北京地铁某号线工程旋挖钻机桩基施工组织设计.docx

主要施工工艺和方法1.1围护桩施工方案1.1.1.围护桩施工概况及工艺流程主体结构桩长1号盾构井:25.337m,2号盾构井：26.057m,共计2个盾构井，每个盾构井50根围护桩。详见【附图二盾构竖井围护桩平面图】钻孔设备：由于雨护班工期紧，工程金较大，本工程的钻孔桩施工拟采用旋挖钻机成孔。旋挖钻机具有成孔快，成孔质量高的特点。为防止钻进成孔通过砂卵石层时塌孔，拟采用膨润土泥浆护壁。根据施工进度计划安排，拟安排1台旋挖钻机顺序作业。施工顺序：为防止钻孔桩施一匚时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成塌孔或对临桩的桩身质量造成影响，故采取分批跳孔施作，钻孔机施工时按隔孔施作，即“三一”跳挖桩法，安排分3批施工，先施工完成第1批，然后施工第3批，最后施工第2批，而且必须在砧孔班混凝土港注后24小时后，才能施工临近的围护桩，如下图所示。图1-1钻孔灌注桩开挖顺序冠妙800钻孔满注桩施工工艺流程用护桩采用旋挖钻机成孔，施匚工艺流程见卜唱:图1-2钻孔潴注桩施工流程图1.1. 2围护桩施工方法1.1.2. 1准备工作：包括平整场地,场地准品，清除杂物，换除软土，夯打密实，统一规划泥浆池。1.1.2.2溯量放线：以业主提供的水准点及测量控制网进行引测,在轴线的延长线上做点建立控制网，每个控制点采用不少于0.2n?混凝土浇筑，中间放置埋件，在埋件上刻十字作为轴线引测点，每天应对现场测量控制点进行校核，并作好有效保护，参见【图厂3围护桩定位示意图,挖探槽时，已经大致放出了桩位线，钻机施工时,需要放出准确的桩位线.依据设计图纸的桩位进行测微放线，使用全站仪测定桩位。在桩位点打30Omm深的木桩或钢筋桩，桩上标定桩位中心，并采用“十字检桩法”作好标记，并加以保护。测量结果经自检、笈检后，报请监理匆核,史核无误并签字认可后，方可施工。木桩/忸筋桩图1-3围护桩定位示意图1.1.23埋设护筒：埋设护筒时,护简中心轴线对正测定的桩位中心,严格保持护筒的垂直度。采用钢护筒，护筒直径大于钻头直径IOCm20cm.护筒顶标高应高丁施工面20030Omm,并确保筒壁与水平面垂直，隔离地面水，稳定孔IJ土塔和保护孔壁不塌，以保证其垂直度并防止泥浆流失，以利钻孔工作进行.护筒周围用粘土分层夯实，见【图IT护筒埋设示意图】护简采用板厚为46mm的钢板焊接整体式钢护筒,直径1.2m,埋深1.5m.可利用钻机开挖，挖坑直径比护筒大0.20.，1.m.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，简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。护筒位黄正确固定后，四周均匀回填最佳含水量的粘土，并分层夯实,确保钻进过程中护筒的稳定。见【图1-5挖护筒孔位】.注浆U惘妒口f三-i¾IWi土*康笄蛾kk护筒定位时应先对桩位进行宾核，然后以桩位为中心，定出相互垂直的卜字控制桩线，并作十字栓点控制,挖护筒孔位.吊放入护筒,何时用十字线校正护筒中心及桩位中心，使之也合一致，并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于20mm.钻孔前应再次测定桩位，并确保护筒底端坐在原状上层“1. 1.2.4设备安装及粘机就位：钻机就位前，须招路法林平填实，粘机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度。钻机安装就位之后，成精心调平.确保施I：中不发生倾斜、移位.对孔位时，采用十字交叉法对中孔位。在对完孔位后，操作手启动定位系统，予以定位记忆。对中孔位后，钻机不得移位，钻臂也不得随意改变角度，参见【图IF钻机就位】图1-6钻机就位2. 1.2.5泥浆制备本匚程采用膨润土泥浆进行护壁。泥浆比重应控制在1.061.2,胶体率不低于95%;含砂率不大于，浅。成孔过程中，泥浆系统应定期清理，确保文明施工。泥浆池实行专人管理、负责。泥浆性能指标及测试方法见下表4-1。表I1泥浆性能指标及测试方法表顺序项目性能指标测试方法1相对密度1.061.2相对密度计2粘度1828秒500cc"00cc漏斗法3含砂率W4%含砂率计4胶体率>95%沛置、澄清施J2中应注意以下事项:(1)开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速。(2)桩孔上部孔段钻进时轻压慢转，尽量减小桩孔超径：在粘土层，适当增加扫孔次数，防止缩径；砂层中用中等压力、慢转速，并适当增加泵.(3)施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符，立即通知设计、监理等单位及时处理。(4)根据孔内土层地质柱状图和捞取钻渣样判别土类，依据进尺检查泥浆指标及时调整泥浆比重，防止坍孔事故。(5)成孔过程中，每进46m检查一次成孔垂直度，接近设计孔深时，准确地控制好钻进深度。(6)钻进过程中应认真、准确、及时地做好成孔记录，填写报表。(7)泥浆制备的技术要求对孔内泥浆的浆面下Im处及离孔底以上Im处各取一次试样测试，若达不到标准规定，耍及时调整泥浆性能。新制泥浆应静置24小时，测试合格后方能应川。旋挖斗提升出地面时要及时补浆，以保持孔内泥浆面高度。在浇筑混凝土的清孔结束后测一次比重，并做好原始记录。1）提高测盘精度，减少测量误差。2）开挖护筒时，先将桩位引出（以十字交叉线引出），护筒埋设后，再引至护筒上，以十字线定出桩位。3）钻机就位时，钻头中心与桩位中心在同一条垂直线上。（2）斜孔1）钻机安装时，底盘安装不牢固或地表有沉降。2）在软、硬不均的地层钻进时，控制进尺，减少冲程。3）孔内有较大的孤石、探头石时，填片石后再冲击。4）出现斜孔后，回填粘土及片石，再次冲击成孔。（3）缩径和坍孔1）控制孔内浆液水头高度，高于地下水位2m以上，保持泥浆比重不低于1.15-122）加强工序衔接，缩短裸孔时间。3）出现缩径后，通过在缩径处上下提钻、反包扫孔。对于坍孔采用回婚后，重新冲击成孔。（4）导管进水1）控制导管提离孔底距离，以隔水栓顺利冲击为宜，且隔水栓须与首批混凝土同步下落。2）导管接头确保拧紧，焊缝严密、牢固，灌入过程混凝土下放防过快，避免形成高压气囊。3）灌注过程中勤测导管埋深，导管提升不能过猛，防止导管提离混凝土面。（5）堵管在港注过程中严格控制混凝土的和易性、流动性，塌落度控制在180'220mm之间：严格检查混凝土中有无大块杂物，要求在混凝土漏斗内设置100mmIMOomm的钢筋网格：在雨天浇筑混凝土时,在孔口料斗上加盖南布，防止雨水进入使混凝土产生离析而造成堵管“若出现堵管，可通过长杆冲捣，(12).施工中成桩偏差控制如卜丁孔位允许偏差：5ftnm:孔径允许偏差：+20mm;.垂直度允许偏差；O.5%H(H为钻孔孔深)1.1.3.6技术管理保证措施(1) .协助测量人员定位放线，保证桩位准确无误：.钻机就位，开孔验收，把好关卡：(3) .成扎钻进过程中,检查钻机倾斜情况：(4) .清孔、终孔验收不合格的不准移机、下笼：.保护层垫块布H不合格的进行返工：(6).工序质量管理由质检人员负贵。1.1.3.7施工工艺保证措施(1).成孔垂直度保证措施：钻进过程中经常检查钻杆垂直度。(21.钢筋笼固定：通过特制固定插杆，一次性将笼子准确定位。(3).混凝土灌注：清孔后，混凝土灌注前由当班技术员检杳混凝土的坍落度，满足技术要求方可灌注：濯注过程中，当班技术员及时探测导管内外混凝土面高差，控制埋管深度，留足浮浆高度。1.1.3.8钻孔灌注桩施工安全保证措施(D钻机成孔施工过程中，桩机机体稳固，就位正确、垂直。如发现钻杆跳动、机架兄动或不进尺等现象应立即停机检查。钻机成孔过程中要成孔速度要均匀，尽可能要保隙扎壁平顺,以为后续下钢筋笼提供必要条件。提钻后如不立即下钢筋笼浇筑跳，应加盖，防止人员必入。(2).钢筋笼加工过程中，机械设备要具备安全使用要求。钢筋焊接及直螺纹加工，要使用专业人员操作完成。直螺纹加工前，操作人员要经过培训后，方可上岗作业。加工好的纲筋笼要按照要求堆放在指定地点。钢筋笼码放不宜过高，以防止钢筋笼变形。图1T4土方工程施工工艺流程图土方开挖根据盾构井结构尺寸、钢支撵持距以及挖掘机最大开挖能力，在竖向上分为六步:第一步：甚坑开挖至冠梁底标高后，机顶凿至新鲜碎面，清除桩顶残渣、浮土和积水，模筑桃顶冠梁.第二步：冠梁强度达到设计值后，开挖至第一道钢支掠下1.5m处，标高为38.67,安装第一道钢支撑，支掠在冠梁上.第三步：向下开挖至第二道钢支撑中心下0.5m处,标高为37.04,安装腰梁及第二道钢支撑.第四步：向下开挖至第三道钢支撑中心下0.5m处，标高为32.54,安装腰梁及第三道钢支撑。第五步：向下开挖至第四道钢支撑中心下0.5m处，标高为29.04,安装腰梁及第四道钢支撑。第六步：向下开挖至第五道钢支撞中心下05m处，标高为25.04,安装腰梁及第无道钢支撵。第七步：向下开挖至标高23.143处，招20Cm人工捡底开挖至基底标高22,943,及时浇注混凝土垫层。详见【附图三盾构竖井土方开挖顺序图】。1.3.1.4开挖期间对残留水的处理(1)在围护结构施工前，加密地质钻探范围，详细了解土体滞留水的分布情况，水的承压性、水量及其变化规律，以指导围护结构的施工。(2)根据详细地质勘探结果，在基坑开挖之前，对小流量的滞留水采取地面打孔预注浆的方式进行封堵,对于水量较大时提前准薪好足够的排水设施，在开挖过程中如遇到水量较大的滞留水时及时进行疏导及排放C(3)做好盾构井临近京山铁路路展的监测，发现沉降速率超过警戒值，立即对路基进行注浆加固及回填处理.1. 3.1.5土方开挖的质量控制与技术要求(1)开挖前应降水(竖井外降水，竖井内设集水井排水)，把地下水位降至盾构井底板以下1.2m.以疏和加固地层。(2)要注意减少竖井顶边缘地面荷载，槽壁附近堆我不得大于20Kpa.(3)竖井开挖必须遵守“由上而下，先摔后挖，分层开挖”的原则。在开挖支捽位置时，应快挖快捽。并且应合理地控制开物速度，避免土体卸荷过快。(4)竖井开挖过程中，应避免碰撞支护结构，减少对基底原状土的扰动。(5)开花至井底标高后，井底应及时封闭,浇筑混凝土垫层。1. 3.2支撑架设1.3. 2.1钢支悻设计布置盾构始发井用护结构的支撑系统每层设置巾60Omm厚12mm钢管横掾1道和斜撑4道。详见附图四钢支拽平面布置图。钢管支握从上到下共5道，第一道钢支撑中心标高42.04,第二道钢支撑中心标高37.54,第三道钢支撑中心标高33.01,第四道钢支掾中心标高29.04,第五道钢支撑中心标高25.54。详见【附图四钢支撑平面布置图】【附图五盾构并支撑布置断面图】.1.3.2.2钢支撑施工准备(D钢支探的场外组装钢支撑在运送到场后要根据盾构井开挖尺寸和钢支撑长度进行选材配节，法兰盘和加劲推都应预先加工。钢支掾在地面进行预拼装，经检查验收合格后才能下井用于施工。制支撑拼装采用高强度螺栓连接，用扭力扳手上索,确保支撑安全使用钢支撑场外组装一定要提前拼:装好，确保土方开挖完毕及时进行钢支撑吊装"(2)装配件加工、预埋钢支撵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，能够预埋的最好预埋在护坡桩上，不能安装的要加设足够强度的膨胀螺杆和牛腿架.1.3.2.3钢支按架设方法及流程钢支撑架设与盾构井土方开挖是盾构井施工密不可分的两道关键工序，两道工序的施匚对时间性和协调性要求很高，支撩架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到盾构井的稳定。支撑架设必须严格满足设计工况要求，(D钢支撑采用一台20汽车吊起吊整根安装。钢支撑架设工艺流程如【图1T6钢支撵架设工艺流程图】所示。(2)钢支掾架设方a.土方开挖至支撑中心标高以下05m时，及时架设14Ob组合型钢腰梁及钢支撑.b第一道支撑支顶在冠梁上，其余三层支撑均支顶在钢腰梁上。C腰梁施工：腰梁架设前，以C20细石混凝土填平桩间凹槽，并在找平层基面上定测腰梁中心标高，标示支探中心位置，控制支撑架设定位精度。钢腰梁下部标高处，按一定间距在围护桩上用膨胀螺栓固定三角形钢板托架承托钢腰梁、斜拉筋上部固定角钢，以M20膨胀螺栓紧固，最后吊装钢腰梁，将钢腰梁紧我桩身平面、安装斜拉筋并拉紧,钢腰梁根据开挖范围分段架设，分段接头部位采用焊接处理，以提高钢腰梁的整体性。见【图1T7三角架、腰梁架设示意图】、【图1T8斜拉链、腰梁架设示意图】.腰梁图177三角架、腰梁架设示意图斜拉筋腰梁图1T8斜拉链、腰梁架设示意图d.斜支撵支座的施工：斜支捽的安装与冠梁或腰梁，在施工冠梁和腰梁时,需施作斜支撑的支座，其端面与冠梁或腰梁呈45°角,确保支座端面与斜支掾端面安装时顶实。第一层斜支探的支座与冠梁同时施作，与冠梁成为一体；笫二、第三和第四道斜支撵的支座，与腰梁可推焊接。节点细部图见图1一19冠梁上斜支探支用图】和【图20腰梁上斜支探支座图】。图1T9冠梁上斜支撵支阵图图1-20腰梁上斜支撑支座图e.钢支撑安装：为使围护桩、腰梁、支挣结合紧密，并仃效减少基坑外地层的沉陷及减少围护桩桩体的向内的位移，支掾安设好后，必须施加向外的预加轴力。施加值根据地表沉降及桩顶侧向位移适当调整，预加轴力应根据施工监测情况分级施加。单根钢支撑轴力的实际施加值为设计轴力值的50乱单根钢支撑的设计轴力值第一道支撑第二道支撑第三道支掾第四道支掾第五道支撑480.67K,1250.91KN1465.12KN2221.56KN1467.58KN单根钢支撑施加预应力值第一道支撑第二道支撑第三道支掠第四道支掠第五道支撑240.31KN625.46KN732.56KN1110.78KN733.79KN钢支撑的安装用一台25t汽车吊悬吊、人工配合将钢支撑吊放到钢腰梁上，为确保腰梁、端头、千斤顶各轴线在同一平面上，钢支撑上法兰螺栓应采用对角和分等分顺序扳紧。每根钢支撑安装时，用两台实验室标定过的100t千斤顶对挡土结构施加预应力，达到设计值后，用钢楔块塞紧后拆除千斤顶。固定端具体安装如【图1-21钢支悻端部节点示意图】所示。气蝮做根站孔1注坡图1-21钢支撞端部节点示意图斜支掾的架设安装方法与标准段相同。斜撑端部安装如【图1-22钢支撑端部节点示意图】所示。钢楔块钢支推卜腰梁灌注桩焊接、角钢板预埋钢板图1-22钢支掾端部节点示意图1. 3.2.4确保钢支撑稳定的技术措施(D钢支撑拼装过程a.焊接管端头与法兰盘焊接处，法兰端面与轴线垂直偏差控制在1.5mm以内，每根钢支掠的安装轴线偏心不大于20mm,并保证支撞接头的承载力符合设计要求。钢支掾连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固。b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钢腰梁上，并且紧固好，必要时可在钢支撑中部架设临时支撑，确保辆支撑吊装上就只有很小的自重下挠度，便于加预应力固定。4.3.2.5钢支撑的拆除与换摔开挖到竖井底标高后，及时施作基底的混凝土垫层,在盾构施工完毕后，施工会井内的人防结构，苜先施工底板和第四道钢支撑下的侧墙结构，待结构强度达到85%的设计强度后，在结构侧墙上架设四道斜支撑。然后分四段依次施工上部侧墙等结构，侧堵结构强度达到853殳计强度后依次设芭临时角掠，并依次拆除上部围护结构的支捽。底板和侧墙结构分段及换撑见【图1一23竖井结构分段及换撵示意图】»(wHA*rttt4Wtt*rtff1.图1-23竖井结构分段及换掠示意图1. 4桩间土支护方案竖井围护桩间采用C20早强挂网喷射混凝土护壁，厚度为100mm°1.1 .1工艺流程:参见图124桩ITiJ喷碎工艺流程图图12，1桩间喷碎工艺流程图1.4 .2挂网喷碎支护施工桩间护壁采用小6150X150钢筋网，外喷厚度为100mm的C20混凝匕待护坡桩及旭梁施工完毕之后，采用挖掘机开挖车站基坑内土方，桩间网喷咬支护，采用自上而下，随挖随喷。每次挖土高度为3米左右，采用人工清理桩间土，并将基面清理平整.再在面层上挂钢筋网，并固定牢固.钢筋网片的搭接不小于20厘米。喷射碎中的钢筋网应调直除锈，钢筋网与坡面间隙宜大于20mm.网片与坡面间距过小的部位可加设垫块。钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固，喷射碎时钢筋不晃动。喷射险应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自卜.而上.一次喷射厚度为30mm-40mm.复喷厚度为Gomm。喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持06m1.0m的距离，喷射手应控制好水灰比，保持险表面平整、湿润光泽，无干斑或流淌现象。因桩间喷的面层预留5厘米的找平层，找平后作为车站结构施工时防水施工的基底层，闪此桩间喷施工时要尽量保障面层的平直，误差不超过±2厘米。有地下水的情况下，布设泄水管进行泄水。参见【图卜25桩间喷睑示意图】°图1-25桩间喷酷示意图