地铁工程主体结构围护桩施工方案.docx
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地铁工程主体结构围护桩施工方案
地铁工程
主体结构围护桩施工方案
一、编制依据3
二、工程概况3
2.1工程地理位置3
2.2车站设计概况3
2.3主体围护桩设计概况4
2.3工程地质与水文条件6
2.3.1工程地质条件7
2.3.2水文地质7
2.4地下管线情况8
2.5工程施工特点、重点、难点9
2.5.1工程特点9
2.5.2工程重点及主要应对措施9
2.5.3工程难点及应对措施9
三、施工准备9
3.1劳动力准备9
3.2材料准备10
3.3机械准备10
3.4技术准备11
3.5试验检验工作12
四、施工安排13
4.1施工组织机构13
4.2总体施工安排13
五、施工方法及措施13
5.1测量放线14
5.2试桩施工14
5.3长螺旋钻孔灌注桩施工14
5.3.1钻机就位15
5.3.2钻进成孔15
5.3.3商品混凝土16
5.3.4压灌砼及拔管16
5.3.5钢筋笼制作16
5.3.6钢筋笼的吊装19
5.3.7玻璃纤维筋桩施工20
5.3.8试验检测21
5.3.9长螺旋钻孔灌注桩操作要点21
5.3.10常见质量缺陷原因分析及控制措施23
5.4冠梁施工26
六、冬季施工措施27
6.1材料堆放28
6.2钢筋冷加工28
6.3钢筋连接28
6.4冠梁混凝土浇筑养护措施28
6.4.1冠梁混凝土的浇筑28
6.4.2冠梁混凝土的养护28
6.5冬季施工控制措施28
七、质量验收及保证措施30
7.1质量目标30
7.2质量保证体系组织机构30
7.3质量验收30
7.3.1测量放线验收控制程序30
7.3.2施工验收控制程序：
30
7.3.3材料报验、原材试验控制程序：
32
7.3.4施工资料管理控制程序：
33
7.3.5施工工艺过程控制33
7.4质量保证措施35
八、安全管理体系及保证措施37
8.1方针及目标37
8.2职业健康、安全、消防、保卫保证体系37
8.3消防、保卫、职业健康安全工作措施38
8.3.1保卫工作措施38
8.3.2消防工作措施38
8.3.3职业健康安全措施39
8.3.4项目经理部安全保护体系基本职责39
8.4施工现场安全技术措施41
8.4.1施工现场的安全教育41
8.4.2施工现场安全措施42
8.4.3安全用电措施42
8.4.4施工机械安全控制措施42
8.4.5防钻机及起重机械倾倒措施43
8.4.6防钻孔坍塌措施43
8.4.7防现况管线损毁控制措施43
九、突发事件应急预案44
9.1应对突发事件的准备措施44
9.2应对突发事件的组织措施45
9.3应急预案启动条件46
9.4险情分析及处理措施46
9.4.1防物体打击事故46
9.4.2高空坠物以及高空坠落46
9.4.3防触电事故47
9.4.4火灾事故48
9.4.5机械事故49
一、编制依据
1.1工程承包合同
1.2工程招标文件
1.3工程所在地的现场调查资料
1.4施工组织设计中编制的计划
1.5相关施工图纸
北安河站围护结构施工图
1.6相关施工及验收规范、规程、标准及法规
《地下铁道工程施工及验收规范（2003版）》GB50299-1999
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）2006年版
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-1997）
《某市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系》（试行）
某市地方标准《建筑基坑支护技术规程》DB11/489-2007
某市地方标准《长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术规程》DB11/582-2008
某市地方标准《地铁工程监控量测技术规程》DB11/490-2007；
《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
《建设工程安全生产管理条例》（国务院第393号令）；
《某市建设工程施工现场管理办法》（政府令第72号）；
与工程相关的其它规范、规程及标准。
二、工程概况
2.1工程地理位置
北安河站位于某市海淀区苏家坨镇北安河村北清路北侧红线外的绿化带内，呈东西向布置。
车站东端为北清郊野休闲园大门，西端为厂房区。
周边基本为农村村落、农田、采摘园，环境不甚复杂。
2.2车站设计概况
北安河站为地下两层岛式车站，双柱三跨混凝土结构，采用明挖法施工。
车站有效站台中心里程为右BK0+489.953，有效站台中心处车站顶板覆土3m，轨面标高38.770，底板底标高37.250，底板埋深约为16.55m。
标准段主体结构总宽21.10m，总高13.45m，车站主体结构总长425.2m，岛式站台宽度12m，有效站台长186m，车站小里程端与出入段线区间相接，区间工法为暗挖施工，车站大里程端接盾构区间，车站共设置4座出入口，2座风亭，2座紧急疏散口。
本站主体结构基坑采用钻孔灌注桩+内支撑系统支护体系，轨排井段主体结构采用钻孔灌注桩+预应力锚索系统支护体系。
车站主体结构基坑尺寸为：
长×宽×深=426.9×21.3×16.66m，车站标准段基坑开挖深度16.66m，东端盾构始发段基坑开挖深度18.04m。
本站共有围护桩569颗。
2.3主体围护桩设计概况
（1）冠梁
图2-1冠梁结构示意图
冠梁断面尺寸800×800mm，混凝土强度C30，保护层厚度35mm。
横向主筋采用6C20钢筋，纵向主筋采用7C22钢筋，箍筋A10@150。
（2）围护桩
施工采用长螺旋钻孔灌注施工工艺，除轨排井段围护桩外放170mm打设，轨排井段单独考虑外放100mm。
车站共有围护桩569颗，分为Z1~Z7，7种不同长度、配筋、材料的桩。
将车站569颗桩，由车站西北角第一颗桩顺时针编号1~569。
其中车站东端273~277，284~288号桩为玻璃纤维筋桩。
钢筋桩加强圆环全部为C20@2000，螺旋箍筋分为A12、A10两种规格，以及不同间距，桩身保护层厚度50mm。
桩号
项目
参数
Z1
桩径/间距
800@1600mm
桩长
19.460m
强度等级
C30
配筋
主筋9C25/18C25，加强筋C20@2000，箍筋A12@200/A12@120
编号
4~18，31~120，143~211，217-255，306~344，350~419，442~531，544~558
总数
427颗
Z2
桩径/间距
800@1400mm
桩长
21.340m
强度等级
C30
主筋规格（备注材料）
主筋11C25/22C25，加强筋C20@2000，箍筋A12@200/A12@100
编号
256~272，278~283，289~305
总数
40颗
Z3
桩径/间距
800@1600mm
桩长
20.660m
强度等级
C30
主筋规格（备注材料）
主筋9C25/18C25，加强筋C20@2000，箍筋A12@200/A12@120
编号
1~3，559~569
总数
14颗
Z4
桩径/间距
800@1400mm
桩长
21.340m
强度等级
C30
主筋规格（备注材料）
主筋11C25/22C25，加强筋C20@2000，箍筋A12@200/A12@120
玻璃纤维筋段：
主筋22D32，加强筋D22@2000，箍筋D14@100
编号
273~277，284~288
总数
10颗
Z6
桩径/间距
800@1600mm
桩长
19.900m
强度等级
C30
主筋规格（备注材料）
主筋9C25/18C25，加强筋C20@2000，箍筋A12@200/A12@120
编号
19~30，212~216，345~349，532~543
总数
34颗
2.3工程地质与水文条件
2.3.1工程地质条件
基坑开挖深度范围内主要包括以下土层：
粉土填土①层、粉土②层、粉质粘土②1层、泥炭质粉土②6层、粉土③、粉质粘土③1层、粉质粘土④层、圆砾⑤层、中粗砂⑤1层。
基坑侧壁地层主要为人工填土层、第四系粘性土、粉土层以及卵石层。
基底位于粉质粘土④层、圆砾⑤层、中粗砂⑤1层。
新近沉积的粉土②层、粉质粘土②1层，粉细砂②3层，泥炭质粉土②6层土力学性质差，在围护桩成桩时易发生缩颈、塌孔、断桩等现象，增大施工难度；同时围护桩较易发生变形，从而影响基坑边坡的稳定性。
粉土③层、卵石⑤层、中粗砂⑤1层自稳能力很差，施工过程中容易发生坍塌，粉质粘土③1层受力易变形不稳定，从而影响边坡的稳定性。
地层土力学参数表2-1
2.3.2水文地质
勘察揭露五层地下水，分别为上层滞水
（一）、潜水
（二）、层间水（四），各层地下水水位特征见下表2-2。
上层滞水
（一）：
水位埋深5.0~7.15m，水位标高45.72~48.92m，该层水位于基坑开挖深度范围内，对基坑开挖有影响，施工过程中可明排疏干。
潜水
（二）：
水位埋深为20.55m，水位标高33.12m，低于结构底板以下，不考虑对基坑开挖影响。
拟建车站地下水特征表表2-5
施工前对工程地质、水文地质情况进行复测，调整降水参数，确保无水施工条件。
场区内地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋在长期浸水条件下无腐蚀，在干湿交替条件下有弱腐蚀性。
2.4地下管线情况
地下管线汇总表
类型
管线
迁改
方案
管线概况
现状
长度
迁改
长度
管底
埋深
位置
（m）
（m）
（m）
电力
BK0+328车站西端南北向正交穿越车站
临时
改移
3,100，改移后在车站西端绕行，与车站水平距离3~4m。
25
75
0.9
上水
BK0+307~BK0+732东西向水平穿越车站
临时
改移
200改移后位于车站南侧，与车站水平距离9~10m
443
460
1.5
电信
BK0+343~BK0+732东西向水平穿越车站
临时
改移
80改移后位于车站南侧，与车站水平距离9~10m
400
416
0.5
电信
BK0+343车站西端斜交车站
临时
改移
24×24、52×36，改移后在车站西端绕行，与车站水平距离3~4m
25
9
1.5
电信
BK0+344车站西端高架电信线
临时
改移
入地6孔，改移后在车站西端绕行，与车站水平距离3~4m
26
120
1.5
路侧排水沟
BK0+307~BK0+732车站南侧明渠，东西向水平布置
永久
改移
原位改为3200×1600盖板排水涵，与车站水平距离1.3~5.3m
443
443
2.5m
排水管线
BK0+307~BK0+732车站南侧，邻近车站东西向平行布置
-
500排水管线，与车站水平距离9~10.5m
-
-
1.7m
2.5工程施工特点、重点、难点
2.5.1工程特点
工程所在地区水文地质条件比较复杂，易发生缩颈、塌孔、断桩等问题，影响边坡稳定性。
地下管线类目较多，对施工安全质量要求高。
车站作为铺轨基地，对工期要求比较紧迫。
2.5.2工程重点及主要应对措施
车站东端围护桩采用钢筋+玻璃纤维筋结构，我项目部采取如下针对性措施：
1）严格执行材料进场验收程序，对玻璃纤维筋的产品合格证，检测报告进行检查，保证原材品质。
2）严格按照图纸方案内容施工，保证钢筋与玻璃纤维筋的连接质量满足要求。
3）做好钢筋下料钢筋笼加工控制，按照设计图纸明确的位置设置玻璃纤维筋。
2.5.3工程难点及应对措施
车站南侧围护桩距离改移后排水方涵仅1.3~5.3m，施工过程中，可能对管线造成一定不利影响。
我项目部采取如下针对性措施：
1）对桩孔孔位进行准确定位，开钻前保证准确对位，防止位置偏差导致方涵被钻机设备碰撞受损。
2）加大护筒深度，增强护筒对既有排水方涵的防护作用。
3）加强对排水方涵的施工监测，掌握控制其沉降变形情况，发现异常立即采取措施处理。
三、施工准备
3.1劳动力准备
为确保工程安全质量、进度满足业主要求，我项目部将使用技术过硬、管理严格、组织规范的专业施工队。
劳动力使用计划表表3-1
工种
人数
各部门负责人
信号工
4
施工负责人：
王玉良
技术负责人：
韩竹青
质量负责人：
石合新
测量负责人：
谭跃
安全负责人：
安培生
材料负责人：
徐京玉
电工
2
焊工
8
钢筋工
20
普工
20
机械司机
4
共计
58
3.2材料准备
工程开工前编制材料使用计划，选择好合格分供方，做好各种材料的采购与供应工作。
主要材料统计表3-2
序号
材料
数量
1
C25钢筋
61.3t
2
C22钢筋
7.5t
3
C20钢筋
5.7t
4
A12钢筋
16.9t
5
A10钢筋
1.5t
5
C30混凝土
6087.4m3
6
E43\E50焊条
-
3.3机械准备
工程开工前根据地质条件、设备特点，合理配置施工机械，做到提前进场，确保工程需要。
所有机械必须由专业人员持证上岗，并及时进行保养和维修。
主要施工机械使用计划表3-2
序号
设备名称
型号
单位
数量
1
长螺旋钻机
CFG-26型
台
1
2
吊车
25t
台
1
3
挖掘机
CAT330
台
1
4
铲车
台
1
5
自卸汽车
斯太尔
台
10
6
钢筋切断机
GT5-10型
台
2
7
钢筋弯钩机
CY400型
台
2
8
钢筋套丝机
台
2
9
电焊机
BX1-500
台
4
10
振动锤
台
1
其中长螺旋钻机基本性能参数如下表所示：
长螺旋钻机基本性能参数表3-3
钻机直径（mm）
800
钻孔深度（m）
28
动力头
功率（kw）
55*2
转速（r/min）
24.2
扭矩（kN·m）
35.5
允许拔钻力（kN）
300
桩架质量（T）
46
回转速度（r/min）
0-0.6
立柱滑道规距（mm）
600
回转角度
360
外形尺寸
工作状态
12*5*31
拖行状态
10.5*3*3.1
3.4技术准备
（1）开工前认真学习施工图纸，了解施工现场情况，编制施工方案。
对所有参加施工的人员进行入场教育，对所有操作人员做好技术交底、安全交底工作。
（2）开工前认真做好测量仪器的校验，根据设计图纸平面控制网测放出控制点和施工具体桩位，复合标高。
（3）开工前进行钢筋焊接试验，钢筋及混凝土供应厂家报验等工作。
3.5试验检验工作
（1）进场的钢筋必须进行力学性能复试及外观和附件质量检查，合格后方可使用。
（2）进场的水泥必须进行抗压强度、安定性、初凝时间、终凝时间的试验，合格后方可使用。
（3）新浇筑的桩、冠梁要及时留置试块。
四、施工安排
4.1施工组织机构
图4-1组织机构图
现场技术负责人：
施工负责人：
质量负责人：
安全负责人：
试验检验负责人：
测量负责人：
4.2总体施工安排
围护桩应跳孔施工，采取隔一打一的方式，从车站东北侧起逆时针作业。
相邻围护桩浇筑和钻孔时间错开24小时。
五、施工方法及措施
北安河站车站主体围护桩在施工期间作为基坑支护结构，承受全部侧向土压力。
围护桩桩径为800mm，标准段桩间距1600mm，东端扩大段桩间距1400mm。
按照设计图纸要求，围护桩施工中考虑结构外包防水层厚度，在钻孔桩施工中控制桩的垂直度偏差不大于5‰，除轨排井段围护桩外放170mm打设，轨排井段单独考虑外放100mm。
5.1测量放线
分包单位测量人员根据设计图纸中的平面控制网测放出控制点及桩位，测放结果经总包单位测量人员校核后，填写报验单，上报监理，经监理验收合格后方可使用。
现场根据实测高程进行控制，若实际高程与图纸偏差较大，应及时与设计联系。
5.2试桩施工
正式施工前进行试桩施工，根据试桩时掌握的实际地质情况确定合理的施工机具及施工工艺，试桩施工机械采用长螺旋钻机。
5.3长螺旋钻孔灌注桩施工
图5-1长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工流程图
5.3.1钻机就位
施工前应保证场地平整，场地平整度不能满足施工要求时及时修整，或采取进一步保证措施，如地面浇筑砼硬化、铺设钢板的方法。
每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。
钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，桩位偏差不应大于50mm。
确保桩身垂直度容许偏差不大于0.5%。
现场采用全站仪控制垂直度，每颗桩钻孔前，均应进行钻机的垂直度测量，同时在钻进过程中进行至少两次复测。
也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。
5.3.2钻进成孔
钻进成孔：
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的垂直偏差并及时纠正，不宜反转或提升钻杆。
在成孔过程中遇到卡钻、钻杆摇晃、偏斜或发生异常声响时，应立即停钻，查明原因，采取相应措施后方可继续作业。
防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。
根据钻机塔身上的进尺标记，成孔深度达到设计标高以下200mm并经监理工程师检查后，停止钻进。
钻进过程中，排出孔口的土应随时清除、运走。
5.3.3商品混凝土
混凝土搅拌：
本工程采用商品混凝土，混凝土的和易性要好，严格控制骨料粒径和水泥用量，混凝土初凝时间不少于6小时。
混凝土坍落度宜控制在180~220mm之间；粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒径不得大于30mm；可掺加粉煤灰或外加剂。
单桩方量不足25m3，每桩留1组试件。
5.3.4压灌砼及拔管
混凝土泵根据桩径选择，混凝土输送甭管布置应减少弯道，混凝土泵与钻机距离不宜超过60m。
压灌砼及拔管：
钻孔至设计标高以下200mm并经验收后，停止钻进，提拔钻杆200mm左右后，测量桩底沉渣情况，测得沉渣厚度不大于100mm并报监理检查后，开始泵送混凝土进行压灌，开始泵入1m3混凝土时停顿10~20s，边灌注边提杆，提杆的速度要和泵送的速度相适应，确保钻杆不被拔空和管内至少有0.1m3的混凝土，管头始终埋在混凝土面一下1m，根据设计及规范要求混凝土灌注至桩顶标高以上至少100mm，直至混凝土顶面不再下降为止，混凝土的充盈系数大于1.1。
压灌结束后及时清除钻杆、泵管内残余的混凝土，使用清水将混凝土泵、泵管清洗干净
混凝土压灌应连续进行，泵送混凝土时，料斗内混凝土高度不宜低于400mm。
5.3.5钢筋笼制作
（1）钢筋原材料进场
进场的钢筋原材料，必须具备出厂合格证。
收料员认真核查产地、批号、规格是否与合格证相符，经确认无误后，方可收货进场。
钢筋进场按批检查验收，每验收批由同牌号，同炉罐号，同加工方法，同规格，同交货状态的钢筋组成，重量不大于60t。
每批钢筋取两根试样，在任选的两根钢筋上切取，并将试样送试验部门复检，国产钢筋只作力学性能试验，进口钢材必须做力学试验和化学成分分析试验。
经复检合格后方可使用。
（2）钢筋堆放
在现场钢筋堆放场地布置处，用方木摆放成宽200mm，高300mm的长条墩，钢筋分规格放在条墩上。
用标识牌对钢筋规格、产地、检验状态等进行标识，并设专人管理。
钢筋堆放场要求地面平整坚实，防止钢筋变形。
现场堆放的钢筋用蓬布进行严密覆盖，防止被雨水淋后锈蚀。
（3）钢筋制作：
钢筋骨架的钢筋在现场采用加劲筋成型法绑扎制作，根据桩长分段加工成型。
主筋接头采用冷挤压机械连接，围护桩同一断面钢筋接头面积率不大于50%，两个竖向接头的间距不小于35d且不小于500mm。
加强圆环筋加工时，采用焊接闭合，单面焊接长度不小于10d，双面焊接长度不小于5d。
①钢筋切断：
A、将同规格钢筋根据不同长度长短搭配，统筹排料；一般先断长料，后断短料，减少短头，减少损耗。
B、断料时避免用短尺量长料，防止在量料中产生累计误差。
为此，应在工作台上标出尺寸刻度线并设置控制断料尺寸用的挡板。
C、钢筋切断机的刀片，由工具钢热处理制成。
安装刀片时，螺丝要紧固，刀口要密合（间隙不大于0.5mm）；固定刀片与冲切刀片刀口的距离：
对直径≤20mm的钢筋宜重叠1～2mm，对直径>20mm的钢筋宜留5mm左右。
D、在切断过程中，如发现钢筋有劈裂、缩头或严重的弯头等必须切除;如发现钢筋的硬度与该钢种有较大的出入，及时查明情况。
E、钢筋的断口，不得有马蹄形或起弯等现象。
②钢筋弯曲成型：
A、划线：
钢筋弯曲前，对形状复杂的钢筋（如弯起钢筋），根据钢筋料牌上标明的尺寸，用石笔将各弯曲点位置划出。
划线时注意：
ａ、根据不同的弯曲角度扣除弯曲调整值，其扣法是从相邻两段长度中各扣一半；
ｂ、钢筋端部带半圆弯钩时，该段长度划线时增加0.5d（d为钢筋直径）；
ｃ、划线工作从钢筋中线开始向两边进行；两边不对称的钢筋，也可从钢筋一端开始划线，如划到另一端有出入时，则重新调整。
B、钢筋弯曲成型：
钢筋在弯曲机上成形时，心轴直径应是钢筋直径的2.5-5倍，成型轴宜加偏心轴套，以便适应不同直径的钢筋弯曲需要。
弯曲细钢筋时，为了使弯弧一侧的钢筋保持平直，挡铁轴宜做成可变挡架或固定挡架。
C、钢筋弯曲点线和心轴的关系，由于成型轴和心轴在同时转动，就会带动钢筋向前滑移。
因此，钢筋弯90°时，弯曲点线约与心轴内边缘齐；弯180°时，弯曲点线距心轴内边缘为1.0-1.5d（钢筋硬时取大值）。
注意：
对HRB335钢筋，不能弯过头再弯过来，以免钢筋弯曲点处发生裂纹。
③螺旋形钢筋成型:
螺旋形钢筋，采用机械转动的滚筒，由于钢筋有弹性，滚筒直径比螺旋筋内径略小。
④滚轧直螺纹钢筋连接：
滚轧直螺纹应使用力矩扳手进行施工，将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧，接头拧紧应符合如下规定，力矩扳手的精度为±5％。
钢筋直径与接头拧紧力矩对照：
钢筋直径（㎜）
20～22
25
28
拧紧力矩（N·m）
200
250
280
经拧紧并检查合格的滚压直螺纹接头并用红塑料胶布作好标记，单边外露丝扣长度不应超过2P；同时每拧紧一个，立即标识，以防漏拧。
（4）笼体制作步骤：
钢筋笼分段加工后，在地面使用机械连续方式连接一体，整体进行吊装。
①按设计尺寸作好加劲筋圈（箍筋）并在其上标出主筋位置。
②把主筋摆在平整的工作台上，在其上标明加劲筋的位置。
③使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋的标记，扶正加劲筋并使其与主筋垂直后进行点焊。
依此，在一根主筋上焊好全部加劲筋。
④在骨架两端各让一人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好。
⑤将骨架搁于支架上，套入螺旋盘筋，按设计位置布好螺旋筋，然后点焊牢固。
在钢筋骨架下端主筋的端部加焊加强箍一道，以防止下端钢筋在骨架入孔时插入孔壁或在导管提升时卡挂导管。
⑥钢筋笼吊点处密排设置两道圆环C20箍筋，与钢筋笼点焊牢固。
⑦桩顶主筋伸出锚入冠梁不小于35d竖向锚固长度不足时，做90°弯钩，总长度不小于35d。
桩身下端钢筋收口收紧，便于下孔。
⑧钢筋接头顺圆周方向排列，在骨架内侧不能形成错台，在骨架主筋外侧焊接C14定位筋，定位筋每断面设置3根，竖向间距2.5m。
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