圍護結構鉆孔灌注樁基坑開挖施工方案

1、第五章 基坑開挖施工5.1 基坑開挖施工流程基坑開挖施工為地鐵車站施工中一個最重要的工序，施工中按照施工規(guī)范及設計要求操作，在開挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)分段、先支后挖”的施工原則。標準段開挖工藝流程見圖5.1。安裝第三道支撐開挖第四層土方安裝第四道支撐施工混凝土墊層進入下一流水段施工掛網(wǎng)噴第四層樁間砼地基承載力要求地基處理并驗收合格開挖第三層土方安裝第二道支撐掛網(wǎng)噴第三層樁間砼 施工準備開挖第二層土方掛網(wǎng)噴第二層樁間砼開挖第一層土方掛網(wǎng)噴第一層樁間砼安裝第一道支撐開挖剩余土方掛網(wǎng)噴樁間砼不滿足滿 足足圖5.1 標準斷面基坑開挖流程圖5.1

2、.1施工方法基坑開挖從車站東端盾構接收井開始,作業(yè)面配置4臺挖掘機開挖土方，人工配合清底。采用臺階接力式開挖，中部縱向拉槽，作為機械行走及出渣通道，兩側(cè)預留寬2米平臺。具體就是第一層土方分為兩個小層開挖,開挖第一小層土方時，將第二小層的中間部分土體挖除，兩側(cè)各留設一個工作平臺，便于架設支撐、掛網(wǎng)噴錨，橫向及縱向放坡坡度均不小于1：1，開挖第二層土方時，將第二層土方分為兩個小層開挖,開挖第一小層時,將第二小層中間部分土體挖除.第三層及第四層土方開挖方法與第一層、第二層土方方法相似。每層土方開挖的分層高度根據(jù)各層鋼支撐之間的豎向設計間距合理分層，除第一層外，其余各層開挖分層高度均不大于3m，縱向和

3、橫向放坡坡度不小于1：1。開挖方法詳見圖5.2基坑開挖縱向示意圖、圖5.3基坑開挖橫向示意圖、圖5.4基坑開挖平面示意圖。 圖5.2 基坑開挖縱向示意圖圖5.3 基坑開挖橫向示意圖圖5.4基坑開挖平面示意圖5.1.2基坑開挖技術要點 土方開挖到各層鋼管支撐設計標高下50cm，及時施作鋼管支撐。 基坑開挖豎向分層、對稱進行。 縱向放坡，在坡頂設置截水溝或擋水土堤，防止地表水沖刷坡面和基坑外積水流入坑內(nèi)?；娱_挖后及時設置坑內(nèi)排水溝和集水井，防止基坑內(nèi)積水。 基坑縱橫向放坡根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境條件取開挖時的安全坡度，要求不得陡于1：1。對暴露時間較長或可能受暴雨沖刷的縱坡采用鋼絲網(wǎng)水泥噴漿等坡面保護措施

4、，嚴防縱向滑坡。 土方開挖沿縱向的分幅坑底長度不超過24m；而在每開挖層中，每段長度一般不超過8m，豎向分層不超過3.0m。 基坑開挖至基底標高以上0.3m時，改用人工開挖至基底，通知業(yè)主、監(jiān)理、設計及勘查單位進行基底驗收，及時封底，盡量減少對基底土的擾動。 施工時嚴禁挖土機械碰撞支撐、立柱，嚴禁機械在支撐上行走，支撐表面不允許加荷載。 基坑開挖時應及時施作樁間網(wǎng)噴層，保證樁間土體穩(wěn)定。開挖至基底后及時施作接地網(wǎng)。 加強基坑穩(wěn)定的觀察和監(jiān)控量測工作，以便發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，并通過監(jiān)測反饋及時調(diào)整開挖程序。5.2 網(wǎng)噴砼為了保持樁間土穩(wěn)定，在基坑開挖過程中同步進行掛網(wǎng)噴砼支護施工。在樁身鉆42鉆孔

5、，錨固劑錨入20鋼筋，單根長600mm，豎向間距1000mm，縱向間距1.5m短鋼筋，與20水平加強筋焊接牢固，掛6.5150×150mm鋼筋網(wǎng)，噴射C20早強混凝土,對樁間土體進行封閉。 掛網(wǎng)噴砼施工工藝流程圖掛網(wǎng)噴砼施工工藝流程圖見圖5.5。 樁間噴射混凝土支護施工隨土方的開挖分步進行。采用自上而下、隨挖隨噴。 樁間支護技術要求試驗室負責優(yōu)選噴射混凝土的配合比與現(xiàn)場控制，噴射施工前先進行試噴，試噴合格后再投入噴射施工，并按規(guī)定制作檢驗試件。兩次噴混凝土作業(yè)應留一定的時間間隔，為保證上下層噴射混凝土搭接質(zhì)量，每層下部30cm暫不噴射，并做45°的斜面形狀。樁間網(wǎng)噴混凝土施

6、工必須及時，并與土方開挖同步進行，以防止樁間土垮塌。當基坑土方開挖完成后施工人員人工清理樁間土并進行掛網(wǎng)噴射混凝土施工。同時合理安排施工順序，在掛網(wǎng)施工過程中完成噴錨料、噴錨機具的準備。土方開挖掛鋼筋網(wǎng)鉆眼、錨固短鋼筋噴射混凝土養(yǎng) 護進入下一循環(huán)噴射砼拌制鋼筋進場檢驗鋼筋網(wǎng)片加工樁間土體清理 圖5.5 掛網(wǎng)噴砼施工工藝流程圖每次噴混凝土完畢后，立即檢查厚度，若厚度不夠需進行補噴達到設計厚度。禁止將回彈料作為噴射料使用。5.3 橫撐支護鋼管支撐架設是基坑開挖過程中一個極其重要的環(huán)節(jié)，它對維護基坑穩(wěn)定、防止樁體位移變形有著極其重要的作用。1支撐參數(shù)本站支撐系統(tǒng)由冠梁、鋼支撐、鋼圍檁等組成。支撐采用

7、609（t=16mm）鋼管支撐，鋼圍檁為2根I45c工字鋼組合，鋼管支撐之間用法蘭盤、螺栓連接。標準段沿基坑豎向設置四道支撐，盾構井段設五道鋼支撐。第一道支撐架設在冠梁上，其余各道支撐架設在鋼圍檁上，圍檁通過三腳架用膨脹螺栓固定在圍護樁上?；悠矫鎯?nèi)采用橫向水平支撐，端部、角部采用斜撐。第一道支撐標準間距5.2m，第二、三、四及第五道支撐標準間距2.6m，斜撐標準間距2.53.5m。支撐布置詳見圖5.6百子灣站車站結構主體圍護結構及支撐平面布置圖。2工藝流程工藝流程詳見圖5.7鋼支撐安裝流程圖。施加預應力測量放線鋼圍檁安裝面砂漿找平鋼圍檁、支撐安裝鋼支撐加工、拼裝鋼圍檁加工 圖5.7 鋼支撐安

8、裝流程圖3鋼支撐、圍檁制作、安裝 鋼支撐、圍檁制作鋼支撐由一個固定端，一個活動端和中間段組成，采用廠家定制加工、現(xiàn)場安裝，以適應斷面寬度變化及斜撐長度要求。鋼管支撐體系由鋼管、鋼圍檁、三角撐托架及其附屬構件組成。第一道支撐通過冠梁上的預埋件固定架設。第二道、第三道、第四道，第五道鋼支撐通過鋼圍檁架設。鋼管與圍檁（或預埋件）的連接形式為：一端直接放置在鋼圍檁上的托架上，另一端鋼管接上活絡頭，活絡頭與鋼圍檁中間用鋼楔嵌固，鋼管與預埋件的連接形式與鋼管與鋼圍檁連接形式相同。鋼支撐、圍檁安裝 支撐拼裝按現(xiàn)場測量的基坑寬度，準備好每根支撐鋼管，如鋼管長度需要接長時，在鋼管接頭處焊接上連接法蘭盤，對接有法

9、蘭盤的鋼管使用螺栓對角、分等分順序擰緊，接長至設計長度，接長示意圖見圖5.8。拼裝好的鋼支撐應檢查其平直度，兩端中心連線的偏差度不大于20mm，經(jīng)檢查合格的鋼支撐應按部位進行編號，以免用錯。圖5.8 鋼管接長示意圖 鋼圍檁的安裝鋼圍檁安裝前用砂漿找平，保證鋼圍檁與圍護樁密切接觸。按設計施工圖的布置間距，在圍護樁結構上定出支撐中心點位，以中心的水平線為基準，準確畫出支撐牛腿的位置，定出螺栓點位，在螺栓點位上使用手持電鉆在圍護樁上鉆眼，打入膨脹螺栓。安裝三角托架及斜拉筋上部固定角鋼，緊靠樁身吊裝鋼圍檁，放置在三角架上，最后安裝1.3花籃螺 絲并拉緊，詳見圖5.9鋼圍檁安裝大樣圖。鋼圍檁安裝要求連續(xù)

10、、封閉，開挖期間，開挖長度與鋼圍檁安裝長度相匹配，在整個基坑開挖完成后鋼圍檁同時封閉成環(huán)。在每兩處土方開挖相接處按照鋼圍檁加工、安裝圖紙的要求將鋼圍檁焊接牢固。圖5.9 鋼圍檁安裝大樣圖 鋼支撐的安裝基坑豎向設置4道鋼支撐，鋼支撐在基坑外拼裝成整根，采用龍門吊吊裝就位。三角形支撐托架安裝好后吊裝609鋼支撐置于牛腿上，一端與鋼圍檁（冠梁預埋鋼板）頂緊后，一端用千斤頂及時對鋼管施加預壓力。當預壓力滿足設計要求后，在伸縮頭間加鋼楔，松下千斤頂，使鋼管橫向支撐于基坑兩邊的圍護樁。第一道鋼支撐與冠梁預埋鋼板連接，鋼支撐與冠梁預埋鋼板連接可見圖5.10直撐與冠梁節(jié)點大樣圖、圖5.11冠梁與支撐斜角節(jié)點大

11、樣圖。鋼圍檁與鋼支撐的連接可見圖5.12鋼圍檁與支撐斜角節(jié)點大樣圖、圖5.13鋼支撐安裝施工圖。圖5.10 直撐與冠梁節(jié)點大樣圖圖5.11 冠梁與支撐斜角節(jié)點大樣圖圖5.12 鋼圍檁與支撐斜角節(jié)點大樣圖 圖5.13鋼支撐安裝施工圖基坑支護結構的直撐及斜撐均在土方開挖至其設計位置后及時安裝，具體安裝方法為土方開挖至鋼支撐設計標高下50cm時開始安裝支撐，安裝時要保證支撐與樁面、樁間噴護面垂直(斜支撐要嚴格按照設計角度安裝)，并按設計要求對支撐施加預應力，頂緊后采用鋼托架將鋼支撐固定端頭或活動端頭分別固定牢固，防止支撐因樁體變形和施工撞擊而脫落下墜。鋼托架安裝示意圖見圖5.14 圖5.14 鋼托架

12、安裝示意圖倒撐在墻體施工完畢并達到設計強度80%后進行安裝，安裝方法同支撐。對鋼支撐施加預壓力時，嚴格按照設計預加力執(zhí)行。鋼支撐施加預應力后，在土方開挖和施工內(nèi)部結構施工時，嚴密監(jiān)測圍護結構變形情況，發(fā)現(xiàn)異常及時反饋信息并迅速采取措施。同時土方開挖和結構施工時，派專人負責監(jiān)管支撐安全工作，堅決杜絕危害支撐安全事件的發(fā)生。 鋼支撐拆除當主體結構底板及側(cè)墻施工完一段，主體結構底板或樓板混凝土強度達到設計強度80%后，安設倒撐,拆除相應位置的第四道鋼支撐。鋼支撐拆除過程是鋼支撐安裝的逆向過程操作，結構底板段為了防止一次拆除鋼支撐基坑應力突變，應采用間隔方式拆除鋼支撐，按照1、3、5的順序進行此段的鋼

13、支撐拆除，拆除完此部分鋼支撐后對此段基坑范圍進行監(jiān)控量測。對照鋼支撐拆除前后的圍護樁變形速率數(shù)據(jù)分析基坑穩(wěn)定性。如圍護樁水平變形速率小于規(guī)范、設計要求的2mm/d，按照間隔方式拆除2、4、6位置的鋼支撐，直至此段位置的鋼支撐拆除完成。如基坑變形速率大于以上要求，待混凝土強度繼續(xù)上升，并經(jīng)第三方監(jiān)控量測方、設計方分析數(shù)據(jù)后確定拆撐方案。依次施工站臺層側(cè)墻、站臺層頂板后拆除第三道鋼支撐，站廳層側(cè)墻、中板后拆除第二道鋼支撐；設備層側(cè)墻，頂板后施工第一道鋼支撐。每施工段砼施工完成并達到設計強度后，依次拆除相應位置的鋼支撐，拆撐的順序同第四道鋼支撐拆除過程，直至全部完工。鋼支撐拆除前使用龍門吊吊住鋼支撐

14、，采用兩點吊裝法使吊繩的中心與鋼支撐的重心重合。拆除時所有鋼支撐均利用千斤頂卸載抽出鋼楔后，就近整條放在相應的結構板上分節(jié)拆除，然后利用龍門吊或吊車吊出基坑進行循環(huán)利用。 鋼支撐施工技術要點 為使樁、鋼圍檁、支撐結合緊密，并有效減少基坑外地層之沉陷及減少圍護樁樁體的內(nèi)向位移，支撐安設好后，向外施加預加軸力，施加值根據(jù)地表沉降及樁頂側(cè)移適當調(diào)整，控制預加軸力最大值見表5.1：預加軸力根據(jù)施工監(jiān)測情況分級施加，避免圍護樁樁體發(fā)生向基坑外側(cè)過大變形。 安裝前，在地面按數(shù)量及質(zhì)量要求及時配置支撐。焊管端頭與法蘭盤焊接處，法蘭端面與軸線垂直偏差控制在1.5mm以內(nèi)，支撐各節(jié)之間由螺栓連接，非標準長度按其

15、實際情況確定中間節(jié)的組合模數(shù)鋼管縱向?qū)雍缚p及端部牛腿部分角焊縫為二級，其余均為 級，支撐構架加工完畢后，先除銹，后涂兩道紅丹，一道面漆。安裝時，鋼圍檁、端頭、千斤頂各軸線要在同一平面上，兩臺千斤頂必須同步施加預應力。安裝后，每根支撐的安裝軸線偏心不大于20mm，法蘭盤加工符合國標JB81-59要求。 預加軸力最大值控制表 表5.1第一道支撐第二道支撐第三道支撐第四道支撐第五道倒撐車站西端斜撐210KN420KN437.5KN451.5KN-標準段橫撐150KN300KN311.5KN322KN-盾構段斜撐240KN475KN575KN615KN300KN開挖中應及時測定支撐安裝點，確保支撐端

16、部中心位置誤差控制在容許限值內(nèi)。 鋼圍檁和圍護樁接觸面應垂直和平整。 所有鋼支撐端部支托和連接構造都要能防止因碰撞而移動脫落。上部支撐采取可靠措施，防止因壓力消減造成的支撐端部移動脫落。 車站端頭井采用斜支撐，施作時必須小心謹慎，嚴格按設計要求加工制作和安裝，支撐安裝時必須確保支撐軸向受力，不產(chǎn)生偏心，以免支撐失穩(wěn)。 支撐體系的拆除施工應特別注意以下兩點：拆除應分級釋放軸力，避免瞬間預加應力釋放過大而導致結構局部變形、開裂。利用主體結構倒撐時，主體結構的底及側(cè)墻混凝土強度應達到設計強度80%。 施工時加強監(jiān)測，對支撐豎向撓曲變形在接近允許值時，必須及時采取措施，防止支撐撓曲變形過大，保證鋼支撐

17、受力穩(wěn)定，確?；影踩?。5.4 錨索施工樊家村站西端從K40+388.409K40+422.409設置4.5m×30m兩個軌排井，支護采用兩道預應力錨索加一道鋼支撐，錨索橫向間距為1800mm,豎向間距為6921mm,共72根。錨索平面布置見方案后附圖4.1支護結構平面布置圖和5.22 軌排井段剖面圖。第一道錨索采用兩根15.2mm鋼絞線，長度1700mm，傾角為20°。第二道錨索采用五根15.2mm鋼絞線，長度2050mm，傾角為15°。錨具由錨環(huán)、夾片和承壓板組成?；炷龄搰鷻_采用C40鋼筋混凝土。5.4.1 工藝流程工藝流程詳見圖5.23錨索施工流程圖。5.

18、4.2 錨索的制作安裝1.軌排井段開挖軌排井段開挖采用30m分層開挖，第一次開挖到第一排錨索孔位標高下1m時，停止開挖，進行第一排錨索支護施工。第二次開挖到第二排錨索孔位標高下1m時，停止開挖，進行第二排錨索支護施工。第三次6m一段分段開挖到鋼支撐開挖面時，設置鋼支撐。第四次開挖挖到基坑基底。錨索安裝錨索質(zhì)量檢查錨索孔固壁注漿、掃孔錨索注漿張拉注漿體試件強度確認張拉系統(tǒng)率定外錨頭保護預應力值觀測施工結束不合格格鉆機就位鉆孔鉆孔角度、孔徑、傾角確定鉆孔質(zhì)量檢查混凝土試件強度確認搭設腳手架錨索編制澆筑砼腰粱腰粱立模配筋并預埋鋼套管、承壓鋼板鉆孔位置確定圖5.23錨索施工流程圖2.鉆孔 由于孔底標高

19、在砂卵石地層中，錨索鉆孔采用潛孔鉆機風動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進工藝造孔。采用全站儀結合控制點坐標確定開孔位置，地質(zhì)羅盤和傾角儀分別校正方位角和傾角。開孔后，給水回轉(zhuǎn)鉆進，送泥漿清出殘渣。當鉆至設計深度后，要檢驗孔底的巖芯殘留，保證清孔質(zhì)量降低沉渣。在成孔過程中，若出現(xiàn)泥漿漏失或涌水現(xiàn)象，必須用跟管鉆進方法進行處理，直至上述現(xiàn)象消失為止。 開孔時應嚴格控制鉆具的傾角及方位角，當鉆進20cm-30cm后應校核角度，在鉆進中及時測量孔斜及時糾偏，終孔孔軸偏差不得大于孔深的2%，方位角偏差不得大于3°。鉆孔完成后，將孔內(nèi)殘留的廢渣和積水沖洗干凈。3.錨索的制作與安裝 錨索的預應力鋼絞線均采用符合AST

20、MA416-90a標準1860MPa的15.2mm高強度低松弛無粘結鋼絞線。 設計長度相同的錨索，其鋼絞線下料長度應相同，其長度誤差不應大于±10mm，下料采用切割機，并徹底清洗鋼絞線。 沿錨索長度方向安設隔離架，隔離架間距為2m，其間距允許偏差5cm；編束時，每根鋼絞線必須平順，不得發(fā)生扭曲、交叉和鋼絞線污染、銹蝕現(xiàn)象。 錨索入孔前重新對鉆孔進行檢查，并將孔內(nèi)集渣清理干凈。錨索入孔時用力要均勻一致，不得轉(zhuǎn)動錨索體，隨時檢查隔離架及綁扎絲，發(fā)現(xiàn)有移動、損壞、脫落等要及時處理，必要時更換重新編制。 注漿管隨錨體一起放入鉆孔，注漿管距孔底5-10cm，錨體放入角度與鉆孔角度一致。錨體放入

21、孔中長度不小于錨索長度的95%。將錨索體推送至預定深度后檢查排氣管和注漿管是否暢通。錨索編制詳見方案后附圖5.24 錨索大樣圖。4.混凝土腰梁的制作混凝土腰梁C40混凝土施工前，要求將腰梁范圍內(nèi)的樁間支護面鑿平，按設計要求布置鋼筋籠、預埋承壓鋼板、預埋鋼套管并使其中心線與錨索中心線重合。詳見圖5.25混凝土腰梁施工圖和圖5.26混凝土腰梁平面圖。圖5.25混凝土腰梁施工圖5.注漿錨索安裝到位后，即進行全孔一次性注漿。灌漿管設置2根20mmPVC管作為進、出漿管。注漿采用水灰比為0.380.45水泥砂漿，強度不低于設計值M30，注漿壓力為0.5MPa，為確保施工安全，不影響開挖施工進度，在漿液中

22、摻入適量對錨索無害的早強劑，實施前先進行試驗驗證。砂漿在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物掉入漿液，孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時，可停止注漿。注漿時宜適當加強注漿壓力，使?jié){體飽滿，并與地層密貼。圖5.26 混凝土腰梁平面圖6.錨索張拉按設計要求，當錨固體強度達到設計強度值的80%即24Mpa，并且混凝土腰梁的承載強度達到80%以上時，方可進行張拉施工。根據(jù)不同的錨固荷載，分別采用YCW-250型和YCW-400B型千斤頂配合ZB4-500型高壓電動油泵整體張拉。張拉設計軸力及鎖定荷載見表5.2。表5.2 錨索簡表錨索類別傾角長度設計軸力鎖定荷載第一道錨索20°17m251KN200KN第二道錨索15°20.