地铁围护结构方案Word文档下载推荐.docx
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《声环境质量标准》
GB3096-2008
13
《地下铁道工程施工及验收规范》
GB50299-1999（2003年修订版）
14
《混凝土强度检验评定标准》
GBJ107—87
15
《轨道交通单位工程、分部工程和分项工程划分标准》
JQB-048-2005
16
《轨道交通工程施工质量验收统一标准》
JQB-068-2005
17
《轨道交通车站工程施工质量验收标准》
JQB-049-2005
18
《轨道交通隧道工程施工质量验收标准》
JQB-050-2005
19
《轨道交通轨道工程资料管理规程（土建篇）》
JQB-182-2008
20
《建筑拆除工程安全技术规范》
JGJl47-2004
21
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-91
22
《建筑机械使用安全技术规程》
23
《建设工程施工现场安全资料管理规程》
DB11/383-2006
24
《建设工程施工现场安全防护场容卫生环境保护及保卫消防标准》
DBJ01-83-2003
25
《北京市建设工程施工现场生活区设置和管理标准》
DBJ01-72-2003
26
《消防安全疏散标志设置标准》
DBJ01-611-2002
27
《北京地区大直径灌注桩技术规程》
DBJ01-502-99
28
《地铁工程监控量测技术工程》
DB11/490-2007
1.3主要应用法规
表1-3
法规名称
法规编号
《中华人民共和国建筑法》
1997年主席第91号令
《建设工程质量管理条例》
国务院279号令
《中华人民共和国产品质量法》
《中华人民共和国计量法》
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国安全生产法》
《城市市容和环境卫生管理条例》
2工程概况及工程特点
2.1工程概况
2.1.1工程位置及周边环境
本工程为地铁7号线一标段——湾子站工程。
湾子站为7号线西端第二个车站，位于广安门外大街与马连道交叉路口东侧，莲花河西侧。
车站沿广外大街东西向设置，占广外大街路幅北侧。
图2-1
2.1.2工程规模
基坑长229m，宽24.6m，深20.55m，围护结构为桩撑支护体系，桩为钻孔灌注桩，间距1400mm；
桩共分为四类：
A、B、C、D。
表2-1
桩型
数量（根）
桩径（mm）
桩长（m）
嵌入深度（m）
A
192
Ф800
23.55
B
26.65
C
24.55
D
162
23.05
4.5
2.2工程地质及水文地质概况
2.2.1工程地质概况
北京市地铁7号线工程湾子站工程位于永定河冲洪积扇中下部，第四系沉积主要以漯水河古道和莲花河古道交替沉积而成，场地地形较为平坦。
本次勘察期间勘探各钻孔孔口标高为44.61～45.09m。
本次勘察揭露地层最大深度为40.0m，根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，本工程场地勘探深度范围内揭露的土层为人工堆积层（Qml）、新近沉积层（Q2+3al）第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl），下三纪沉积（E）四大层。
各地层的岩性特征自上而下。
本次勘察所揭露的岩土资料，根据《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）表A.1.4围岩基本分级、表A.2.1-1地下水状态的分级、表A.2.1-2地下水影响的修正对围岩进行分级，根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）附录B土、石可挖性分级，对围岩土石可挖性进行分级。
围岩分级及土石可挖性分级见表2-2。
表2-2车站隧道围岩分级及土石可挖性分级
地层编号
岩土名称
围岩基本分级
修正后围岩分级
土石可挖性分级
①
粉土填土
Ⅵ
Ⅰ
①1
杂填土
①2
卵石填土
②3
粉细砂
②4
中粗砂
②5
圆砾
Ⅴ
Ⅲ
⑤
卵石
⑤2
⑦
⑦2
⒁
强风化砾岩
Ⅳ
⒁1
强风化泥岩
⒁2
强风化砂岩
2.2.2水文地质概况
⑴场区水文地质情况
勘察40.0m深度范围内，实际量测1层地下水，为潜水
（二）。
含水层主要为卵石⑦层、粉细砂⑦2层，透水性好，静止水位标高22.57～23.49m（水位埋深21.35～22.30m）。
本层地下水分布连续，渗透系数大，为强透水层。
主要接受侧向迳流补给、上层潜水渗流补给，以侧向迳流方式为主要排泄方式。
根据区域水文地质条件及本工程场区水文地质条件综合分析，地下水动态变化规律如下：
本层地下水为潜水，其天然动态类型属渗入～迳流型。
主要接受地下侧向迳流补给，并以地下迳流人工开采为主要排泄方式，其水位季节变化规律一般在5～7月份水位较低，在11月至来年3月水位较高，年变化幅度一般3～4m左右。
目前水位呈逐年下降趋势。
⑵历史最高水位
湾子站的地下水1959年水位接近自然地表。
1971-1973年水位标高约为42.00m（埋深约3.0m）。
近3～5年潜水水位标高为29.00m（埋深约16.0m）。
抗浮水位为40.00m。
通过抗浮验算，车站满足抗浮要求。
⑶地下水的腐蚀性评价
本场地潜水
（二）对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。
⑷不良地质作用和特殊地质现象
经综合评估为地质灾害危险性小级。
此外，本车站地表填土层厚度约2.50～6.20m，土体尚未密实，施工时的震动可能会使尚未密实的土体发生自沉，变化大的甚至会波及到地面，对地面及地表建筑物产生影响。
暗挖结构及明挖边坡存在的砂土，易发生流砂、坍塌现象，并可能导致边坡失稳、地面塌陷和管线开裂等；
而主体结构底板座落于含水层卵石⑤层、卵石⑦层上，在潜水作用下，易发生底鼓现象。
上、下水管道的渗漏及未疏干的地下水对基坑的边坡稳定性将产生不利影响，施工时应引起充分注意。
2.3施工范围
施工内容：
车站主体明开基坑围护桩施工。
2.4工程质量标准
全部分项工程达到规范《建筑施工工程统一验收标准》（GB50300－2001）中的合格等级。
2.5工程难点分析
⑴根据地勘报告显示，场区内卵石及砾岩层中分布有大粒径卵砾石。
大粒径卵砾石的存在直接影响拟建基坑围护桩的施工工艺和设备选型。
⑵本工程地处繁华丁字路口，车流饱和，人流量大，施工场地、出土受道路和时间限制。
⒀本工程施工管理标准要求高，所在位置处在住宅区附近，环保要求高。
⑷本工程受现场施工条件的限制，工期紧。
2.6工程难点的主要对策
⑴施工场地周边交通流量大，施工场地狭小；
距周边建筑物距离较近，所以采用旋挖钻机进行灌注桩的施工。
⑵完善组织机构、加强施工管理
①建立完善的组织机构及管理体系，建全各项保证制度；
②科学安排施工程序及进度计划，合理分配人、机、料等各项资源；
③制定各项管理保证措施，加强对施工进度、工程质量、安全文明施工、劳务及分包队伍等方面的管理；
④充分做好施工准备，为施工创造有利条件；
⑤编写详细的施工方案，进行风险分析，制定各项紧急预案。
⑶加强施工总体安排
①按照地铁七号线工程总体施工部署及结构施工总体安排和施工阶段要求，合理安排施工顺序、组织队伍、设备、材料资源。
②制定各项管理保证措施，加强对施工进度、工程质量、安全文明施工、做好围护施工基坑开挖的合理衔接与交叉施工，并互相创造条件，及时为后续其它工序施工创造条件；
③合理划分施工段，保证施工作业的连续性，综合考虑各工序的时间、空间关系，避免因窝工、停工影响施工进度。
⑷重视环保、协调外部关系
①废弃物管理消纳达标：
废弃物不在现场乱扔，运出后不污染土地，在施工现场搭设封闭垃圾站，建筑垃圾与生活垃圾分离；
建筑垃圾应分检再入垃圾站，并找有渣土消纳资质的单位运走。
②土方工程必须符合北京市环境保护要求，科学组织以减少交通拥堵、道路遗洒和噪音对市民生活的影响等，作好与交通、环卫、城管等部门的协调和沟通工作。
③设置专人对施工现场进行控制管理，尽量减小影响，同时为避免民扰影响施工，主动走访居民加强沟通，由专人处理扰民、民扰相关问题，确保施工顺利进行。
3施工方案概述
3.1设计原则及标准
⑴基坑支护结构采用以分项系数表示的极限状态设计法设计；
⑵支护结构按临时结构设计，并考虑其承载能力及变形对基坑安全和周边环境的影响；
⑶根据《建筑基坑支护技术规程》，本基坑的侧壁安全等级为一级，侧壁的重要性系数为1.1。
并按此等级对基坑稳定性及变形进行计算。
⑷根据《北京地铁七号线工程施工设计阶段技术要求》，基坑变形控制保护等级为特级，施工期间桩顶冠梁水平位移≤H×
0.1%mm，且不大于20mm，基坑周围地表沉降量≤H×
0.1%mm，且不大于25mm。
⑸灌注桩按强度控制设计，不再验算裂缝宽度。
⑹基坑边地面超载等效均布荷载按20kPa考虑。
⑺灌注桩在施工期间作为基坑临时支护结构，考虑承担施工期间全部的外部土压力。
在车站使用期间考虑其在初期承受的外部土压力因材料性能退化和刚度下降向内部衬砌的转移，二次衬砌的计算工况按围护桩刚度折减50%考虑。
3.2结构形式
⑴基坑支护结构采用钻孔灌注桩加内支撑支护体系。
⑵灌注桩采用φ800@1400形式，嵌入深度4.5--6m。
桩间采用100mm厚挂网喷射C20混凝土封闭找平。
⑶灌注桩桩顶设1000mm×
800mm冠梁，冠梁顶标高以上采用240mm砖砌保护，砖砌墙内设构造柱。
⑷围护桩加内支撑采用4道钢管内支撑，第一道支撑设于冠梁处，钢管撑直径609mm壁厚16mm；
其余三道支撑通过水平钢腰梁支撑在钻孔灌注桩上，钢管撑直径800mm厚14mm，钢腰梁采用I45c组合钢结构。
⑸混凝土强度等级：
灌注桩采用C30，冠梁采用C30，构造柱C25，桩间喷射混凝土为C20。
⑹钢筋保护层厚度：
桩主筋净保护层厚度为50mm，冠梁主筋保护层厚度为35m。
4施工部署
由于地面物拆迁及地下管线改移比较困难，致使车站主体结构无法整体施工，所以分为两期施工。
根据房屋拆迁及管线改移情况确定先施工约160m，围护桩266根。
在主体结构一期施工与二期施工的分界处，增加一排围护桩，桩径、桩长、桩间距等情况同原设计，支撑采用同两端一样的角撑进行支撑，具体见下图4-1。
4.1项目管理机构设置
本工程为灌注桩施工，根据同类工程施工经验，为保证按期优质完工，我们将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排机械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，认真分析影响施工进度的各种因素，并及时制定出相应有效措施，确保工程工期目标和质量目标的实现。
为此，本工程特配备了优秀而富有施工经验的工程管理及技术人员，以保证工期，保证质量。
详见图4-2施工组织机构图。
图4-2施工组织机构图
4.2劳动力安排及工程材料计划
4.2.1劳动力安排
（1）落实劳务单位，选择有同类工程施工经验并有较强施工组织能力、工作效率高、肯吃苦、有良好信誉的队伍作为劳务分包单位，签订劳务责任合同。
（2）根据开工日期和进度计划安排、劳动力需用量计划，组织劳动力和物资设备进场，并对进场人员进行入场教育。
表4-1施工人员（技工）表
工种
数量（人）
工作范围
电工
配合施工
钻机司机
打桩作业
钢筋工
钢筋笼加工及检查
电焊工
钢筋焊接
砼工
混凝土浇注
吊车司机
吊装钢筋笼、混凝土浇注
铲车司机
铲运泥渣等
运土车司机
剩余渣土及废料外运等
合计
34
4.2.2主要施工材料计划
灌注桩施工主要材料计划见表4-2。
表4-2材料计划用量表
材料名称
规格型号
单位
总量
钢筋
Φ25，HRB400
T
430
Φ25，HRB335
Φ14,HPB235
Φ20,HRB335
混凝土
C30
M3
3395
C20
680
4.3主要施工机械设备
本工程计划投入设备见表4-3。
表4-3拟投入主要施工机械设备计划表
机械设备名称
型号/规格
数量
备注
旋挖钻机
台
挖深大于25米
汽车吊
25T
钢筋笼吊装、混凝土浇注
挖掘机
小松200
泥渣清理
铲车
ZL-50
运输车
泥渣外运
钢筋弯曲机
WJ40－1
钢筋加工使用
电焊机
BX－300
钢筋切断机
GJ51－32
振捣器
插入式
混凝土浇筑
制浆机
ZJ-400
20m3/h
泥浆净化机
JHB-100
100m3/h
空压机
VY-12/7d
20m3
泥浆泵
ZTGL-150
120L
风镐
炮锤
4.4工程进度计划
4.4.1施工进度计划
以地铁7号线一标段项目部整体工程的施工进度安排为依据，本车站分为两期施工，本计划为一期计划；
由两台钻机分别由东向西和由西向东，隔二根桩的施工步骤。
施工进度计划如下：
开工日期为2011年12月11日，结束时间为2012年01月24日，共45日历天。
4.5施工现场平面布置
4.5.1施工平面布置原则
科学合理、满足需要、经济使用，突出基坑施工阶段的特点，最大限度的利用场地，使布置尽可能的达到最优化。
布置原则:
（1）保证不中断交通，便于施工机械、材料的进出及内部循环。
（2）在场区内铺设临时施工用道，连接现况道路出入口。
（3）符合文明施工、环境保护的要求。
4.5.2施工总平面布置
根据本工程所处位置要求,在西侧设置一个大门，供各类车辆及人员进出，水电沿围挡布设，场地内部设置材料临时堆放区。
施工现场平面布置详见附图4-3
4.5.3施工临水、临电平面布置
施工现场用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005要求布置，采用TN-S供电系统，实行三级以上漏电保护。
在箱式变压器出口设总配电箱，施工现场设分配电箱，从各分配电箱用橡胶软电缆连接移动式配电箱供给各用电设备，严格执行“一机、一闸、一箱、一漏”配电原则。
施工用电从湾子站生活区箱变接一条主缆，沿基坑南侧，贯通整个车站主体，配置三台一级配电箱，根据需要配置相应二级配电箱。
生产用水从市政上水（φ600的自来水）管线消防井中接入，沿车站南侧布设φ200的水管，每隔50m设置一个接口。
现场具体用电布置见图4-4
4.6施工准备
1了解场地内各种地下障碍物的情况，并办理必要的书面手续。
施工前必须在施工范围内挖探坑东西方向2道，南北方向4道，平均分布。
⑵根据红线桩、城市水准点及施工要求进行围护桩的定位放线及抄平。
⒀协调施工现场管辖部门及附近居民的关系，保证施工的顺利进行。
⑷完成施工用水、施工用电的连接及临时设施搭建。
⑸对施工人员进行生产、技术、质量、安全等全方面的交底。
⑹准备围护桩施工的机具及所用的钢筋等原材料并进行材料复试。
⑺根据施工现场实际情况调整修改施工方案。
⑻健全指挥系统及安全施工、工程质量及环保保障体系。
5施工工艺
5.1围护桩施工工艺
5.1.1工艺流程
场地平整→测量定位→制备护壁泥浆→护筒埋设→钻机对位→复验桩点→钻机成孔→提钻→清孔→成孔质量检验→吊放钢筋笼→下导灰管→灌注混凝土→成桩养护
5.1.2施工要点
⑴场地平整：
施工前挖探坑确认地下管线准确位置，确保万无一失，破除施工范围内的地下、地面障碍物，平整施工场地，确保满足施工需要。
⑵测量定位：
依据所交桩测放出护壁桩中心桩，经监理验收合格后方可使用。
在中心桩四周设置保护桩，以便施工过程中核对桩位。
保护桩在施工过程需进行有效保护。
高程点须进行重点保护。
⑶制备护壁泥浆：
泥浆采用膨润土配置，膨润土用量为水的8%。
制备好的泥浆按照规范规定进行检查。
根据钻孔施工情况可对泥浆指标作出符合实际施工需要的调整。
⑷护筒埋设：
护筒采用8mm厚钢板制成，直径1.2m，高1.5m，护筒埋深为1.3m，顶部高出地面200mm，护筒外侧采用优质粘土回填并夯实，确保护筒在施工中不沉降、移位。
护筒应具有一定的刚度及强度，确保施工过程中不产生过大的变形，并确保不漏水。
护筒埋设后，护筒中心与桩中心偏差不得超过2cm；
垂直度偏差不大于1%
⑸钻机就位：
在施工过程严格保护中心桩四周的保护桩。
钻机就位后应保证机身平稳（用水平尺检查，检查相互垂直的两个方向），钻杆挺直（用靠尺检查，检查相互垂直的两个方向）。
钻机就位偏差不得大于1cm。
钻机在钻进过程中不得产生位移或沉降。
⑹钻机成孔：
钻机就位后即开始钻孔，初始钻进需慢速，以防因钻进速度太快造成孔位偏移或塌孔，待钻进一定深度后钻孔具有一定的导向性并且护壁泥浆已形成护壁泥皮后再全速钻进。
钻至设计深度后，停止进尺，空钻2min，将孔底沉渣清理干净。
钻进过程中应始终对钻杆垂直度进行监控，发现问题及时纠正，防止产生斜孔。
随钻进注入泥浆，钻进中确保泥浆面保持在护筒底口以上1m。
钻进过程中应注意土质情况，并与地质报告进行核对，发现不符及时与设计部门进行联系。
在钻进过程中作好钻孔桩钻进记录。
钻进过程中每隔10m使用水平尺对钻机平整度进行检查校正；
钻进5-8m对钻机垂直度进行校正。
⑺清孔
采用泥浆循环清除孔底沉渣，泥浆密度控制在1.15～1.25之间，清孔过程中必须补足泥浆，并保持浆面稳定。
见图5-1
⑻成孔质量检查：
①成孔至设计标高后应及时清孔后，进行成孔质量检查。
②泥浆采用泥浆比重计进行检测；
孔深采用50m测绳进行测量；
成孔直径、垂直度采用验孔器进行检查。
测绳在使用过程中应经常进行校核，防止因标志环滑动引起测量错误。
③验孔器采用Ф20钢筋制作，直径不小于800mm，长度为4～6m。
④成孔质量检查按下表标准执行：
项次
检查项目
允许偏差
孔的中心位置（mm）
纵向±
100，横向50
孔径（mm）
不小于设计桩径
垂直度
<
1%
孔深
不小于设计规定
⑼钢筋笼加工、安装与吊放
钢筋笼采用Φ25主筋，主筋净保护层厚度50mm，采用Φ20＠2000的架立筋，Φ14＠100的箍筋。
钢筋笼加工时提前预埋监测仪器。
①钢筋笼在现场集中加工。
一次成型后运输至孔口进行安装。
钢筋运至现场后按型号类别分别架空堆放。
使用前调直除锈。
②钢筋笼加工尺寸须严格按图纸及技术交底执行，钢筋主筋尽量减少接头，如需连接，采用机械连接，环向封闭箍筋采用搭接电弧焊，焊接长度10d。
焊条采用E43焊条。
焊条必须有产品质量证明书或其它质量证明材料。
③螺旋箍筋接头为标准弯钩（弯曲直径≥2.5d，平直部分长度≥3.0d，d为钢筋直径）。
箍筋与主筋连接采用20#火烧丝绑扎。
在桩顶处的箍筋采用焊接方式与主筋连接，以增加其刚度。
④钢筋笼上相临两接头间距错开1.3倍以上的搭接长度。
⑤钢筋笼上同一截面受力钢筋接头面积为受力钢筋总面积的50%，即两接头隔一根主筋布置。
⑥定位滑块（直径为10cm）采用水泥砂浆制成，每隔2米沿钢筋笼环向均匀布置。
⑦吊环使用Φ16钢筋制成，在与钢筋笼焊接前由测量人员提供准确的焊接部位，连接要牢固可靠。
⑧钢筋笼整体吊放，为防止吊装过程中碰撞孔壁，钢筋笼下端0.5-0.8m范围内的主筋应稍向内侧弯曲呈倾斜状。
采用25t汽车吊放，起吊过程中，不得使钢筋笼产生不可恢复的变形，下笼时，人工轻轻扶持，对准孔位，垂直缓慢下放，避免碰撞孔壁。
由测量人员严格控制笼顶标高，达到设计标高后固定吊杠。
如受现场条件限制，一次吊装困难，必须与设计联系，得到确认后才可分段吊装施工。
见图5-2
⑨钢筋笼吊装时在根据钢筋笼的长度确定2～3个吊点，并在钢筋笼内设置杉杆以增强笼体刚度，以防在钢筋笼吊起过程中发生永久变形，钢筋笼吊装就位后，撤除杉杆。
⑩钢筋笼加工及安装实测项目：
允许偏差（mm）
主筋间距
±
箍筋间距或螺旋筋间距
钢筋笼直径
钢筋笼长度
50
⑽灌注混凝土
①钻孔灌注桩全部采用强度等级为C30的商品混凝土灌注，混凝土必须具有良好的和易性。
混凝土运输至施工现场必须进行坍落度检测，坍落度须在16～21cm之间。
②混凝土工序与清孔、下笼工序必须紧密衔接，清孔后一小时内必须浇注混凝土。
混凝土浇注前复测孔底沉渣厚度，不合格重新清渣。
③所下导管内径250mm，每节长度2m，采用丝扣连接，导管使用前应进行水密承压及接头抗拉试验。
连接后要求导管不漏水、不漏气，具有要求的承压及抗拉能力。
导管安装前需进行严格的导管安装设计。
导管下口距离孔底为0.4m。
导管安装完毕，安装灰斗并放入隔水塞及钢筋箅子，以防止商品混凝土夹杂的块料掉入导管内造成堵管事故。
用吊车将导管吊入孔内，位置应保持居中，导管吊放时不得碰撞钢筋笼。
④首批混凝土灌入正常后，应连续不断灌入混凝土，严禁中途停工。
在灌注过程中应经常用测绳探测混凝土面上升的高度，并适当提管，逐级拆卸导管，保持导管埋入混凝土的深度控制在2～3m。
探测次数不得少于拔导管次数，并应在每次提升导管前测量一次管内外的混凝土高度。
遇特别情况应增加探测次数，同时观察返浆情况，以正确分析和判定孔内情况。
⑤随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，拆下的导管应立即冲洗干
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