体育中心北站三角湖站端头加固施工方案文档格式.docx

体育中心北站三角湖站端头加固施工方案文档格式.docx

《体育中心北站三角湖站端头加固施工方案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《体育中心北站三角湖站端头加固施工方案文档格式.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2、《武汉市轨道交通三号线工程第I标段体育中心北站~升官渡站区间岩土工程详细勘察报告》中煤国际工程集团武汉设计研究院（S9993-TS-951）

3、《武汉市轨道交通三号线工程设计技术要求》（中铁第四勘察设计院集团有限公司2010.04）

4、《武汉市轨道交通三号线体育中心北站~升官渡站区间初步设计文件》（中铁第四勘察设计院集团有限公司2011.09）

5、国家及地方相关规范、规程、规定。

1.2编制范围

1、武汉市轨道交通三号线第三标段体育中心北站~三角湖站端头加固。

二、工程概况

2.1工程概况

区间与体育中心北站分界里程为右DK2+680.900（左DK2+680.900），区间与三角湖站分界里程为右DK3+887.700（左DK3+887.700），为保证盾构施工安全（土体强度要求、土体稳定性、满足加固土体的渗透要求、变形特征要求），体育中心北站、三角湖站端头均采用直径1000mm密排素混凝土钻孔灌注桩进行加固。

车站两端区间均为盾构区间，小里程端为盾构吊出井，大里程端头为盾构始发井。

根据体育中心北站和三角湖站地层性质及地面条件，端头加固采用直径1000mm的密排素混凝土钻孔灌注桩，加固范围为竖向；

隧道结构底2.0m以下至地面3.0m以下范围；

平面：

隧道横向结构两侧各3.0m范围，沿线路方向2排；

素混凝土灌注桩采用C20混凝土；

钻孔桩上部空桩采用粘土回填，回填粘土应采用不含杂物的粘性土。

密排素混凝土钻孔灌注桩细部如图2-1-1。

图2-1-1

2.2周边环境及管线分布

根据业主提供的地下管线分布位置图，结合现场调查，拟建车站周边地下管线主要包括给水、燃气、电力、通信电缆等，主要分布于道路两侧非机动车道、人行道及绿化带中，并有多条电缆、燃气管线跨越拟开挖基坑，埋深0.50~2.80m。

影响基坑施工与安全的管线均须临时或永久改移。

2.3工程地质及水文地质

地质资料根据《武汉市轨道交通3号线一期工程I标段体育中心北站岩土工程详细勘察报告书》（中煤国际工程集团武汉设计研究院）（二○一○年九月）采用。

2.3.1地形地貌

拟建场地位于长江Ⅲ级阶地，地形较平坦，呈北高南低、西高东低，现地表高程介于23.01m~27.47m之间，最大高差4.16m。

2.3.2岩土分层及其特性

场地分布地层自上而下可分为以下几个单元层：

（1-1）杂填土：

杂色，主要为混凝土路面及其碎石垫层组成。

堆积年限一般大于十年。

主要分布于城市主干道及人行道上，钻孔揭露厚度介于0.10m～0.80m之间。

（1-2）素填土：

黄褐色，以粘性土为主，呈软塑～可塑状态，含植物根系及小碎石。

拟建场地内均有分布，钻孔揭露厚度介于0.4m～2.6m之间，层顶埋深介于0.0m～0.8m之间。

（6-1）粉质粘土：

黄褐、褐黄、灰褐色，湿～饱和，可塑状态。

含铁锰质氧化物及少量高岭土。

无摇振反应，切面稍光滑，干强度中等，中等韧性。

属中等压缩性土。

局部地段缺失。

钻孔揭露厚度0.8～4.7m，层顶埋深介于0.5m～2.9m之间。

（10-1）粘土：

褐黄色、褐红色，湿～饱和，以硬塑状态为主，局部呈坚硬状态。

含氧化铁、铁锰质结核及少量团块状高岭土。

无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。

不均匀地具弱膨胀潜势。

属中等偏低～低压缩性土。

拟建场地大部分地段分布，仅局部缺失。

钻孔揭露厚度0.9～7.3m，层顶埋深介于0.0m～6.4m之间。

（10-2）粉质粘土夹碎石：

褐红～褐黄色，湿～饱和，坚硬状态。

含氧化铁、铁锰质结核及团块状高岭土。

碎石成分以石英砂岩为主，呈次棱角状，钻孔所见粒径10～50mm，含量5～10%。

无摇振反应，切面稍光滑，干强度高，韧性高。

属低压缩性土。

拟建场地内零星分布，钻孔揭露厚度0.7～1.7m，层顶埋深介于8.0m～8.3m之间。

（10-4）粉质粘土夹碎石：

褐黄色，湿～饱和，呈硬塑～坚硬状态。

含氧化铁，铁锰质结核及高岭土，所夹碎石成分为石英砂岩，呈次棱角状，钻孔所见粒径10～50mm，含量5～25%，无摇振反应，切面稍光滑，干强度高，韧性高。

拟建场地均有分布，钻孔揭露厚度0.1～3.3m，层顶埋深介于9.0m～12.8m之间。

（13）粉质粘土：

褐红色，湿～饱和，以可塑状态为主，局部硬塑状态。

局部混少量粗砾砂、碎石组成，碎石含量约5%，呈次棱角状。

场地内均匀分布。

属中等偏低压缩性土。

厚度1.3～5.4m，层顶埋深介于10.7m～13.6m之间。

（15a-1）强风化泥质粉砂岩：

褐红色，主要由砂岩、灰岩、硅质岩岩屑组成，基质主要为泥质和粉砂质，胶结性较差。

散体状～碎裂状结构，锤击声哑，无回弹，轻敲易碎。

为极软岩，极破碎～破碎，质量基本等级为V级。

钻孔揭露厚度0.5～5.4m，层顶埋深介于12.7m～17.3m之间。

（15a-2）中风化泥质粉砂岩：

褐红色，主要由砂岩、灰岩、硅质岩岩屑组成，基质主要为泥质和粉砂质，胶结性较好。

裂隙块状～块状结构，岩芯呈长柱状，岩芯采取率高。

锤击声哑，无回弹，易击碎。

为极软岩，较破碎～较完整，质量基本等级为V级。

钻孔未揭穿，层顶埋深介于14.0m～19.8m之间。

（15a-a）泥质粗砂岩：

褐红色，基质主要为泥质和细、粗砂质，胶结性极差，呈散体状结构，钻进速率快（3m/15min），锤击声哑，无回弹，手可捏碎。

为极软岩，较破碎~较完整，基本质量等级为V级。

呈透镜体状分布于（15a-1）强风化泥质粉砂岩及（15a-2）中风化泥质粉砂岩中，无明显分布规律。

2.3.3水文地质概况

（1）地表水

武汉市轨道交通3号线工程体育中心北站地处剥蚀堆积垄岗地貌单元（相当于长江Ⅲ级阶地。

在拟建场地东北侧约400m处为新民河，连接三角湖及南太子湖，常年有水；

其他地段地表水系不发育。

（2）地下水类型及地下水位

根据本次勘察期间对钻孔内水位量测及拟建场地周边多个正在施工的基坑及桩基项目的地下水调查情况，并结合区域水文地质资料，综合确定拟建地下水按赋存条件，可分为上层滞水、基岩裂隙水及孔隙水。

1）上层滞水主要赋存于人工填土层中，主要接受地表水与大气降水补给，水位不连续，无统一的自由水面。

埋深为0.50～1.80m。

2）基岩裂隙水主要赋存于下伏基岩裂隙带中，补给方式主要为上覆含水层下渗补给或基岩直接出露于地表受地表水补给。

由于沿线基岩普遍被约15.0m的粘性土隔水层所覆盖，其补给来源基本被切断。

另一方面，基岩裂隙不发育。

因此，该类型地下水水量贫乏。

3）孔隙水主要赋存于（10-4）粉质粘土夹碎石及（13）残坡积层中，其水量大小与粘性土含量、碎石含量、补给来源等有关。

因上覆粘性土隔水层阻隔，且下伏基岩为相对隔水层，该类型地下水水量也较为有限。

（3）岩土体的渗透性

根据室内渗透试验结合场地地层分布及岩性特征进行透水性分类结果见表

岩土层的渗透系数表表2.3.3-1

地层编号

岩土名称

渗透系数Kv（10e-6cm/s）

透水性评价

最大值

最小值

平均值

（1-3）

粉质粘土

4.70

微透水

（6-1）

3.70

（7）

粘土

1.80

0.87

1.34

不透水~微透水

（10-1）

25.20

1.30

5.41

微透水~弱透水

（10-3）

11.60

0.09

2.84

不透水~弱透水

（13）

17.30

3.00

8.10

（4）地下水腐蚀性评价

拟建线路周边无污染源。

本次勘察分别取得地下水水样2组，根据水质分析成果报告，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）第12.2条，拟建场地地下水对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

岩土物理力学参数设计建议值汇总表表2.4-1

地质年代

与成因

层

号

岩土

名称

天然重度γ

（kN/m3）

承载力特征值fak

（kPa）

压缩模量Es（1-2）

MPa

基本承载力σ0

极限承载力Pu

静止侧压力

系数Ko

基床系数（MPa/m）

隧道围岩分类（级）

土、石可挖性分级

垂直Kv

水平Kx

（GB50307-1999）

（TB10003

-2005）

土石

等级

类别

Qml

（1-1）

杂填土

20.5

Ⅲ

Ⅳ

软石

（1-2）

素填土

18.5

0.65

Ⅰ

Ⅵ

松土

Q4l

19.5

95

4.5

120

220

8.0

12.0

Q4al+pl

18.6

180

9.5

210

390

0.46

30.0

42.0

Ⅱ

普通土

Q3al+pl

20.0

300

14.0

330

630

0.40

38.0

50.0

Ⅴ

硬土

Q2al+pl

19.7

340

14.5

370

710

0.37

41.0

55.0

（10-2）

粘土夹碎石

20.1

16.5

430

830

0.33

45.0

62.0

380

16.0

420

820

0.34

44.0

60.0

（10-4）

粉质粘土夹碎石

20.6

Qdl+el

18.8

160

11.5

K-E

（15a-1）

强风化泥质粉砂岩

21.8

350

E0=43.0

360

900

（15a-2）

中风化泥质粉砂岩

22.7

fa=800

450

1100

（15a-a）

泥质粗砂岩

20.4

E0=42.0

880

（15b-2）

中风化砾岩

fa=1000

750

2100

S

（20b-2）

中风化砂岩

fa=1500

1500

4500

次坚石

2.4主要工程数量表

地层加固数量表

序号

项目

单位

数量

备注

1

Φ1000素混凝土钻孔灌注桩

m

1711.6

含空钻长度

2

C20素混凝土

m3

1127.5

3

粘土回填

216.8

根据设计要求及现场条件，本站端头桩施工优先采用干作业成孔，砼采用C20普通砼；

经过试桩，若不具备干作业成孔条件，则采用泥浆护壁成孔，砼相应采用C20水下砼。

素混凝土灌注桩应紧贴施工，施工单位根据施工管理经验与地质情况等情况确定灌注桩的外放尺寸。

依据现场和地质条件，端头加固灌注桩不外放，确保端头加固的整体性。

三、施工组织机构及施工管理

3.1组织机构

项目经理部由项目经理、总工程师、项目副经理组成领导层，下设技术部、工程部、安全（设备）部、物资部、合同预算部、财务部、综合办公室，其下为各施工班组。

3.2施工管理

3.2.1钻孔桩施工组织安排

根据工程及水文地质、工期要求及施工总体安排，车站端头加固结构拟采用1台BG25型旋挖钻机钻孔施工，钻孔桩穿越中风化泥质粉砂岩，根据设计要求及桩身范围土层情况，本站桩基成孔时拟优先采用干钻成孔，导管灌注成桩，砼采用C20普通砼；

3.2.2单桩施工进度

根据目前围护桩钻孔实际情况，采用旋挖钻施工钻孔桩单桩成桩时间约为1～2个小时，单台钻机日成桩约5～6根。

3.2.3劳动力组织

经理部负责全标段的钻孔桩施工的部署与协调，下设2个班，钻孔班、灌注班。

计划安排施工人员14人，其中：

每台钻机配备1名司机，泥浆配置人员2名，吊车司机2名；

砼灌注4人；

其他管理及服务人员5人。

每个批次根据工程总体进度安排确定数量和间隔时间。

正式施工中按实际情况动态调整。

混凝土提前报使用计划，随用随到。

3.2.4施工人员职责与组织管理

实施项目法进行施工管理，从技术、计划、合同、质量、安全、文明施工及成本和信息管理上严格按照建立的规章制度进行科学管理，确保工程一次验收合格率100%，优良率95%以上。

为了保证施工质量、加强组织管理及做好工序技术衔接，施工过程中在落实部门岗位责任制的基础上实行行政领导和主要管理人员工地值班制度和工序技术负责制度。

施工过程中，各工序技术负责人负责现场工序的技术指导、技术监督，并及时处理施工中遇到的技术问题，及时反馈信息。

质量监察工程师根据质量总目标，进行施工质量检查，使工程能按合同、设计、规范要求施工；

进行隐蔽工程的检查评定。

安全负责人负责施工安全检查、安全培训教育、文明施工、环境保护等工作。

物资设备部门负责人根据工程进度情况，合理组织原材料的采购、验收和保管；

负责各种原材料、机具、设备的合理调配，对工程所用的材料、机电设备的质量和管理负责。

四、端头加固施工方案

4.1钻孔桩施工工艺

根据地质条件及设计要求，优先采用干作业成孔。

工程开工前，先进行试桩，根据现场试桩情况，如具备干孔成孔条件，则采用干作业成孔灌注砼，否则采用泥浆护壁成孔。

①干作业成孔：

施工准备→桩位放样→埋设钢护筒→钻机就位→钻进、取样→成孔验收→测量孔深、探孔→清孔→钻机移位下导管→灌注混凝土→提升钢护筒→桩基检测。

②泥浆护壁成孔：

施工准备→桩位放样→埋设钢护筒→钻机就位→钻进、取样→成孔验收→测量孔深、探孔→第一次清孔→钻机移位下导管→第二次清孔→灌注水下混凝土→提升钢护筒→桩基检测。

开工前加密并复测导线控制网，准确计算各桩位坐标后精确测定桩位。

埋设钢护筒前桩位必须设置护桩以便随时检查、复核。

护筒有足够的刚度，护筒埋设深度超过素（杂）填土埋藏深度，埋设时用挖埋办法埋设，护筒与坑壁之间用粘土填实。

护筒埋设应准确、稳定，护筒平面位置偏差不得大于50mm，护筒倾斜度的偏差不得大于1%。

本站结构端头加固钻孔桩采用旋挖钻施工工艺，采用跳孔式施工，施工时按照1－3－5－7－2－4－6－8的方式成孔，根据图纸要求，桩强度达到设计强度70%方可对相邻部位桩进行钻孔。

4.2钻孔桩施工方法

4.2.1泥浆池位置

根据体育中心北站主体结构施工阶段场地围挡及交通疏解，场地需设置二处泥浆池，在主体基坑南端、北端等距布设，将主体基坑平分为四段，泥浆池位于基坑两端3/4处，两个泥浆池可分顾车站南北两端各一半围护结构。

4.2.2桩基放样

根据钻孔桩直径为1000mm、钢护筒直径1300～1400。

根据设计图纸和交接点坐标采用全站仪测定出钻孔桩灌注桩轴线，按照设计图纸的桩间距，准确定出桩位，并及时做好桩位标记及编号。

开工前精确测定桩位，并绘制钻孔桩桩位平面布置图。

埋设钢护筒前桩位设置护桩，以便复检。

4.2.3护筒设置

护筒采用8mm厚钢板卷制焊接而成，内径比桩径大100～200mm，护筒高1.8～2m。

埋设定位后护筒顶高出地面0.3m，顶部开设1～2个溢浆口。

护筒采用挖埋方法设置，护筒与坑壁之间用粘土填实，护筒中心位置与桩中心重合，其允许偏差不大于50mm，并确保护筒垂直。

护筒埋置好后测量组对桩位处护筒顶标高进行测定，确定钻进深度。

4.2.4成孔施工

（1）、干作业成孔桩施工方法

干钻成孔除成孔、清孔、及砼灌注外，其余工序均与泥浆护壁成孔相同。

①成孔

干钻成孔采用旋挖钻机直接钻进成孔，开钻时，先用低档慢速钻进，钻至护筒以下1米后，再调为正常速度。

钻进过程中，根据不同的地质情况选用不同形式的钻头，在土质或细角砾土地层中钻头选用螺旋式土钻或旋挖斗。

钻进过程中，经常抽取渣样并与设计地质核对，注意土层变化，以便及时对不同地层调整钻速、钻进压力。

钻至设计标高并经岩样判别确认到位后，停止钻进。

②清孔

钻进到设计深度后，采用旋挖斗清孔，密切注视电脑上的深度显示值，当显示值为钻进深度显示值时，原位正向旋转4-5转，使孔底的沉渣旋入容斗内，同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底，然后提出旋挖斗卸渣。

为确保孔底沉渣满足要求，第一次掏渣后还需用测绳检测孔深，如果测量深度与钻进深度一致，表明清孔合格，否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。

③砼灌注

干法成孔的桩基同样采用导管灌注砼，灌注时导管埋入砼深度控制在2~6m之间。

在砼通过导管进入桩孔底部时，由于落差过大会对桩基底部产生强大的冲力产生振动，诱使桩孔局部土层脱落，容易出现塌孔现象，故此在第一料斗砼灌注前在导管内安放一直径为300mm空心橡胶球球内充气，致使砼下落时起到缓冲作用，降低砼下落的速度。

当砼灌注到桩顶以下2~3m时，采用插入式振动棒将桩顶砼振捣密实。

（2）泥浆护壁成孔施工方法

采用旋挖钻成孔作业，旋挖钻的泥浆循环系统由泥浆池，沉淀槽、泥浆泵等组成，并设置排水、排浆等设施。

成孔到设计深度后进行孔深、孔径、垂直度、泥浆浓度、沉渣厚度等指标测试检查，确认符合要求后，才可进行下一道工序。

在粘性土中钻进时，循环泥浆比重控制在1.1～1.2。

控制泥浆选用膨润土或优质粘土，必要时掺入适量的增粘剂或分散剂，以改善泥浆性能。

整个钻进过程中，定时检测泥浆比重，根据检测结果适时向孔内注入泥浆液或清水，调整泥浆比重，起到护壁及排碴作用。

钻孔完成后，重点检查孔位，孔深、孔径倾斜度是否满足设计要求，钻孔允许偏差表见表4.2.4-1

钻孔允许偏差表表4.2.4-1

顺号

项目

偏差

检测方法

钻孔中心位置

不大于50mm

全站仪、护桩

孔径

不宜大于50mm

探笼

倾斜度

小于L/100

探笼、护桩

4

孔深

不小于设计规定

测绳

5

沉淀厚度（mm）

≤200mm

6

清孔后泥浆指标

相对密度：

1.15～1.25

粘度：

18～22Pa.s；

含砂率：

＜4~8％；

胶体率：

＞90％

泥浆三件套

4.2.5清孔

钻孔至设计深度后，稍提钻头离孔底10～20cm，使钻头空钻不进尺，使得桩端孔径得以保证，同时正反旋转钻头，搅动桩底泥浆，加速清孔速度。

采用独立的泥浆循环，换浆清孔。

清孔过程专人测量泥浆指标，清孔后，泥浆比重控制在1.15-1.25，粘度不大于22s，含砂率不大于8%。

清孔结束后测定孔底沉渣厚度，不大于100mm。

4.2.6水下混凝土灌注

（1）导管应提前作水（气）密、承压和接头抗拉试验，确保导管满足水下混凝土作业要求。

（2）导管吊装前要进行试拼，接口处可采取涂黄油或加垫橡胶垫（圈）来增加水（气）密性能。

吊装时，导管位于孔中央，并在砼灌注前进行升降试验。

（3）开孔灌注，导管口距孔底高度不大于50cm，首批灌注时在漏斗底口放置一个直径比管径稍小的隔水塞。

（4）开灌后，中间如有停顿，停顿时间不宜大于30min。

（5）灌注一段时间，用测绳测量一次，及时提升拆除导管，使导管埋深不大于6m，且不小于2m。

（6）混凝土灌注比设计桩顶标高高出0.5m。

（7）混凝土灌注完毕立即拨出护筒。

（8）灌注过程中，将井口溢出的泥浆引流到泥浆池，防止漫流，污染环境。

（9）水下混凝土注常见事故及处理：

常见故障

产生故障的原因

故障处理措施

隔水塞卡在管内

1、隔水塞翻转或胶垫过大2、隔水塞遇物卡住3、导管连接不直4、导管变形

用长杆冲捣或振捣，若无效则提出导管，取出隔水塞重放，并检查导管连接的垂直度；

拆换变形的导管

导管内进水

1、导管连接处密封不好，垫圈放置不平正，法兰盘螺丝松动；

2、初灌量不足，未埋住导管口。

1、提出导管，检查垫圈，重新安放并检查密封情况；

2、提出导管，清除灌入的混凝土，重新开始灌注，增加初灌注量，调整导管底口到孔底高度。

混凝土在导管内出不去

1、混凝土配比不符合要求，水灰比过小，坍落度过低；

2、混凝土搅拌质量不符合要求；

3、混凝土泌水离析严重；

4、导管内进水未及时发现，造成混凝土严重稀释，

1、将混凝土按比例要求重新拌合并检查坍落度；

2、检查所使用的水泥品种、标号和质量，按要求重新拌制；

3、在不增大水灰比的原则下重新拌合；

4、上下抖动导管或捣实，使导管疏通，若无效，提出导管进行清理，然后重新插入混凝土内足够深度，用潜水泵或空气吸泥机将导管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净恢复灌注；

一般不采取提起导管下隔水塞。

断桩

1、导管提升过高，导管底离了混凝土面；

2、灌注作业因故中断。

灌注的办法同上。

夹层

1、埋管深度不够，混入浮浆；

2、孔壁垮落物夹入混凝土内；

3、导管进水使混凝土部分稀释

4.2.7其他要求

施工作业队对现场的泥浆使用、循环及卫生情况负责，严禁泥浆漫流，污染场地和路面。

造成损失或不良影响将追究其相关责任。

施工过程中出现异常情况，及时向主管技术人员和负责人报告，按照处理程序及措施要求进行处理。

4.3混凝土灌注

灌注前做好一切准备，保证砼灌注连续紧凑进行。

水下灌注的砼保持良好的和易性，其配合比