周边建筑物保护专项方案.docx
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周边建筑物保护专项方案
1、编制依据
1.1昆明轨道交通首期工程八标段招、投标文件。
1.2昆明轨道交通首期工程八标段地质勘察报告。
1.3昆明轨道交通首期工程八标段展览中心站施工图纸。
1.4施工场地周边环境及施工条件调查资料。
2、工程概况
2.1工程概况
展览中心站车站有效站台中心里程为右ICK15+208.012，包括车站设计起点里程右ICK15+106.174至车站设计终点里程右ICK15+403.322范围内的主体部分和附属部分。
车站主体结构采用明挖法，部分采用盖挖施工，车站主体为地下两层岛式站台车站，主体结构外包长度297.11m，标准段外包总宽19.7m。
车站设置5个出入口与1个员工疏散口基坑深度16.75m。
车站附属建筑面积为3200.56㎡，主体建筑面积为10670.47㎡，总建筑面积13871.03㎡。
有效站台宽度11m，长度118m。
车站南北两侧接盾构区间，设置盾构井。
北侧为展览中心站至昆明火车站盾构区间3号盾构机的始发井及4号盾构机的始发井；南侧为展览中心站至日新环岛站盾构区间7号盾构机的始发井兼接收井。
基坑支护采取地下连续墙+内支撑支护体系。
地连墙厚800mm，钢管支撑为Φ609mm钢管，支撑钢管壁厚均为16mm。
第一道支撑均为混凝土撑，在基坑标准段设2道钢支撑，两端端头井处设4道钢支撑。
2.2地质、水文条件
根据现有的地质报告和现场考察情况，本工程的地形、地质分布及地下水情况如下：
2.2.1地形条件
本车站场地地形平坦，展览中心站位于春城路与国贸路交叉口南侧的春城路下，车站沿南北向布设；春城路为南北向的城市主干道，道路红线宽80m，道路坡度平缓。
车站东侧现状为已建好国贸花园住宅小区；西南侧为市公安局官渡分局；西侧为汽车维修中心，车站的北侧为展览中心。
出入及风亭结合道路绿化设置，工程对现有跨春城路人行天桥进行拆除，待车站建设完成后利用车站出入口进行过街。
2.2.2工程地质条件
基坑开挖16米深度范围内的地层以
3层粘土、
4层粉土、③21层粉砂、③31层粘土、③3、③33层泥炭土为主。
基底地基持力层及下卧层较复杂，主要有③21层粉砂、③31层粘土及③3层粉土、③22层粘土及③33层泥炭质土。
基坑坑壁各土层自稳能力差，在地下水流动下易垮塌。
基底持力层物理力学性质及承载力有差异，均匀性较差。
地下连续墙深度为25米，基底持力层主要为③31层粘土及③3层粉土，局部为③33层泥炭质粘土，均匀性较差。
2.2.3水文地质条件
本场地主要含水层为
4层粉土、③21层粉砂及③3层粉土，含水层一般厚度较大，水量大。
各含水层有一定的水力联系，受含水层层面起伏影响，具一定承压性。
水头为地下1.6米。
地下连续墙深度为25米，本场地无连续稳定、厚度较大的理想隔水层分布，地下连续墙的嵌入深度并不能起完全有效的隔水作用。
3、车站周边建、构筑物现况
（1）周边建筑
展览中心站右侧为两幢十二层高的“银海国贸花园”住宅楼，此楼离车站开挖线最近处为5.5米，对此楼的沉降要进行重点保护。
（2）机动车道
展览中心站左侧为原春城路交通导改后的机动车道，此道车流量较大且为通住昆明机场的主干道，车站开挖过程中要对公路地表沉降重点保护。
（3）地下管线
车站施工区域埋有各种地下市政管线，共有8类11条。
其中应在施工中重点监测的为车站东侧一条埋深为2.19米Φ500的铸铁给水管和一条里深为1.65米750×360的电信灰管。
二期出入口施工中重点监测车站西侧一条里深为1.88米Φ1200的砼给水管。
4、影响建筑物安全的因素分析
4.1建筑物基础
展览中心站位于春城路与国贸路交叉口南侧的春城路下，车站沿南北向布设。
车站东侧现状为已建好国贸花园住宅小区，车站围护结构与小区居民楼最小净距5.57m；居民楼基础桩采用静压预应力管桩，管桩外径为400mm，壁厚75mm，桩长18m。
因此，建筑物自身基础比较薄弱是影响建筑物安全的首要因素。
4.2围护结构钻孔咬合桩施工
围护结构地连墙施工采用成槽机成槽，震动较大，对建筑物保护不利。
控制好泥浆浓度以及成槽速度，能减少塌孔，从而减少地表沉降。
4.3基坑降水施工
本工程只采取坑内降水，无坑外降水施工。
基坑内外水源由于被围护结构隔离开，基坑内降水理论上不会对建筑物造成影响。
但在降水工程中，应监测基坑外水位变化，如围护结构有较大漏水，引起基坑外水位下降，应立刻停止降水，对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形。
4.4基坑开挖施工
基坑开挖过程中的围护结构变形对建筑物附近土体沉降变形影响较大，对建筑物保护也有较大影响。
深基坑施工讲究土方开挖与支撑的“时空效应”，基坑每块土方的开挖在16小时内完成、并在8小时内完成支撑的安装，可减少基坑变形。
本工程基坑宽度为19.7m，开挖深度约16米，采用长臂挖掘机在地面直接进行基坑土方开挖，施工效率较高，可以满足“基坑每块土方的开挖在16小时内完成、并在8小时内完成支撑的安装”的要求，可有效控制基坑变形（累计变形可控制在30mm以内）。
4.5围护结构渗漏水
围护结构发生渗漏水有两种情况，一种是渗漏，另一种是突泥涌沙。
围护结构渗漏水较小时，不会引起坑外水位有明显的下降，不会造成坑外有大的地表沉降；水中不携带泥沙更不会造成坑外地表塌陷。
此种情况对建筑物保护影响不大。
围护结构突泥涌沙时，会造成坑外地下水位下降，从而造成地表沉降；水中带有泥沙，造成基坑附近水土流失，可以在地层中形成空洞，对保护建筑物十分不利。
5、对建、构筑物采取的保护措施
5.1优化设计方案
为减少工程施工对周边建、构筑物的影响，控制基坑外土体沉降变形，首先从设计上着手，优化设计方案，将对建、构筑物的影响降至最低。
采取主要措施有：
1、基坑外侧设置水位观测井，及时观测站外水位变化。
2、加强此处地连墙的施工质量，尤其是街头质量，此部分地连墙街头由柔性街头改为了工字钢接头，增加防水止水效果。
3、在施工过程中，根据具体情况，建议设计在建筑物附近的基坑范围，适当加密钢管支撑的布置，保证将地面沉降变形控制在规范范围内。
5.2高压旋喷桩加固
在国贸花园小区住宅楼附近的基坑外侧，设置一道高压旋喷桩止水帷幕，加固基坑外土体，并将围护结构发生渗漏的可能降至最低。
旋喷桩采用高压双管旋喷，设计桩径为800mm，桩间咬合300mm，注浆范围为地面以下2米至基底以下2米，高压旋喷桩布置情况详见图1。
图1：
旋喷桩布置示意图
5.3施工措施控制
1、减少震动对建、构筑物的影响
在建、构筑物附近加强对成槽机抓土的深度控制，以及抓斗的稳定性控制能减少因震动对建、构筑物造成的影响，同时加强对建、构筑物的沉降观测，根据监测结果分析地连墙施工对建、构筑物造成的影响。
2、根据地质报告，严格控制泥浆的配比，防止成槽过程发生槽壁坍塌，以及控制好相邻两幅墙的成槽时间。
3、基坑降水过程中对建、构筑物的保护
在降水工程中，加强监测基坑外水位变化，如发现围护结构有较大漏水，引起基坑外水位下降，应立刻停止降水，对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形，避免不均匀沉降对建、构筑物造成的威胁。
4、基坑开挖和支撑过程控制
①分段、分块、分层进行土方开挖，满足基坑开挖“时空效应”原理
在土方开挖过程中快速完成开挖，及时进行支撑的安装并施加轴力，使基坑无支撑暴露的时间最短；每段基坑开挖完毕后，在最短的时间内完成该段内部结构的施工,使该段基坑暴露时间最短。
基坑暴露的时间越短，基坑围护的累加变形越小，对位于基坑边缘的建、构筑物保护越有利。
每段土体开挖的长度控制在6m以内，每段的土方开挖时间控制在16小时以内，钢支撑的安装控制在8小时以内，快挖快撑（及时预加支撑轴力），使基坑无支撑暴露的时间尽量缩短。
表层土采用两台PC200挖掘机直接挖土装车外运，表层土开挖至第1道支撑底下20cm的位置，每段开挖完及时安装钢支撑并预加轴力。
第2、3层土方采用18m长臂挖机在基坑西侧单边进行开挖，基坑内设一台PC100挖机配合进行翻土。
开挖过程中开挖至第2道支撑顶部时停止大面积开挖，在支撑位置和钢围檁位置进行开槽开挖，开挖深度为支撑底下60cm，及时安装钢支撑，并及时预加支撑轴力，做到先撑后挖。
②减少动荷载对基坑的影响
土方开挖过程中，重型土方车辆和机械尽量不要在建、构筑物附近行走和停留，以减缓基坑的变形速率，达到保护建、构筑物的目的。
③土方开挖过程渗漏水的处理
土方开挖过程中，围护结构外露面及时挂网喷浆或模筑混凝土，及时封闭，同时设置专人观察渗漏水现象，对渗漏水及时处理。
有流沙发生时，如流沙位置在开挖面以上且压力不大时，用木楔、棉纱水泥和水玻璃将其封堵，然后在地连墙上打设注浆管，用水泥-水玻璃双液浆封堵。
如流沙的位置在开挖面以下或压力较大时，采用麻袋堆码、土方回填平衡压力、喷射混凝土封闭相结合的方式处理，同时在发生流沙对应的咬和桩坑外位置，注水泥-水玻璃双液浆封堵，确保建、构筑物的安全。
④土方开挖至基坑底及时封闭基底
土方开挖到基坑底部时，及时进行垫层的施工，并且在最短的时间内完成结构底板的施工。
5.4加强施工监测，采取不同的措施来控制基坑变形
1、支撑轴力的监测
在建、构筑物附近设置了三组支撑轴力计，来监控支撑轴力情况。
当支撑轴力减少较多时，及时进行轴力复加，满足支撑轴力的要求；当支撑轴力较大，支撑有失稳的危险时，采取增加钢支撑的措施来处理。
2、基坑变形的监测
在建、构筑物处设置了两组测斜管来监测基坑变形，当基坑变形超过报警值时，根据支撑的轴力情况来适当的增大支撑轴力或者增加支撑数量来达到控制围护结构变形。
3、建、构筑物沉降的监测
在国贸花园小区住宅楼上分别设置了15个沉降观测点，在施工过程中对其进行观测。
监测频率为每天对其观测二次。
4、建、构筑物附近地面沉降的监测
在基坑周边设置了111个地表沉降观测点，其中建、构筑物附近的地面上设置了35个地表沉降观测点，监测建、构筑物附近地表的沉降，为建、构筑物的沉降趋势提供参考数据。
5、建、构筑物旁基坑地连墙变形、墙顶水平垂直位移的监测
为了更好的了解建、构筑物旁基坑外土体的变形情况以及基坑变形情况，在基坑周边设置了32个墙顶水平位移与垂直位移变化的观测点，其中建、构筑物附近的地连墙墙上设置了10个。
基坑周边设置了36个地连墙墙体变形观测点，其中建、构筑物附近的地连墙墙上设置了11个。
6、建、构筑物附近地下水位的监测
为控制因基坑降水引起的不均匀沉降，在基坑周边设置了6个水位观测井，其中在建、构筑物附近设置了2个。
当基坑外水位发生显著下降时，应立刻停止降水，并对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形。
7、各监测点布置位置见图2。
图2：
建、构筑物保护监测布点示意图
6双重管高压旋喷桩工艺简介
双重管高压旋喷桩是指通过管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷出高压泥浆和空气两种介质，喷射冲击破坏土体，以高压泥浆泵射出20MPa压力的浆液从内喷嘴中射出，0.7MPa压力的压缩空气从外喷嘴中射出，在高压浆液和外圈环绕气流的共同作用下，破坏削切土体，同时使浆液和被削切土体均匀搅和，形成具有一定强度的固结体，起到加固土体和挡水帷幕的作用。
在本工程中，旋喷桩桩径为800mm，桩间咬合300mm，则桩心间距为500mm，注浆范围为地面以下2米至基底以下2米，水泥设计用量为300kg/m。
6.1高压旋喷桩施工工艺流程
高压旋喷桩工艺流程见下图：
图3：
双重管高压旋喷桩工艺流程图
6.2施工方法
1、桩位放样。
场地经平整后，现场放线定出桩位，做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样，并进行复核报验，作出复核记录，经复核确认桩位的轴线正确无误，并确认无管线埋在地下时，方可施工。
2、钻机就位。
钻机安放在设计的孔位上并保持垂直，施工时施喷管的倾斜不得大于1.5%。
3、钻孔。
钻机就位后，应保持水平，钻杆应垂直，钻孔深度不得小于设计深度。
钻孔达到设计深度后，经验收合格后方可进入下道工序。
4、插管。
钻机钻孔完毕，将注浆管插入桩孔底部，当下入有困难时，可先用稀水泥浆送浆，边送浆边旋转直至下入孔底。
为防止泥沙堵塞喷嘴，注浆口用胶布封住。
5、旋喷注浆。
插管完毕后，即可进行旋喷注浆。
浆液采用32.5普通硅酸盐水泥配浆,浆液水灰比为1.0。
开启空气压缩机及高压注浆泵，缓慢向孔内送浆，待一切正常后，稳定泵压和泵量，并在原位旋转喷浆30秒，使浆液能完全达到孔底。
提升速度为100~120mm/min,转速为8~12r/min。
同一桩体需数次喷射时,上下桩体的搭接要大于300mm。
每米水泥用量要求不小于300kg，遇土层变化时应适当调整上述参数。
旋喷过程中，冒浆量应控制在10%~25%之间。
6、排浆。
旋喷注浆前，应先挖好排浆沟及沉淀池，确保在旋喷注浆过程中，从孔口溢出的水泥浆排至预先挖好的沉淀池。
7、冲洗机具。
当喷射提升到桩顶设计标高后，旋喷作业即告结束，此时迅速清理注浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。
8、移动机具。
把钻机、旋喷设备移到新桩位上，重复上述施工程序。
6.3技术参数
根据施工经验，给出以下技术参数供施工参考。
具体参数需根据实际地质情况，经试桩后确定。
项目
单位
数值
备注
参数
喷嘴孔数
（mm）
φ2~3
水泥采用32.5
普通硅酸盐水泥；
水泥掺入量为
300kg/m。
喷嘴个数
个
3
旋转速度
（r/min）
8~12
提升速度
（mm/min）
100~120
机具
性能
高压泥浆泵
压力
（Mpa）
20~30
流量
（L/min）
30~40
空气压缩机
压力
（Mpa）
≥0.7
浆液配合比（重量比）：
水：
水泥
1：
1
表1：
高压旋喷桩技术参数表
6.4质量检验标准
1、施工前应检查水泥的质量，桩位，压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。
2、施工中应检查技术参数的应用情况及施工程序，并及时做好记录。
3、高压旋喷桩质量检验标准见下表
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
水泥质量
符合出厂要求
查产品合格证书或抽样送检
2
水泥用量
设计要求
查看流量表及水泥浆水灰比
一般项目
1
钻孔位置
mm
≤50
尺量
2
钻孔垂直度
%
≤1.5
全站仪检测
3
孔深
mm
±200
按数量的1%抽芯检测
4
注浆压力
设定参数指标
查看压力表
5
桩体搭接
mm
＞200
尺量
6
桩体直径
mm
≤50
尺量
7
桩身中心允许偏差
≤0.2D
尺量
表2：
高压旋喷桩质量检验标准表
6.5施工需注意问题及处理措施
1、为避免施工时发生窜孔窜浆现象的发生，采用跳二打一的方式施做旋喷桩。
2、喷射时如发生故障，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时应立即进行检查排除故障。
如在水泥浆初凝前不能排除故障，应记录停桩深度，重新引孔，并搭接大于500mm重复旋喷。
3、如发现有浆液喷射不足时，影响桩体的设计直径时，应对施工参数进行复核。
4、施工过程中如出现压力骤然下降、上升或冒浆异常等情况。
可根据情况采取复喷措施，确保工程质量和止水效果。
5、旋喷桩施工完毕，应迅速拔出喷射管。
若出现浆液凝固收缩导致桩顶高程达不到设计高程时，可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等进行处理。
6、在施工过程中如遇到障碍物或钻不下等情况，应暂时停止施工，并及时向现场负责人及有关技术人员，监理人员报告，研究处理。
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