桩基托换专项施工方案.docx

1、桩基托换专项施工方案成都地铁 3 号线一期工程土建 2 标高新大道站 桩基托换专项施工方案编制：复核：审核：审定：中铁隧道集团成都地铁 3 号线一期工程土建 2 标项目经理部二零一二年五月1 编制依据 .12 工程概况 .13 设计情况 .24 总体施工方案 .55 施工工艺 .66 托换施工技术措施 .157 施工准备 .198 模板安装技术要求 .209 钢筋加工与安装技术要求 .2010 混凝土浇筑施工技术要求 .2011 模板、支架拆除技术要求 .2212 安全施工措施 .2213 雨季施工措施 .2314 质量保证措施 .2415 文明施工措施 .25桩基托换专项施工方案1 编制依据

2、1.1 我项目对工程范围有关建、构筑物位置关系的调查、实测数据。1.2 成都地铁 3 号线一期工程施工图设计 高新大道站结构 衣冠庙立 交桥桩基托换方案（送审稿）1.3 采用相关规范、标准；混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）建筑桩基检测技术规范（JGJ106-2003）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑钢结构焊接技术规程（JGJ 81-2002 J 218-2002）混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）建筑结构荷载规范（GB500092001）2006 年版1.4 工程所涉及的施工技术、安全质量、检验验收等方面的国家和部门制定的现行规程规范、标准、

3、法规文件及招标文件中明示的标准、规 范和文件等；1.5 我公司多年从事市政工程地铁车站施工的经验。2 工程概况高新大道站是成都地铁 3 号线一期工程的中间站，为单柱双跨地下二层岛式车站，站后设单存车线。站位处于一环路与衣冠庙立交桥的交叉路口，车站主体沿一环路呈东西向布置。衣冠庙立交桥上跨高新大道站，平面交角 89。衣冠庙立交桥为双向 4 车道，宽 15.1m，桥梁结构为 15 根单箱单室小箱梁组成跨度为 20.7 米简支梁桥，沥青混凝土路面，1桥下净空约 5 米。衣冠庙立交桥 6桥墩位于车站中部，其桩基伸入车站结构底板以下760mm，为保证桥梁结构安全及车站正常施工需对 6#桥墩进行托换施工。

4、6#桥墩为板式桥墩，其下部承台结构尺寸为 9m（长）x2.5m（宽）x1.5m（高），承台下设 2 根 1.5m、长 15.5m 摩擦桩，两桩中心距6.5m，桩端位于密实卵石层中。托换施工分为两步：第一步将桥墩托换至车站围护桩及基坑内临时立柱上；第二步待车站主体结构达到设计强度后将桥墩 2 次主动托换至车站主体结构正上方。托换段围护桩及托换 梁作为托换结构永久构件。3 设计情况围护结构设计车站中心里程基坑深度约 16.54m，综合车站结构形式、场地地质条件及周围环境特征，托换段 12 根围护桩兼作托换结构竖向承载桩，经计算分析本段围护桩插入深度 5.8m，插入比约 0.35H。围护结构形式采用

5、12002000 钻孔灌注桩+内支撑。桩内设圆形钢筋笼，钢筋笼钢筋均匀布置。桩间采用 150mm 厚网喷砼，钢筋网规格为 8150*150。桩顶设置钢筋混凝土冠梁，本段冠梁截面 b*h=1.2m*4.35m（其余地段b*h=1.2*0.8）。基坑沿竖向设置三道支撑，第一道支撑采用混凝土撑（兼做托换梁），截面 b*h=1400*2200mm，水平间距约 3.3m，第二、三道撑采用 609mm 壁厚 16mm 钢管支撑，水平间距约 3m；第二三道支撑处 设钢围檩，钢围檩采用双拼 I45b 型钢。托换结构设计23托换桩本结构利用车站围护桩及临时立柱作为前期托换桩基、均采用1200 C30 钻孔灌注桩

6、，围护桩基底以上桩长 11.83 米、基底以下 5.8 米，托换临时立柱基底以上 14.16m、基底以下 19.5m。托换梁托换结构由 4 根托换梁+2 根桩顶冠梁组成，车站横向布设 3 根截面bxh=1400x2200mm 托换梁，车站纵向布设 1 根截面 bxh=3500x2200mm 托换梁对原承台进行握裹，桩顶设置 2 根截面 bxh=1200x4350mm 冠梁，其详 细位置关系详见托换结构平面图。桩底压浆托换桩基施工完成后，为提高桩端承载力，减少沉降，避免因托换桩基之间产生差异沉降对托换结构造成不利影响，为此采用桩底后注浆在桩底形成扩大头，使浆液对村底附近的桩周土层起到渗透、填充、

7、压密和固结等作用。注浆材料采用 42.5 级水泥，水灰比 0.60.7，注浆压 力 26Mpa（施工单位根据现场试验确定）。注浆量 3m /根。工程材料围护钻孔桩:C35 砼、临时立柱桩：C35 砼、冠梁：C30 砼;托换梁：C40 砼；喷射混凝土：C20 早强砼;垫层（素混凝土）：C20 砼;底板防水层保护层：C20 细石砼。钢筋： 除注明外均为 HPB300； HRB335； HRB400。3钢材：预埋件及钢筋笼的定位垫块采用 Q235 钢板；支撑：钢管支撑 均采用 Q235B 钢。焊条：E43XX 系列焊条钢筋的接长可采用闪光对焊或搭接焊，焊接工艺、焊条选用以及质 量要求应符合钢筋焊接及

8、验收规程（JGJ18-2003）的规定。直径 25mm 及其以上的钢筋接头应采用机械连接，接头等级为 II 级， 接头百分率50%（为级时 100接头）。混凝土保护层厚度围护桩主筋净保护层厚度为 70mm；冠梁主筋净保护层厚度为 50mm；冠梁顶钢筋砼挡墙及喷射混凝土面层中的钢筋网保护层厚度 30mm。 钢筋连接与锚固纵向受拉钢筋的抗震锚固长度 laE 应按下列公式计算；laE1.05afy/ftd注：钢筋的锚固长度计算的相关系数详见混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）。钢筋的连接根据规范要求可采用：绑扎搭接；机械连接或焊接。当受拉钢筋直径大于 25mm；受压钢筋直径大于 28mm

9、 时，不宜采用绑扎搭接 接头。绑扎搭接： 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜互相错开。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为 1.3 倍搭接长度，凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。纵向受拉、受压钢筋绑扎搭接接头的搭接长度计算详见混凝土结构设计规范4（GB50010-2010）。焊接：钢筋的焊接长度：单面焊接取 10d，双面焊接取 5d。接头型式、焊接工艺、质量要求及验收等，应符合混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）、钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）等现行国家有关质量标准，并经现场试验合格后方可使用。钢筋接头位置参照规范要求。同一截

10、面上的接头数量不大于 50%。钢筋焊接时应注意对 防水层的保护。机械连接：当钢筋采用机械连接时，接头的性能等级为一级，钢筋的机械连接优先采用等强直螺纹机械连接，并严格按国家相 应的规范要求施工。在施工中采用的钢筋接驳器必须是经有关部门批准认可的合格产品，并已在成都市的工程中有实践经验，符合有关技术规程的规定，并经过现场实验合格后方可采用。纵向受力钢筋的机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接区段的长度为 35d，d 为连接钢筋的较小直径。凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。纵向分布筋接头可采用焊接或绑扎连接，搭接长度及位置应满足 混凝土结构设计规范（GB50010-20

11、10）的相关要求。钢筋连接除按图纸要求设置外，还应按照防杂散电流的设计要求连 接，具体做法详见相关图纸。4 总体施工方案为保证城市交通畅通，缓解城市交通压力，衣冠庙立交桥在施工期间车辆通行不会中断，适当分流部分大型客车等重型车辆。为确保施工安全。采取衣冠庙立交桥承台基础增加横向暗梁三根，纵向握裹梁一根，5以“抬轿子”式支撑加固承台及桥墩、桥梁。横梁置于围护桩顶，将原桥台孔桩所受承载力通过横梁最终转换至围护桩和车站中间承重柱上，在车站施工过程中需对衣冠庙立交桥受力桩基进行桩、柱托换。 施工顺序为：围护桩施工（临时托换桩施工）围护桩冠梁施工钢管柱基础施工安装 600 钢管柱钢管柱上千斤顶安装双拼

12、I36b 工字钢梁上支撑 6#墩顶6#墩承台表面处理、植筋、安装钢筋、浇注混凝土2 根托梁 TL1 施工横梁 TL2、纵向托梁施工架设临时路面恢复交通车站基坑开挖截断原桥桩基施工车站主体结构二次托换至车站主体上方拆除临时立柱施工临时立柱开孔的后浇板带施工防水回填恢复 交通。5 施工工艺测量放线采用全站仪对围护桩孔位、冠梁位置、托换梁位置精确定位。 钻孔灌注桩施工根据地质情况和立交桥净空条件，选择冲击钻机成孔，泥浆护壁，孔口采取钢护筒护壁；根据桩基钢筋笼长度的不同，采用分节制作，运输至孔位后边安装边接长；混凝土采用商品混凝土搅拌站集中拌合，罐 车运输到现场，导管法浇筑水下混凝土。冠梁施工钻孔桩施

13、工完成后，进行桩头处理并施工冠梁。冠梁采用模筑法施工，混凝土采用滑槽送至工作面，插入式捣固棒捣固，晒水覆盖养护，6模板采用竹胶板。钢筋常规法加工，钢筋进场按照规范要求频率进行二次检验，钢筋直径大于 25 以上采用直罗纹套筒连接工艺，其余钢筋采取闪光对焊。直罗纹加工工艺参照规范要求，端面平齐，丝牙完整，与套筒结合紧密，抗拉试验合格。模板采用强力竹胶板，厚度不小于10mm，表面光滑、防水，能多次周转，节约成本。竹胶板与竹胶板之间 拼缝严密，错台不大于 1mm，确保不漏浆，采用双面胶带贴塞。临时支撑体系施工高新大道站托换梁施工时，衣冠庙立交桥交通依然畅通，原桥墩桩基在此施工过程中仍是百分百有效的承重

14、结构，但考虑施工扰动和自然沉降因素，避免衣冠庙立交桥 6墩出现安全隐患，需对 6墩做好临时保护措施，拟采用临时支撑对 6墩进行支撑加强，作为原桥墩桩基在施工中的承重损失补偿，以便保持衣冠庙立交桥在施工期间沉降及位移的相对稳定。临时支撑体系采用钢筋混凝土基础梁上立钢管柱，钢管柱顶布置 50t 千斤顶，千斤顶上架设双拼 I36b 工字钢纵梁，纵梁上架设工字 钢横梁顶托 6墩顶部。临时支撑体系结构详见下图。图一 6墩立面图7图二 临时支撑平面图8托换横梁托换横梁托换横梁90001000500钢筋砼基座橡胶垫I36b双拼工字钢横梁 I36b双拼工字钢纵梁 50t千斤顶600钢管柱图三 临时支撑纵向立面

15、图9橡胶垫I36b双拼工字钢横梁I36b双拼工字钢纵梁50t千斤顶600钢管柱90001000500钢筋砼基座围护桩围护桩图四 临时支撑横向立面图10施工 TL1 托换横梁首先对 6墩承台表面凿毛处理，再进行植筋施工，完善承台其他钢筋安装，对称施工 2 根 TL1 托换横梁，横梁底模采用土模，侧模采用竹 胶板。托换横梁 TL2 及托换纵梁施工TL1 托换横梁施工完成后，可进行 TL2 托换横梁和托换纵梁钢筋绑扎，安装模板支架，一次性整体浇注混凝土。桩基托换体系详见下图。图五 桩基托换平面图11图六 桩基托换纵向立面图12围护桩围护桩图七 桩基托换横向立面图13施工监测施工前应对衣冠庙立交桥梁的

16、缺陷及损伤进行全面的细致和深入的现场调查，全面了解该桥各个构件的技术状况。主要包括墩身和梁体的裂缝调查、支座状态调查和桥上设备调查。调查结果需取得权属单位的 认可。托换体系监测项目及监测仪器见下表所示。表 1 监测项目表监控量测应及时提交日报、周报和月报，工程结束后提交总报告。监测成果报告中应包含技术说明、监测时间、使用仪器、依据规范、监测方法及所达到精度，列出监测值、累计值、变形速率、变形差值、变形曲线，并根据规范及监测情况提出结论性意见。监测成果按黄色、橙 色和红色三级预警进行管理和控制。具体内容见下表：表 2 监测预警表14注：各监测项目允许极限值根据产权单位要求及相关规范确定，施 工前

17、应根据立交桥的健康评估结果确定监测极限值及预警值。发出黄色预警时，监测组应加密监测频率，加强对地面和立交桥沉 降动态的观察，尤其应加强对桥面倾斜及沉降的监测工作；发出橙色预警时，除应继续加强上述监测、观察、检查和处理外，应根据预警状态的特点进一步完善针对该状态的预警方案，同时应对施工方案、开挖进度、支护参数、工艺方法等作检查和完善，在获得设计 和建设单位同意后执行；发出红色预警时，除应立即向上述单位报警外还应立即采取补强措施，并经设计、施工、监理和建设单位分析和认定后，改变施工程序或 设计参数，必要时在路面上 6#桥墩两侧设置临时支墩。当实测数据出现任何一种预警状态时，监测组应立即向施工主管、

18、 监理和建设单位报告，获得确认后应立即提交预警报告。6 托换施工技术措施托换桩施工钻孔桩采用跳挖方法施工。钻孔灌注桩批量施工前必须试成孔，数量不得少于 2 个，以便核对地质资料，检验成桩设备、机具、泥浆护壁指标及施工工艺是否满足要求。钻孔灌注桩施工应满足桩长、桩径、混凝土强度等级等设计要求，不得有断桩、混凝土离析、夹砂等现象发生。钻孔灌注桩施工前应对原材料进行检查，对砂、石、钢材、水泥、外加剂等原材料的质量检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行标准的规定。钻孔灌注桩平面定位应准确，桩顶中心线施工偏差不得大于1550mm；严格控制桩身垂直度偏差不大于 0.5%。围护桩及临时立柱桩预埋 注浆管，

19、进行后压浆提高桩基承载力。新旧砼界面处理为了让新旧结构共同协调作用，新老砼界面均要求处理。将旧砼表面凿毛深度 1020mm 左右，凿毛后用水清洗干净，在托换梁混凝土浇注前 4 小时涂刷环氧树脂砂浆。凿毛时若发现裂缝等异常情况，应立即采 取临时安全加固措施，并反馈信息给设计人员。植筋施工要求用于抗拔的植筋孔深不小于 15d，用于抗剪的植筋孔深不小于 10d， 本工程植筋孔深为 350mm。孔径要求：12 以内植筋孔径至少比植筋直径大 4mm，12 以外植筋孔径至少比植筋直径大 6mm，最大孔径不大于 42mm，本工程植筋孔径 孔径为 31mm。钻孔时若碰到钢筋则立即停止钻进，移动孔位后再钻；钻孔

20、用水或 空气冲干净。植筋胶应进行试配，观察凝固时间和效果。植筋时先在孔内塞满植筋胶，然后插入钢筋。在植筋胶凝固之前不得扰动植筋。施工后应检查 每一孔的植筋是否有松动情况，若有则应补做。植筋施工时需分批施工，每一批植筋承台及桩的任一水平截面内不应超过两孔，且要待前一批植筋的植筋胶凝固之后方可施工下一批。植筋钻孔时宜注意观察原结构的混凝土状况，若有裂缝等异常则立 即停止施工并通知设计。16植筋应满足混凝土结构后锚固技术规程（JGJ 145-2004）的有关 规定。二次托换预顶预顶方法：施工时在车站顶板至托换梁下高约 630mm，放入千斤顶， 实现顶板、托梁间可控的作用力。预顶的目的：消除一次托换桥

21、梁上部结构变形以及二次转换托换荷 载到车站顶板上。车站中柱上分别布设 2*500t 千斤顶，单个千斤顶预顶力设计为4000kN。应采用带自锁装置的千斤顶。千斤顶的组合形心必须与柱的形 心重合。托换预顶加载采用分级加载原则，共分十级加载，每级荷载增量为千斤顶加载上限值的 10%，不可一次加载到最大值。每级加载需保持10min，等结构稳定后方可加次级荷载。被托换桩的上抬量不能大于1mm，大于此值应停止加载。在加载过程中同时应严格监测托换梁裂缝的产生及发展，最大裂缝宽度大于 0.1mm 时，停止加载。预顶施工时应对临时立柱轴力进行实时观测，加载过程中单根轴力大于 4000KN 时应停止加载，并通知设

22、计单位。加载时所有千斤顶应联动并保待同一顶升力。预顶时，必须严格控制千斤顶的顶升力和托换梁两端的位移，各千斤顶顶升力达到控制值而梁端位移未达到位移范围值 23mm 以内，或梁端位移值已达到控制值（3mm）而顶升力未达到控制值时，或顶升力与位移值未达到要求而临时立柱轴力超过 4000KN 时，应立即通知设计单位， 以便对设计参数进行调整。17后浇混凝土支座托换梁下部、车站中柱上方设置 1300（长）*1200（宽）*630（平均高）mm 钢筋砼支座，支座竖向钢筋锚入车站中柱内，待预顶施工完成，且保持预顶力稳定不变的情况下截除临时立柱后，浇注微膨胀自流平混 凝土，注意保证浇注砼的密实性。截桩及拆除

23、临时立柱车站基坑开挖至设计标高后，临时立柱轴力监测值达设计值（详见监测图），且桥梁结构变形稳定方可截桩。截桩前应做好各项应急措施，要求在截桩过程中尽可能减少对整个托换系统的振动。每次切断口的深度不得超过 100mm，且应遵循由外向内，截桩过程若发现临时立柱轴力监测值超过 4500KN 时应立及停止施工通知设计单位。截桩断口高度应与托梁 3 底面保待在同一平面内，截桩完成切口断面使用结构胶找平。拆除临时立柱，分层开挖基坑全面观测桥墩的沉降变形，监测临时立柱轴力的变化。先拆除托梁 2 下临时立柱，同时应加强观测沉降变化情况，通过同步调节千斤顶，使桩的沉降在允许范围内，依次采用相同主法截除其余临时立

24、柱。临时立柱拆除作业过程中，原桩桩端上抬值不得超过 1mm，桩端沉降值不得大于 3mm。拆除临时立柱时应避免对托换结构的影响，每次切断口的深度不得超过 100mm，且应遵循由外向内的原则 截除临时立柱。托换结构保护一次桩基托换施工完毕后，车站基坑开始开挖，特别是当开挖至坑底标高时，托换梁及托换桩基位于基坑内部分处于临空状态，车站施工18必须避免对托换体系的扰动，同时加强监测，必要时可采取增加支撑轴 力的措施。7 施工准备技术管理力量配备现场主要负责人员 2 人，技术人员 2 人，施工员 1 人，测量人员 3 人，试验人员 1 人，管理人员 9 人。表 4-1 施工劳动力安排表序号工 种人员数量

25、（人）备 注1钢筋工62木工43架子工64混凝土工65综合工6合计28选择施工队伍选择有施工经验的施工队伍，配齐熟练的木工、钢筋工、混凝土工。物资、设备资源准备充分，班组现场管理能力、安全意识、质量意识强。物资、设备储备由于工期紧张，场地有限，交通繁忙，钢筋必须及时进货检验，准备充足，集中加工，运至现场安装，保证使用过程中有合格的产品，避 免返工现象发生。表 4-2 施工劳动力安排表（不含主体结构材料）序号材料名称单位数量规格15 钢管根1006000.5cm2竹胶板平方米300195952cm3十字扣件个200054方木立方米51010cm19序号材料名称单位数量规格5活动扣件个200056

26、A3 钢板块20250*250*107L100 角钢米5009000*75*58I36b 工钢纵梁米64I36b9千斤顶个850t10600 钢管根860011植筋胶桶4A/B8 模板安装技术要求1模板安装时，妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设，模 板不应与脚手架直接联接，避免引起模板变形；2模板应平整，完整无缺，无缺棱少角，无错台，错台小于 1mm，需 涂模板漆，脱木后光亮，缺陷少；3模板安装完毕后，应对其平面位置，顶部标高、节点联接及纵、 横向稳定性进行全面检查，符合要求后，方可进行下一工序。9 钢筋加工与安装技术要求钢筋应无锈、无油渍、无变形，钢筋加工采用调直机、弯钢机、切断机、电

27、焊机配合人工进行，钢筋布设按照设计图纸进行，搭接、焊接长度满足规范要求，单面焊接 10d，双面焊接 5d，搭接长度：受拉区45d，受压区 35d。间距误差符合规范要求，监理工程师验收合格后进行 下道工序。10 混凝土浇筑施工技术要求混凝土灌注前应先检查混凝土配合比是否与设计混凝土等级相符，材料是否充足，人员是否到位，机械设备是否均处于良好状态，并对灌注人员讲述方法和操作要领，分区、分部位确定职责，确保混凝土灌注 质量。20砼浇筑一次完成，方向由一端向另一端依次进行浇灌。混凝土施工顶板标高应严格控制，以确保桥面混凝土厚度。砼振捣采用插入式振捣棒进行，振捣时不能漏振，每 3040cm 距离均匀振捣，应尽量避免碰撞底模板，振捣时间一般 3060s，并应控制好砼的和易性与坍落度。振捣时以无气泡、无下沉为标准，选择有经验的 工人振捣。砼施工应注意以下事项：1混凝土搅拌前，现场试验员检查施工配合比配料情况，在浇筑过 程中严格控制混凝土坍落度在设计配合比的允许范围内。2采用插入式振捣棒振捣砼时可按直线行列或按交错行列移位。振动作用半径约为振动棒半径的 89 倍。振动棒的移动距离应尽可能保持