呼家楼站洞内钻孔桩施工方案

北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案中铁十九局集团北京地铁十号线十五标段项目经理部二00四年十月三日北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案1呼家楼站洞内钻孔桩施工方案一、编制依据1、北京地铁十号线一期（含奥运支线）工程呼家楼站西北风道施工设计图、车站主体结构设计图；2、北京地铁建设管理有限责任公司文件“北京地铁十号线工程管理程序文件汇编”；3、呼家楼站施工组织设计的进度计划安排；4、现场踏勘所采集的资料；5、钻孔灌注桩施工有关的施工技术规范、规程、标准；1）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GBJ50202-20022）《建筑基坑工程技术规范》YB9258-973）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-994）《混凝土结构设计规范》GB50010-20025）《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-20026）《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-967）《工程测量规范》GB50026-938）《建筑变形测量规程》JGJ/T8-979）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-200110）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-911）《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-886、我单位多年从事钻孔桩工程的施工经验。二、工程概况呼家楼站是北京地铁十号线的中间站，是一座结构设计独特、技术难度较大的地铁站，车站位于东三环与朝阳北路交叉路口，呈南北走向，结构为分离岛式车站。另与规划的东西走向的M6线在本站成“十字换乘关系”。车站起讫里程K19+795.566-K19+975.066,中心里程K19+878.866，有效站台长120m，共设5个出入口，在西北、东南各设一组风亭、风道。北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案2车站主体、西北风道采用PBA工法施工，标准小导洞尺寸高4.5m，宽4m；洞内共设钻孔桩783根。其中Φ800mm钻孔桩679根，Φ1000mm钻孔桩105根；桩间距1.2m，桩长15m～22.53m，桩身为C30混凝土。洞内钻孔桩工程数量见下表。洞内钻孔桩工程数量表部位北工区南工区合计φ800φ1000φ800φ1000φ800φ1000主体218241995241776迂回风道73977815017设备通道42124212西北风道6969洞内钻孔桩采用直螺纹连接，受导洞高度限制，A、B、D类钻孔桩钢筋笼分为6节制作，C类钻孔桩分8节制作。所需钢套筒数量：6节制作钢筋笼共需套筒数量22×6×（417+150+42+69+76）＝10万个8节制作钢筋笼共需套筒数量29×8×（17+12）＝6.7千个洞内钻孔桩编号以结构位置划分，顺序由北至南，由西至东，如：YY1~YY131（右线右导洞）,BB1~BB45(北侧迂回风道北导洞)等。北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案3洞内钻孔桩平面图北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案4北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案5三、工程地质及水文地质条件1、工程地质条件根据图纸提供地质情况，钻孔桩施工涉及的地层为中粗砂层1～1.5m、粉土层1～4m、粉质粘土层1～7m、砂卵石层4～5m，对钻孔桩施工影响最大的地层为砂卵石层，卵石粒径大小40-70mm。2、水文地质条件呼家楼站钻孔桩穿越地层有两层地下水，第一层为潜水，含水层主要为中粗砂、卵石层，透水性强；第二层为承压水，水头标高为16.08m，含水层主要为卵石层，透水性强。四、洞桩法施工特点、难点分析1、工程量大，工期紧。呼家楼车站共设洞内钻孔桩878根，要在3个月内施工完，任务非常艰巨。2、作业空间小，施工干扰大，工效低，场地布置困难，对施工组织协调要求高。3、地质条件复杂，施工难度大。钻孔桩穿过中粗砂层、粉土层、粉质粘土层，嵌入卵石层3～5m。根据地面围护桩及降水井钻进施工揭露的地质情况，卵石层卵石粒径4～17cm，钻进非常困难。4、洞内泥浆循环、废碴处理复杂，工作量大、劳动强度高。5、钢筋笼的运输和安装难度大，影响成桩时间。由于小导洞高度限制，钢筋笼需分节加工，接长6～8次，连接困难。五、施工方案㈠总体施工目标1、质量目标实现分项、分部合格率100%，优良率达到95%以上，质量等级优良。2、安全生产目标无工伤、死亡事故；无等级火警事故；无机械设备事故。3、文明施工目标树样板工程，建标准化现场，做文明职工，争创“北京市文明施工样板工地”。4、环境保护目标施工中的废水、废气、各种废弃物达标排放；控制噪音污染；创建北京环保型建北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案6筑工地。5、工期目标洞内钻孔桩分两个阶段施工：试验阶段：2004年10月10日~10月17日，进2台钻机在右线右导洞小导洞进行试验。实施阶段：2004年10月18日~2005年2月20日，陆续进8台钻机全面展开施工，确保按计划完成全部洞内钻孔桩施工。㈡施工准备1、技术准备⑴认真阅读和审核施工图纸，作好图纸会审、原始资料的调查分析及技术交底工作。⑵按设计位置作好桩位测量控制。⑶做好原材料的试验及资料备案工作。2、设备选型洞内钻孔桩要穿过圆砾层（粒径大小2~40mm）、中粗砂层进入卵石层(粒径大小40~170mm)，根据工期安排，如果选用正循环小型钻机成孔速度慢，无法满足工期要求。选择反循环钻机成孔速度快，能够满足工期要求，并保证桩长、桩径达到设计要求。⑴钻机选择考虑到导洞尺寸大小，原机选择GP-150型钻机改造，改造后钻机性能见下表。GP-150型改钻机性能表名称反循环钻机泥浆泵水泵型号规格GP-150改造2pN2.2KW数量101010功率（电动）43KW高度（改造后）3.8m长×宽4.5×1.8扭距150kn．m成桩直径（mm0Φ800、Φ1000成桩深度（m）≤35北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案7⑵钻头选用三翼钻头镶硬质合金㈢场地布置场地设施布置力求紧凑、合理，集中管理，调度灵活，且本着既方便工作需要又少占作业空间的原则进行规划布置。并按有关要求配置足够的环保设施及消防设施。1、施工用水施工用水使用自来水公司提供的DN100水源。采用φ75钢管引入洞内，沿小导洞侧壁布置。2、施工用电本工程现场临时用电主要包括照明用电和施工机械用电。在现场接入800KVA市电作为施工电源，并配1台200kw发电机作为备用电源。洞内设总配电箱及分支箱，按用电要求采用电缆引入，沿小导洞侧壁布置。3、灌注设备⑴灌注设备布置受施工场地限制，地泵无法在地面安置，为便于施工，使混凝土能够及时输送至桩位，计划在主体右线右导洞西侧西南出入口开口处和西北风道中部分别安放一台混凝土80型地泵（80m3/h）地泵。同时在地面相应位置挖孔与洞内联通，安置φ300钢管接入地泵，通过地泵向作业面输送混凝土。见地泵布置图。地泵布置图地泵导管布置：导管布设在导洞边墙下部，由地泵接出至工作面，砼灌注系统布置如图所示。北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案8砼灌注系统布置示意图地面地泵输送管4、泥浆循环系统布置根据小导洞的场地条件、钻机性能、工期及文明施工要求，需在洞内设置活动泥浆箱。泥浆箱长8m、高0.8m、宽1.5m，采用钢板焊接，靠钻孔桩一侧布设。施工过程中采用人工配合小型挖掘机进行捞渣，手推车送渣，以保证下一根钻孔桩成孔需要。经沉淀后的泥浆循环利用。在成孔施工及灌桩注时，设大排量泥浆泵，用于送浆、排浆，避免泥浆四溢，做到文明施工。施工排浆循环系统如图所示。泥浆池钻机送浆排浆废浆外运施工通道施工通道沉淀池施工排浆循环系统㈣施工顺序根据小导洞的开挖顺序及保持施工工序的连续性，减少干扰。首先先施工右线右导洞和南侧迂回风道南导洞、右线左导洞、北侧迂回风道北导洞、西北风道北导洞内的钻孔桩，同时左线2个小导洞具备施工条件，也开始施工，施工顺序由车站中心向北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案9两侧迂回风道推进。最后施工设备通道和西北风道南侧小导洞内的钻孔桩。考虑洞内施工的特殊性，采取隔二钻一。洞内钻孔桩、泥浆池布设图六、主要施工方法及工艺㈠测量放线桩位测放及标高测量所用仪器为尼康全站仪、AT-G2水准仪、塔尺。首先根据业主提供的水准、导线点建立测量控制网，桩位依据控制网采用测距仪测放。桩位可根据施工进展分批测放，桩位偏差小于2cm。为了确保钻孔桩由于施工误差而侵入衬砌内，实测桩位要在设计桩位基础上外移5cmm。㈡破除格栅、施做混凝土护壁钻孔桩施工前，将钻孔桩范围内的洞底格栅破除，用工30a型钢框架对破除的格栅进行加固支撑。由于导洞处于粉细砂层中，为保证施工安全，防止钻进中出现塌孔现象，采取混凝土护壁，穿透导洞底板下3～4m粉细砂层部分，浇注20cm厚C25混凝土护壁以防止粉细砂层塌孔。详见《格栅换撑示意图》。钻孔桩施工工艺流程见下图:北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案10钻孔桩施工工艺流程图格栅换撑示意图施工前先根据桩位引出四角控制桩，控制桩用φ10钢筋制作，打入土中20cm。四角控制桩经质检员复核无误后，然后进行下步工作。设置导管砼灌注测量放样钢筋笼制作钻机就位成孔清底换浆钢筋笼安装施工准备泥浆供应泥浆循环泥浆回收泥浆管理废浆外运新鲜泥浆北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案11护壁施工完成后，质检员及时对护壁偏差进行校核，保证孔位的垂直度和几何尺寸，同时测量孔顶标高以此作为下步成孔深度的控制依据。㈢泥浆制备泥浆用优质膨润土、纤维素、纯碱加清水搅拌而成。根据工程地层条件，在砂卵层泥浆比重控制在1.2～1.4，进入粘土层泥浆比重控制在1.2～1.35，稠度18～22S，含砂率为4%～8%。㈣钻进钻机就位时，保持底座平稳，不发生倾斜移位。钻机对位要以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进。泥浆箱存一部分泥浆后正式钻孔，开孔时做到稳、准、慢，对于砂层采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或塌孔；对于亚粘土层采用低档慢速、大泵量、优质泥浆钻进；对于粘土层采用中档慢速、大泵量、稀泥浆钻进；对于卵石层采用轻压、低档慢速、优质泥浆钻进。施工时采用人工配合小挖机清除泥浆箱中的沉碴。钻进过程要及时补充制备好的泥浆，钻进过程中或提钻后液面要不低于砼护壁底面且高出地下水位2.0m以上。钻进过程中要注意观察地质变化，做好施工记录。桩孔达到终孔标高后,进行清孔工作,当沉淀厚度小于30cm自检合格后提交监理工程师验收，验收合格后进入下道工序施工。㈤清孔钻进过程中做好详细的钻孔记录，钻进至设计深度后，及时进行换浆清孔，清孔时将钻头提起20cm，钻机慢速空转，保持泥浆循环，同时置换泥浆，保证孔底的沉碴厚度和泥浆指标符合符合设计与规范要求。在灌注水下混凝土前，复测孔底沉淀物厚度，符合要求方可灌注水下混凝土。清孔后的泥浆比重控制在1.2～1.25，稠度18～22S，含砂率控制在4%以下。㈥钢筋笼加工、安装1、钢筋笼加工根据导洞及钻架高度，将钢筋笼分为6～8节，每节长3m。每段内有三个加强筋，间距1m。每节钢筋笼按顺序做好标记，稳固放置在平整的地面上。具体制作步骤如下：北京地铁十号线呼家楼站洞内钻孔桩施工方案12⑴主筋采用无齿锯切割，每根长3m；端头采用滚压法制作直螺纹，套扣连接。A、B、D类钻孔桩钢筋笼分为6节制作，C类钻孔桩分8节制作。⑵制作螺旋筋、加强筋:加强筋采用搭接单面焊，搭接长度不少于10d(d：钢筋直径)；⑶制作成型：①加强筋与主筋点焊，螺旋筋与主筋点焊，焊接要牢固；②为保证钢筋笼的安装，钢筋笼成型时，相邻钢筋笼主筋接头控制在同一轴线；为加快洞内安装钢筋笼时间，将钢套筒在地面提前拧在钢筋笼长丝一端，另一端用塑料保护帽保护。③受施工现场条件限制本工程的钢筋需分段加工，每段钢筋之间采用直螺纹连接。钢筋笼加工前首先将主筋两端分别滚轧3.3cm和6.6cm的螺纹，然后进行钢筋笼加工，钻机协助吊装。钢筋笼制作完成自检合格后，提交监理工程师验收，合格后方可使用。2、钢筋笼安装由于洞内空间限制，钢筋笼需分6～8节下放，为保证洞内施工环境，加快施工进度，钢筋笼连接采用直螺纹连接工艺。下笼时按照编号依次下放，钢筋笼连接时要保证上下钢筋对位准确，以满足插入