南京地铁人工挖孔桩施工方案

1、南京地铁二号线一期工程明故宫站围护结构（人工挖孔桩）施工方案一、工程概况南京地铁二号线一期工程d2-ta12标土建工程(明故宫站)位于中山东路与御道街交叉口的东侧，车站与六号线的换乘节点位于交叉口下，车站沿中山东路东西向布置，埋置于中山东路路面以下。车站北侧为江苏省南京警备区，车站南侧和东南侧为南京航空航天大学，车站西北侧和西南侧均为明故宫遗址，车站东北侧为南京军区。车站设计起点里程为k16+990.100，站台中心线里程为k17+072.000，终点里程为k17+179.500，总长189.4m，标准段宽度23.6m，车站底板埋深约17.06m，车站与六号线换乘段埋深约25.04m。车站围护

2、结构为人工挖孔桩。西端换乘段采用挖孔桩桩长29米（部分14米），标准段采用挖孔桩长25.2米。挖孔桩桩径1200mm，间距1100mm。围护结构详见明故宫站围护结构平面布置图。二、工程地质及水文地质情况1、地形、地貌情况明故宫站场地地貌隶属古秦淮河河漫滩地貌单元，地貌形态较简单。历经长期的人类活动，现为繁华市区东西向交通主要干道，地面标高9.5010.30m，相对高差0.80m，人工堆填土约1.50m，地势平坦。2、水文情况根据明故宫站的地质勘探资料，结合区域地质条件，地下水类型主要有孔隙潜水和承压水，上部场地地下水类型属孔隙水，承压水赋存于4e12混粉质粘土卵砾石层，该层局部卵砾石为中粗砂充

3、填，赋水性较好，为承压水。地下水主要补给来源为大气降水及人工用水的补给。由于沿线多为城市道路路面，潜水主要接受沿线排水管线和临近地表河水的补给，径流滞缓；承压水主要为侧向补排，相对较稳定。潜水位埋深介于0.91.9m，稳定水位埋深1.002.00m，相应高程约9.00m；承压水位埋深介于0.108.40m，平均埋深3.5m，相应高程约7.77m。观测结果表明：潜水位和承压水存在约1.23m的水位差，说明深部地下水具有一定的承压性。地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。3、地基土的分析和评价-1 杂填土 杂色，松散，表层0.5m左右为沥青路面和块石垫层，下部以

4、粘性土夹碎石、砖等，层底埋深0.72.50m，层厚0.72.5m。-2b2-3 素填土 灰黄灰色，稍密中密，以可软塑状粉质粘土为主，夹少量碎、瓦片等，层底埋深1.83.8m，层厚0.52.4m。-1b2-3 粉质粘土 黄灰色，可软塑，夹粉土薄层，水平层理，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，层底埋深3.06.5m，层厚0.43.5m。-1c2-3 粉土 黄灰色，稍密中密，夹粉质粘土薄层，水平层理，中等摇振反应，韧性低，干强度低，层底埋深4.38.5m，层厚0.74.5m。-2b4 淤泥质粉质粘土 灰色，流塑，含腐植质，夹粉土薄层，韧性中等，干强度中等，压缩性高，层底埋深11.019.0m，层厚5

5、.814.4m。-2d2-3 混泥质中粗砂 灰色，稍中密，粉质粘土与中粗砂混杂，交错层或团块状，非均质，层底埋深13.516.0m，层厚2.02.8m。-3b2-3 粉质粘土 灰色，软可塑，夹粉土薄层，切面光滑，干强度中等，韧性较高，中高压缩性，层底埋深13.516.0m，层厚2.02.8m。-1b1-2 粉质粘土 灰黄色，硬塑可塑，含少量铁锰质结核，刀切面光滑，干强度高，韧性较高，中等压缩性，层底埋深15.519.3m，层厚0.86.1m。-4e1-2 混粉质粘土夹砾石 灰黄色，中密密实，粉质粘土、卵砾石混杂，卵砾石含量3060，石英质为主，次圆状，粒径一般37cm，局部有粗砂充填，夹粉质粘

6、土透镜状，层底埋深19.025.8m，层厚0.18.4m。-4b2 粉质粘土 灰黄色，可塑，夹粉土，切面光滑，干强度高，韧性高，层底埋深19.721.4m，层厚1.21.9m。k1g-1a 泥质粉砂岩（强风化） 紫红色，密实，泥质粉砂岩强烈风化，呈砂土夹泥状，遇水极易软化崩解，夹碎石状岩屑，层底埋深23.227.3m，层厚1.25.0m。k1g-2a 泥质粉砂岩（中风化）紫红色，极软岩，中等风化，呈碎块短柱状，层状构造，泥质胶结，软化岩石，裂隙较发育，完整性差，层底埋深未揭穿。三、编制依据1）、业主对本项目的工期要求；2）、地铁施工现行设计、施工及验收规范；3）、多年从事类似工程所积累的施工经

7、验和成熟的施工工艺；4）、我公司现有的施工机械设备及施工技术力量；四、挖孔桩工程概况及实施方案 明故宫站标准段外包尺寸结构外缘为22m（宽）16.97m（高），基坑长190.5m，标准段宽22m，标准断面处基坑深约为16.97m，竖向设置四道支撑加一道倒换支撑保持稳定；底板下设有风道处基坑深约为19.85m，竖向设置五道支撑加一道倒换支撑保持稳定；与六号线换乘节点处基坑深约为25.04m，基坑竖向设置六道支撑加一道倒换支撑保持稳定。基坑采用人工挖孔咬合桩，桩径1200mm，咬合100mm；换乘节点处及端头井处桩长29.2m，其它区段桩长25.2m，桩总数量为516根，总长约为13117m，桩身

8、砼采用c30砼，砼总方量约为14890m3。挖孔桩须采用降水管井将地下水降至开挖设计要求后，方可进行其开挖，并随开挖进度进行降水。1 管井降水施工方法及技术措施根据设计要求，挖孔桩采用深管降水管井进行降水，管井由加网焊接钢筋笼管和高扬程潜水泵组成，共设管井30个，井深22.0m，以确保孔桩施工安全。其降水管井布置详见明故宫站基坑降水井点平面布置图。1.1 管井降水施工方法及工艺流程 管井采用旋转钻机成孔，下放钢筋笼井管，高扬程潜水泵抽水，施工工艺流程详见下图所示。井点测量定位钻 机 定 位钻 孔清 孔吊放钢筋笼井管回填砂砾过滤层封 口洗 井安装水泵及控制电路试 抽 水降水井正常工作降水完毕拨井

9、管封 井制作钢筋笼井管原 土 造 浆泥 浆 池沉 淀 池泥 浆 排 放管井降水施工工艺流程图 降水管井及降水施工技术方法为： a. 测量放线定位：根据降水平面布置图，测量定出每个管井准确位置，钻机按井点位置就位。 b. 钻孔：采用gzq-700型回转钻机正循环钻进成孔，成孔垂直偏差控制在1之内，成孔深度应比设计深度深0.5m以上。孔口设长1.5m、900钢护筒，钢护筒埋设高出地面0.30.4m，外围封填堵塞，设溢浆孔和进浆管，并保证孔内液面高出地下水位，护筒周围设置排浆沟、泥浆池、沉淀池。采用原土造浆护壁，泥浆沉淀净化后再利用，泥浆比重控制在1.11.2g/cm，含砂率不大于5，下设井管前，采

10、用正循环清孔，让泥浆翻清，清除孔内沉碴。 c.管井下设：管井采用焊接钢筋笼制作，钢筋笼采用1218钢筋作主筋，外设8150箍筋，内部设161900加强箍，主筋与箍筋、加强箍之间点焊连接形成骨架，钢筋笼由外向内依次包尼龙网、11镀锌铅丝网和55铁丝网，钢筋笼内径为400。将制作好的钢筋笼管井，用汽车吊吊放入井内，管井安放应力求垂直并位于井孔中间，管顶部比地面高出20cm左右，并有加固措施。 d. 填滤料：管井放入井内后，及时在井管与孔壁间填充粒径为315mm细砾石滤料。滤料必须符合级配要求，将设计砂砾规格上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90，杂质含量不大于3，用铁锹下料，以防止分层不均匀和冲

11、击井管，填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1.5m左右，上部采用不含砂石的粘土分层回填并夯压封口。 e. 洗井：采用压力为0.8mpa，排气量为9m/min空压机及潜水泵联合洗井，直至抽出清水为止。洗井应在下完井管，填好滤料，封口后8小时内进行，一气呵成，避免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。 f. 下放水泵：采用jqb1.5-6型潜水泵抽水，在安装前应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。检验电动机的旋转方向，各部位的螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况，然后在地面运转35min，如无问题，始可放入井中使用。用绳索将潜水泵吊入

12、滤水层下部，并固定牢固。潜水泵电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，每台泵应配置一个控制开关，主电源线路沿深井排水管路设置，安装完毕应进行试抽水，满足要求方可投入使用。1.2 管井降水控制措施 a管井降水施工前，先根据设计参数进行试验管井施工，以进一步验证涌水量和地质情况，调整管井布置及施工参数。 b. 管井使用时，应对称同时抽水，使水位差控制在要求限度内。并派专人值班，负责抽水，采取分级降水，一次降低水位5m以内，稳定24小时后再进行下次降水，直到水位降到所需深度。 c. 管井降水时要进行水位观测，当水位差超过警戒要求时，应立即采取减少部分管井抽水或回灌水等补救措施。 d. 井点供电系统应采用双线

13、路，防止中途停电或发生其他故障影响排水。 e. 潜水泵在运行时应经常观测水位变化情况，检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内。同时，还须定期检查密封的可靠性，以保证正常运转。f. 井管使用完毕，用汽车吊将井管管口套紧，徐徐拨出，井管拨出洗净以备后用，残余孔洞用砂砾填充、捣实。2、人工挖孔桩施工方法及技术措施 2.1人工挖孔桩施工方法 根据设计要求及工期安排，挖孔桩采用“跳三挖一”的顺序施工，共分3个循环完成。挖孔桩施工顺序工艺流程见下图所示。人工挖孔桩成孔顺序图根据车站总体施工布置安排，人工挖孔桩全面展开分段开挖。人工挖孔桩施工工艺流程详见挖孔桩施工工艺流程图所示。施 工

14、准 备放 线、定 桩 位挖第一节桩孔土方绑扎孔口护壁钢筋及支模灌注第一节护壁混凝土测 量 放 线安装防护照明起吊等设施挖孔桩土方开挖绑 扎 护 壁 钢 筋灌注护壁混凝土成孔及终孔确认制作护壁钢筋制作护壁模型拌制护壁混凝土成 桩制 作护 壁 钢 筋校核桩孔垂直度和直径拌 制 护 壁 混 凝 土放线检测桩身截面净空吊 放 钢 筋 笼灌 注 桩 身 混 凝 土钢 筋 检 测制 作 钢 筋 笼安 装 护 壁 模 型挖孔桩施工工艺流程图挖孔桩采用人工开挖，小型卷扬机起吊土石方，分节开挖及灌护壁混凝土成孔，分节开挖深度视地质情况采用0.51.0m，护壁混凝土采用现场自拌。孔桩钢筋笼在加工房加工成型，用两台

15、qy-16型汽车吊整体起吊放入孔内。人工挖孔桩桩芯混凝土全部采用商品混凝土，串筒法灌注。2.2 人工挖孔桩技术措施 挖孔桩采用人工开挖，小型卷扬机起吊，分节开挖及灌注钢筋混凝土护壁成孔。施工中根据地质情况按0.51.0m循环进尺进行施工，护壁混凝土采用现场自拌。桩身钢筋笼在加工房加工成型，用两台qy-16型汽车吊分段起吊放入孔内。挖孔桩桩芯混凝土全部采用商品混凝土，串筒法灌注，挖孔桩施工技术措施如下： a. 平整挖孔桩施工场地，布设挖孔桩桩位测量控制点，并编制桩位编号及坐标表，经复核无误后现场测放桩中心点，在桩位四周引测桩中心控制护桩。施工前先由技术人员和施工人员逐孔全面检查各项施工准备工作，

16、逐级进行技术和安全交底，使各项安全、技术措施在思想上、组织上、操作上得到落实。b. 由人工逐层用镐、锹进行开挖。挖土顺序为先中间，后周边，第一节桩孔开挖完成后，进行护壁钢筋混凝土施工。护壁模型采用组合式钢模板，模板用u型卡连接，上、下由两半园组成的钢圈顶紧，并用桩心点校正模板位置。护壁混凝土采用c20早强混凝土，现场自行拌制，用机动翻斗车运至现场灌注，插入式捣固器振捣密实。其中孔口护壁混凝土应比其它护壁厚15cm，护壁顶面高出现场地面20cm，以防杂物掉入伤人及地表水流入孔桩内。待第一节孔圈护壁完成以后，重新布设桩心控制点，将孔桩中心点用十字线布设于护壁顶面，标高基点布设于护壁上，并检查复测其

17、准确性和精度。在挖孔桩成孔过程中，以此为标准来检查其垂直度和几何尺寸。 c. 于孔口安装半园形防护罩，安设垂直提升架、起重卷扬机、活底吊土桶及排水、通风、照明等设施，并检查其安全性能。在使用过程中，施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查，确保完好和使用安全。 d. 开挖土石方由小型卷扬机配吊土桶起吊出孔外。采用分节开挖及灌注护壁混凝土成孔，护壁竖筋用10150沿周边布置，10200沿环向布置。护壁混凝土需振捣密实，防止渗漏水，桩孔分段开挖完成后应尽快灌注护壁混凝土，且同段必须一次灌注完毕。 挖孔所出土石方用机械翻斗车转运至临时弃土场，再利用自卸汽车外运至

18、指定弃土场。 挖孔桩通过淤泥、流砂层时，采用0.3m0.5m短进尺、加厚护壁、增加护壁钢筋、护壁主筋超前或采用插打钢护筒等措施通过。孔内渗水用污水泵抽排，排出泥水经沉淀池沉淀后再排放至城市下水道。 e. 为保证护壁稳定性及整体性，护壁分节灌注成形时节与节之间要保证5cm搭接长度并预留连接钢筋，钢筋通过绑扎连接。护壁施工图如下所示。接头搭接时先进行凿毛处理，下节护壁灌注时，在接头处加强振捣，以确保接头连接质量，增强整体性和封水性能。护壁施工图f. 咬合挖孔桩施工，为了围护结构的整体性，在灌注第一批挖孔桩时，采用在咬合部位预埋聚乙烯泡沫板，以减少后期桩施工时咬合部的凿除量。当开挖第二批、第三批挖孔

19、桩时，须将相邻桩的护壁及泡沫板凿除至设计要求，以保证咬合宽度。护壁分节处应与先行桩节间交错布置，护壁钢筋同先行桩护壁钢筋相连接，护壁处理见下图所示。咬合挖孔桩护壁接头方案图 若护壁漏水则采用速凝水泥砂浆封堵，并辅以小导管导流，待封堵砂浆凝固后，再堵塞小导管。防止孔外水通过护壁流入桩孔内，影响桩身混凝土的成桩质量。g. 钢筋笼用两台qy-16型汽车吊分段起吊放入孔内。吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁。钢筋笼加工时将钢支撑腰梁预埋连接筋准确定位，安装牢固，并要设防止钢筋笼上浮的防爬钢筋。钢筋笼吊放时采用临空吊放，并应固定角度以确保预埋件标高和方向准确。 h. 挖孔桩桩身混凝土浇灌时选用坍落度为48c

20、m的商品混凝土，用串筒法，连续分层灌注，分层厚度不超过0.5m，采用插入式捣固器和人工插实相结合的方法振捣，以保证混凝土的密实性。浇注时，在孔底段应迅速灌注，以防孔底渗水量增多影响桩芯砼的质量。第二批挖孔桩混凝土灌注前，将先行桩咬合部进行凿毛处理，并涂刷yj-302环氧混凝土界面处理剂，提高桩间接缝混凝土的封水抗渗能力。桩身混凝土灌注时尽量避免用水下混凝土灌注，以免出现桩间渗漏，影响围护咬合桩的整体性。2.3人工挖孔桩技术难点保证措施本工程场内存在砂卵石层及淤泥质土层，加之地下水位较高，水量丰富，容易形成流砂、流泥，给施工增加极大难度，根据我公司多年的桩基施工经验，只要做好以下几方面的工作，保

21、质、保量、安全地完成此工程是有把握的： 思想重视、管理到位、精选劳动力仔细研究工程勘察资料，仔细调查了解场地周围水文、地质情况，详实掌握第一手资料，不打无准备之战。组织具强有力的施工管理机构，层层将管理职责落实到位，将技术和方法贯彻落实到每一个施工人员的具体行动中，做好后勤保障指导工作。劳动力是生产力的第一要素，一支技术好、能吃苦、经验丰富、服从指挥的工人队伍是本工程顺利完工的重要保障。 充足的施工机具、物资准备针对流沙、流泥层需配备5t高频振动器，用于在流砂层中振沉钢筒。工地上将预备足够半模板、钢板、钢筋、水泵、稻草等施工用具，以保障工程顺利进行。 切实可行的技术措施所谓流砂、流泥是粉土、粉

22、细砂、淤泥质土，甚至粗砂为主的地质体在动水压力作用下经扰动而产生的现象，动水压力和扰动是土、砂体发生移动的作用力，所以要防止出现大量流砂、流泥现象，一是要减小动水压力，二是要减少对土体的扰动。减小动水压力减小动水压力就本工程而言切合实际的方法有两种：一为降水井降水，二为群井施工分流。降水井降水是用机械方法成井，分布在场地四周，预先抽排形成降水漏斗，截断场地外围的地下水补给，同时降低场地内地下水位，详见降水施工方案。群井施工分流是指在成孔阶段分片集中施工，保持各相邻孔掘进深度大致相当，群井抽水，减少单桩井的涌水量，从而减小动水压力，实践证明这是简单易行而又效果显著的施工方法。减小对砂体的扰动减小

23、对砂体的扰动关键要做好两项工作：一是正确的护壁方法，二是“快”字。正常地层下施工，每次可掘进一米，然后装模护壁，用钢筋砼护壁即可，而在流砂层中，则每次只能掘进半模或1/3模深度，防止大面积砂体位移。而且因流体能产生较大的侧压力，应加大护壁厚度，护壁视具体情况留泄水孔，砼搅拌时可加入适量的速凝剂以加快砼的早期强度，由于基底对护壁无支撑，为防垮模、掉模和变形，还需加大护壁配筋，以12-14钢筋为宜。在特别困难地段，可在护壁外侧打入l1.2米，14-20100-150mm的钢筋或钢板，下半部分用稻草或其它物品编织于钢筋、钢板外侧形成阻砂过水层，减少对护壁外砂体的扰动，再按上面所述方案护壁（见下图），

24、或者用常用的钢筒护壁方法，根据地质资料流砂层的厚度，制作长度相当、壁厚68mm的钢护筒垂直放入井内，边挖边沉或使用高频振动器将钢筒直接沉入砂体中，或用洛阳锤打至砂体中，尔后在筒体内掏砂，不对外围砂体产生扰动（见下图）。在“快”字上下功夫，要想快，则要求工人经验丰富、动作熟练、准确，护壁材料事先准备充分，在最短的时间内完成0.3米-0.5米的掘进、护壁工作，然后停止抽水，尽量减少对砂体的扰动，流砂层内施工必须一鼓作气，快速突破，最忌打打停停和返工。只要做好上述两方面的工作，流砂层内的成孔也并不是那么令人生畏的。五、施工组织1、人员组织组长：张克平副组长：林强技术负责人：肖志云技术员杜海龙、潭建华

25、降水作业队质检员姚卫刚安全员冯营发为了能优质、高效完成本工程，本着精干、专业、高效的原则，项目部成立挖孔桩施工管理小组，由张克平担任组长。各岗位及作业队管理人员均由责任心强、经验丰富、技术精湛的专业人才担任。管理小组机构详见下图：为满足施工进度需要，需投入劳动力计划见下表所示：分工种劳动力投入表序号工种人 数1掘井工2602钢筋工303机电工54砼工305杂工15合计340说明：1、本劳动力投入量根据施组设计之进度计算；2、施工过程中根据实际情况随时进行调整。2、机械设备组织挖孔桩施工准备投入如下设备：投入设备状况表序号设备名称型号规格单位数量功率用途备注1卷扬机bs-655台1305kw提升

26、土方2提升架台1303潜水泵qy12台304降水井抽水扬程30m4搅拌机10001012台1搅拌护壁砼5吊车25t台36空压机3m3台657电焊机台58氧气焊套19钢筋切割机台410钢筋弯曲机台211对焊机台112插入式振动器台20设备进场前要进行全面检修，对某些部件予以更换，同时购置易损配件备用，保证设备正常运转，在出现问题时也能立即修复。2.1 对设备实行人机固定、机械使用、保养责任制。要求操作人员必须遵守安全操作规程，爱护机械设备，执行保养规程；认真执行交接班制度，填好运转记录。2.2实行操作证制度。对操作人员，进行培训、考试，确认合格者发给操作证。施工机械操作人员及特种作业人员必须持证

27、上岗。3、材料组织在施工前进场所需要的各种材料，并报监理验收合格才能开始施工。4、施工进度安排 桩型号1200，深度25.2m和29m；在杂填土，素填土、粉质粘土中每天2个循环，每循环1m每天共进尺2m；在淤泥质粉质粘土中，每天进2个循环，每循环0.5m每天共进尺1m；在混粉质粘土卵砾石层中，每天进2个循环，每循环0.5m每天共进尺1m；在强风化泥质粉砂岩层，每天进尺1个循环，每循环1m每天共进尺1m；在中风化泥质粉砂岩中，一天半1个循环，每循环进尺1m每天共进尺0.67m。 挖孔桩施工时间分析，本车站围护结构范围深度为25.2m挖孔桩平均穿过杂填土、素填土、粘土层12.1m，开挖需要6天；淤

28、泥质粉质粘土层6m，开挖需要6天；砂砾石层3.1m，开挖需要3天；强风化泥质砂岩层2.0m，开挖需要2天；中风化泥质砂岩层2.0m，开挖需要3天；则单根桩开挖施工完成需要20天，吊放钢筋笼（钢筋笼制作与桩开挖施工平行作业），灌注砼1天，完成一根桩共需21天；本车站桩计划分成3批施工，则共需要63天可以完成全部围护结构施工。5、施工质量控制5.1按iso9002质量体系和质量手册要求，组织好体系在本项目的运行，制定管理层各岗位的职责范围，各部门的管理标准；制定试验、检测、监测、例检、抽检、隐检、工序检、分项、分部检和内部验收工作程序；建立文件资料控制程序和原材料、半成品、成品及工艺不合格控制程序，建立定期内审制度。5.2建立和完善质量专职检查和群众性“互检”、“三检”制度和质量评比制度，签订各级质量责任书，并严格考核，兑现奖惩罚。5.3建立质量领导小组工作计划，并把落实创优规划目标作为小组的主要工作内容和最终目标，要定期分析活动情况，布置下阶段任务，作到有布置有检查。6、安全生产与文明施工6.1 挖孔桩施工安全技术措施a、贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立安全保障体系，工地设专职安全员执行安全操作规程和制度。工人上岗前要进行三级安全教育，要定期召开安全工作会议。严禁违章操作，杜绝各类事故发生。b、 为防止地面