层时，应减少一次修坡面积，并以最 快的速度进行挂网、喷护，防止土方坍塌，如出现塌方及涌砂等情况时，必须 以草袋子堵住塌方或涌砂部位，并立即挂网喷护。局部滞水丰富处，采用插管 引流，做防水施工时再注浆封堵引流管。 喷射混凝土前应做好喷射面的标志，以保证喷射面平整且不超喷或欠喷。 在桩间土上每隔2m钉上用来控制喷射混凝土厚度的木橛。 原材料的控制：喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验，速凝剂必须 进行相容性试验及速凝效果试验，确定速凝剂的最佳掺量，要求初凝不超过5分 钟，终凝不超过10分钟，进行配合比选择试验，确定水泥用量和水灰比，喷射 混凝土一般水泥用量在400kg/m3左右，设计配合比为水泥：砂子：豆石 =122，砂率为55%左右，外加剂为4%，掺有速凝剂的混合料应立即使用，存 放时间一般不大于20分钟，计量误差小于1%，搅拌均匀，无结团。应及时做混 凝土试件，检验混凝土强度，以备竣工之用。 施喷前的准备：喷射作业应认真清除受喷面上浮土，回弹物等松散料，用 高压风吹净，调整好喷射机的风压、水压，做好准备。 喷射作业应分层、分段、分片依次进行，喷射顺序应由下而上螺旋式移动， 螺旋圆直径200300mm，一圈压半圈，按螺旋轨迹均匀分层喷射，喷头直对受 喷面，距离为0.61m，喷射压力控制在0.120.15Mpa，一次喷射厚度，约 5070mm，每喷完一遍均需有一定的间歇，一般为前一层混凝土终凝后进行， 北京*工程有限责任公司 - 20 - 对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除，保证喷射混凝土的密实度。喷射混 凝土应将钢筋全部覆盖，喷射手应严格控制水灰比，在0.400.45之间，此时 喷层无干斑和滑移流淌现象。喷射混凝土应在作业完成后2h后喷水养护，养护 时间不应少于7d。当气温低于5，不得洒水养护。喷射混凝土应密实、平整、 无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓、渗漏水等现象；平整度允许偏差10mm。 （三）钢支撑施工 （1）钢支撑设计布置 车站基坑围护结构在基坑的转角处设置钢管斜支撑，纵向间距视情况面定， 但不大于3m。钢支撑必须按照设计位置放置。 钢支撑组拼施工监测 基坑开挖 吊装钢支撑 施加预加力 楔块锁定 吊装钢围檩 钢支撑架设工艺流程图 （2）钢支撑施工准备 钢支撑的场外组装 钢支撑在运送到场后要根据本车站开挖基坑尺寸和钢支撑长度进行选材配 节，法兰盘和加劲箍都应预先加工，拼装成完全能吊装的成型的单根钢支撑。 钢支撑场外组装要有富余量，确保土方开挖后即可进行钢支撑安装。 装配件加工、预埋 钢支撑装配件加工主要有固定端和活动端支座，预埋件主要是支座固定螺 栓，支座应预埋在护坡桩上，或使用高强膨胀螺杆将牛腿架安装在护坡桩上。 （3）钢支撑架设方法及流程 钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，支撑 架设极具时间性和协调性，支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到 北京*工程有限责任公司 - 21 - 深基坑稳定的成败。支撑架设必须严格满足设计要求。 钢支撑架设流程钢支撑采用两台汽车吊配合起吊整根安装。 钢支撑架设方法 第一步：每节段分层开 挖至支撑架设的高度后，立 即放出支撑位置线。 第二步：凿出护坡桩上 预埋件焊接钢牛腿，并安装 钢围檩。 第三步：按所装段宽度拼装成一端固定一端活动的钢支撑，微调采用特制 钢楔。 第四步：用两台汽车吊 吊放钢支撑到钢牛腿上，并 用固定端旋转法使活动端较 宽位置支撑于护坡桩上。固 定端具体安装如右图所示。 第五步：采用两台油压 千斤顶施加钢支撑预加力， 北京*工程有限责任公司 - 22 - 在活动端沿支撑两侧对称逐级加压，施加预加力为设计支撑轴力的0.85倍，当 压力表无明显衰减为止，并采用特制定型钢楔锁定钢支撑。 第六步：斜支撑的架设安装方法与标准段相同，但必须在围护桩预埋钢板 上焊好端面与斜支撑轴线垂直的三角钢板撑座，并保证其强度可靠。斜撑端具 体安装见下图。 （4）土方开挖 基坑开挖施工以保证施工和周围环境安全及节点工期为原则。土方开挖的 顺序方法必须与设计工况相一致，遵循“竖向分层、水平分段、对称、平衡、 快速开挖、快速支撑、中部拉槽、随挖随撑、严禁超挖、确保工程安全质量前 提下快速施工”的原则，充分利用“时空效应” ，减小变形量。 基坑开挖必须在开挖影响范围内的冠梁达到设计强度后方可进行。 基坑开挖时，其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件采取安全坡度。每 步开挖所暴露的部分区域宽度宜控制在6m以内，边挖边运，严禁在基坑顶边缘 堆土。 在竖向上按照钢支撑设计位置上下分层进行开挖，在每一层分别挖至钢支 撑底部标高下50cm时及时进行钢支撑架设。 纵向放坡开挖时，应在坡顶外设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡 面。 基坑开挖后，应及时设置坑内排水沟和集水井，由集水井汇水，水泵抽水 至地面沉淀池，经沉淀净化后排入市政管道，防止坑底积水。在雨季施工，严 北京*工程有限责任公司 - 23 - 格执行雨季施工方案。 每一工况挖土及钢支撑的安装时间不得超过8小时，对各道支撑必须采取可 靠的支托和连接，防止因围护结构变形和施工撞击而发生支撑脱落。 机械挖土时，加强对开挖标高的控制，开挖接近设计标高时，坑底应保留 200300mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。 挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作，严禁挖土机械碰撞支撑、立 柱、围护桩，钢支撑顶面严禁堆放杂物。 （5）确保钢支撑稳定的技术措施 钢支撑拼装过程 钢支撑在拼装时，轴线 偏差在2cm之内，并保证支撑 接头的承载力符合设计要求。 钢支撑连接时必须对称上螺 栓，按顺序紧固。钢支撑端 部设16钢筋吊环，通过钢 丝绳或钢筋连系在护坡桩上， 以防坠落，同时用于微调的钢楔也要串联，防止坠落。 钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度，若不垂直要进行矫正；然后将钢 支撑安装在牛腿上，并且紧固好，必要时可在钢支撑中部架设临时支撑，确保 钢支撑吊装时因自重产生的挠度很小，便于施加预应力固定。 基坑开挖过程 钢支撑和护坡桩附近土方的宜采用小型机械人工配合开挖，以防止发生碰 撞。 （6）钢支撑拆除 钢支撑拆除步骤 最底层钢支撑在底板混凝土浇注后达到设计强度方可拆除，顶层钢支撑需 要在地下一层顶板浇注后混凝土达到设计强度后才能拆除。其他各层钢支撑在 相应侧墙与顶板施工完成后拆除。 钢支撑拆除方法 北京*工程有限责任公司 - 24 - 钢支撑拆除应随结构施工进程分段分层拆除。用汽车吊将钢支撑吊起，在 活动端设200t千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，取出钢楔块，逐级卸载至取完 钢楔。最后用汽车吊将支撑吊出基坑。 2.2.22.2.2 钻孔灌注桩钻孔灌注桩+ +土层锚杆土层锚杆 预应力锚杆在土层中斜向成孔，依靠锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与 锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用来承受部分作用于支护结构上的荷载。 预应力锚杆改变了基坑的受力状态，减小了基坑坑壁位移，维护了结构物的稳 定。 预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护方法一方面通过钻孔灌注桩来承担 支护结构上的荷载，另一方面通过预应力锚杆将拉力传递到稳定的土体，即锚 杆穿过滑动面或不稳定区深入土体深层，利用对锚杆施加张拉应力，使锚固体 不发生位移趋势。 （一）工艺原理 预应力锚杆由锚头、自由段和锚固段组成，是一种将拉力传至稳定土层的 结构体系，锚头是用于锁定锚杆拉力的部件，由锚具、托板、螺帽等组成；自 由段是将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由钢绞束、注浆体和防腐构造组成； 锚固段将作用在锚头的拉力传递给稳定地层。 （二）工法特点及适用范围 本工法适用于深基坑支护工程，特别适用于邻近有建筑物或地下管线而不 允许有较大变形的基坑支护工程。其具备以下几个特点： （1）进行锚杆施工作业的空间不大，适用于各种地形和场地。 北京*工程有限责任公司 - 25 - （2）与钻孔灌注桩+内支撑形式的支护体系比较由锚杆代替内支撑，可降 低造价，改善施工条件。 （3）锚杆拉力可通过抗拔试验确定，因此可保证足够的安全度。 （4）通过对锚杆施加预拉力来控制支护结构的侧向位移，保证支护结构的 稳定性。 （三）施工工艺 （1）工艺流程：钻孔灌注桩施工土方摘帽及冠梁施工分层（第一层） 开挖土方锚孔定位钻孔插锚杆第一次注浆第二次注浆围梁施工 张拉封锚施工监测循环施工下一层至坑底。 （2）锚孔定位 锚杆钻机就位时应准确，底座应垫平，钻杆的倾斜角度应用罗盘校核，角 度偏差不大于2，高差不超过30mm。成孔施工前应在场地中挖好排水沟，以避 免因泥浆随意排放而影响施工。 （3）钻孔 施钻时钻头要对准锚杆 孔孔位标识下钻，最大孔位 偏差不得大于100mm，初始时 应用小功率缓慢钻进，钻进 约500mm后，校正钻孔方向， 全功率钻进。为了准确控制 钻孔的角度，在施钻时要由 当班技术员用地质罗盘控制 钻杆方向，使钻孔角度偏差 控制在2以内。钻孔深度通过在钻杆上所作标记控制，要求钻孔深度不小于杆 体有效长度，并不大于设计孔深200mm。 锚杆孔位水平偏差不大于20mm，垂直方向误差小于10mm，钻进过程中，每 5m测量一次成孔角度，钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆的3%。 锚杆钻机钻进过程中，泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时， 泥浆比重采用1.051031.1103Kg/m3；当钻到砂层时，泥浆比重采用 北京*工程有限责任公司 - 26 - 1.21031.3103Kg/m3。 钻机钻进速度为0.30.5m/min，退出速度为0.50.6m/min。 （4）清孔 采用往复式压浆泵进行大泵量清孔35min，把孔内沉渣和孔壁泥皮冲洗干 净，孔底沉渣小于等于300mm。 （5）锚杆加工制作。 杆体采用预应力钢绞线或预 应力钢筋制作，其表面应清洁， 无污物、锈蚀或油污等。 严格根据设计尺寸下料，杆 体长度锚杆设计长度+1.2m预 留段，下料尺寸误差不应不大于 10cm。 杆体制作应在平坦、坚实的地面上进行，杆体应保持顺直，不得发生明显 弯曲、变形。 锚杆自由段采用涂防锈油并外包二层塑料薄膜的处理方法，保证钢绞束与 注入的水泥净浆体隔离，在拉力的作用下，锚杆自由段进行充分的弹性拉伸， 将预应力有效传递到锚固段。 在锚杆制作中，锚杆锚固段设置定位架，定位架间距为2m，并用22火烧 丝将钢绞线与隔离架绑扎牢固，外径小于钻孔直径10mm。 （6）插锚杆 插锚杆工人必须熟悉各个孔的孔向，以便杆体能够一次性顺利插入。插杆 要缓慢、匀速，切忌扰动杆体，造成浆液下掉和注浆不密实。 （7）注浆 注浆管是随着钢绞线一起埋在孔内的，并每间隔0.5m钻一对注浆孔，用胶 布将小孔包扎好，以防止浆液堵塞该注浆管。 第一次注浆分锚固段注浆、自由段注浆。锚固段注浆是顺着钻杆注浆，水 泥浆液通过注浆管送到锚孔底部。注浆压力从开始的0.5MPa逐渐加大至 2.0MPa；水泥浆液从注浆管底部顺着已扰动的地层充分填注包裹锚固段的锚杆。 北京*工程有限责任公司 - 27 - 随着灌注的水泥浆液的上升，慢慢拔出一次注浆管。 第二次注浆与第一次注浆的间隔时间在812h为宜。第二次注浆的压力从 2.5MPa注浆升高，直到注不进浆液为止。注浆过程采用稳定的低中等灌浆速 率，在灌浆全过程中逐渐提高压力，使浆液向土体逐渐扩散。 注浆施工时注浆管要距孔底保持50100mm距离。在注浆过程中，边灌边提 注浆管，保证注浆管管头插入浆液液面下500800mm，严禁将导管拔出浆液面， 以免出现断杆事故。 注浆材料采用水灰比0.50.6的纯水泥浆，用P.S.A32.5水泥加净水搅拌而 成。 注浆浆液搅拌均匀，随搅随用，浆液保证在初凝前用完，并严防石块和杂 物等混入。若注浆出现间歇，必须采取措施。实际注浆量不得少于锚杆的理论 计算量，即注浆充盈系数不得小于1.0.注浆体终凝前严禁扰动锚杆。 （8）围梁制作及安装锚具 围梁一般采用便于安装拆卸的工字钢制作而成。 锚具由锚头、锁片及钢垫板、工字钢梁（槽钢）等组成。 冠梁部位锚杆角度板与承压钢垫板焊接在一起，腰梁锚杆工字钢角度支撑 与工字钢梁焊接在一起，垂直方向角度（或水平方向角度）与锚杆角度相同， 以保证锚杆杆体与承压板垂直，从而保证锚杆轴向受力。 由于护坡桩外皮不能完全位于同一平面，