桩基托换施工方案

PAGE37PAGE12深圳地铁5307标怡黄区间新秀人行天桥桩基托换施工方案工程概况：深圳地铁五号线5307标怡景路站～黄贝岭站区间隧道在YCK38+897.573处下穿新秀人行天桥ZH-2b号（天桥竣工图桩基编号）桩基，桩径1.2米，隧道深范围内为素混凝土桩。桩基托换阶段需要有效地控制上部结构的变形，确保上部结构的安全。另外该桩基地处沿河路主干道上，车流量大，周边环境复杂，对周围环境要求高，托换区域地质条件复杂以及地下水位高等，因此本工程具有技术复杂，施工难度大，工程质量要求高等特点。2、工程地质及水文地质条件2.1地层岩性区间范围内上覆第四系全新统人工堆积层、海冲积层及第四系残积层，下伏侏罗系中统凝灰岩，局部为燕山期花岗岩侵入体。岩石按风化程度可分为全风化、强风化、中等风化和微风化四个带。2.2水文地质条件深圳市的气候属亚热带季风气候，热量丰富，日照时间长，雨量充沛。气候和降雨量随冬、夏季风的转换而变化。每年5-9月为雨季。本场地地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在冲洪积砂类土、残积砂质粘性土和全风化基岩中，基岩裂隙水赋存于强风化及中风化岩层中。本次勘察期间地下水位埋深1.70～7.50m，平均为5.17m；水位高程1.44～7.72m，平均为3.43m。地下水的排泄途径主要为蒸发。主要补给来源为大气降水。3、总体施工顺序：如图1施工监测、环境监测新秀天桥施工监测、环境监测新秀天桥桩基托换施工准备恢复工程竣工隧道内桩基的破除图1工程总体施工顺序4、桩基托换总体施工顺序新秀立交人行天桥有一根桩侵入隧道，采用被动托换，托换桩为Φ1200钻孔灌注桩，预应力托换梁设于托换桩承台之上，托换完成后，施作一根挖孔桩，然后施作横通道对隧道内既有桩基进行破除，防止盾构切桩阶段对上部结构造成损伤，并保证掘进。具体施工内容和施工顺序见下图2。调查记录原有建筑物的原始状态调查记录原有建筑物的原始状态钻孔桩的施工地下管线保护迁移双液注浆地面地基的处理托换大梁基坑土方的开挖运输基坑支护土钉墙的施工托换大梁绑扎钢筋预埋预应力束波纹管托换桩企口、锚筋施工托换大梁砼浇注及养护托换大梁预应力张拉建立变形、监测系统桩周边土体加固施工挖空桩并破除隧道内桩基加强监测等待盾构机切桩通过图2桩基托换施工顺序图5、钻孔灌注桩施工钻孔桩施工：采用XY-2型钻机带动笼式钻头破碎岩土，正循环法清除孔内岩土碎屑而成孔，然后吊放钢筋笼，浇注砼成桩。施工准备测量放样钻机进场桩位校核/埋设护筒钻进成孔制备泥浆施工准备测量放样钻机进场桩位校核/埋设护筒钻进成孔制备泥浆商品砼泥浆系统浇筑槽沟吊放钢筋笼及小导管钻机就位(对中.找平)制作钢筋笼一次清孔终孔取样下清孔及浇注用导管二次清孔沉碴测量水下砼浇灌注钻机移位废浆处理制作试块排出废浆试块养护图3钻孔桩施工工艺流程图5.2施工准备工程开工前，会同监理、设计等单位进行桩基施工技术交底，并现场引进测量基准点和探明地下管线，迁移并维护好施工工区内的管线，统筹安排现场临时设施。根据建设单位提供的现场测量控制点进行场地测量放样，放样时应打好钢筋定位桩，做好标记。根据桩位位置，埋设护筒，校核桩位。由于地处闹市区，必须确保泥浆循环，新浆贮存，废浆临时贮存。在整个施工过程中泥浆不允许外溢，按现场布置图设置泥浆循环系统。5.3泥浆的制作钻孔桩成孔穿越的地层，大多是砂砾和粉质粘土，造浆能力较差，因此现场必须制作适量泥浆。造浆材料采用膨胀润土掺入适量的CMC。钻孔桩泥浆制备性能指标如表1表1项次项目性能指标检验方法1比重1.1～1.3泥浆比重秤2粘度18～25500cc/700cc漏斗法3含砂量<8%4胶体率>95%量杯法5失水量<30ml/30min失水量仪6泥皮厚度1～3mm/30min失水量仪7静切力1min2～3N/平方米静切力2min5～11N/平方米8稳定性≤30g/立方毫米9PH值7～9PH试纸5.4钻进成孔钻机选用XY-2地质钻机，经改装能满足在室内操作，钻头选用Ø1200①开孔时尽量用天车拉住钻杆，轻压慢钻，防止钻具摆动过大而造成超径或孔斜。②钻进时随时校正主动杆，底座水平，发现不平，随时纠正，保证垂直度控制≤0.5%桩长。③钻进时控制好孔内水位，如渗漏失水严重，及时补浆以防塌孔。④钻孔采用跳打施工，相邻桩必须在24小时后方可开钻。⑤严格控制泥浆指标，在粘性土中成孔时泥浆比重控制在1.10～1.20；在砂层成孔时泥浆比重控制在1.20～1.30。⑥钻进过程中如发生斜孔，塌孔和护筒周围冒浆时，应停钻，待采取相应措施后再进行钻进。⑦造孔接近计标高时，需取样判断，岩样符合设计要求，即可钻进设计入岩深度（入中风化岩不少于1.0m）。⑧钻到设计深度后，进行超前钻，深度为3Ｄ米（Ｄ为新桩直径），取样判断确定终孔。⑨终孔前进行第一次清孔，换浆排出孔内悬浮砂粒。⑩清孔结束后，会同监理对孔深和沉渣进行验收并填写，成孔验收单。清渣质量标准见表2表2序号项目质量标准1孔底沉渣厚度≤50mm2泥浆比重1.15～1.25含砂率<8%粘度18～25S5.5钢筋笼制作、安装严格按设计和规范要求制作。自检合格后再会同监理验收，然后采用分段安放，利用钻机卷扬机吊放入孔内机械搭接成整体，同时在钢筋笼上绑扎2条Ø50钢管，作为注浆管一起放入孔底。钢筋笼制作安装，具体要求如下：钢筋笼严格按设计要求及规范制作，主筋的搭接接头应互相隔开，接头数不得超过钢筋总数的一半。保护层用钢筋环对称焊于钢筋笼上。钢筋笼外径应比钻孔直径小140mm，保证主筋保护层不小于70钢筋笼制作允许偏差见表3表3序号项目允许偏差（mm）1主筋间距±102箍筋间距或螺旋筋间距±203加强箍间距±504笼直径±105笼长度±50安放钢筋笼时，在钢筋笼上绑扎2条Ø50钢管作为注浆管，下部500mm钢筋笼分段连接采用套接箍连接，保证下钢筋笼的速度，防止桩孔暴露时间过长。全部钢筋笼吊入孔内后，将吊筋挂在机台上，不使钢筋在孔内变形。放入孔内时应扶直，（缓慢放入孔内）。5.6二次清孔钢筋笼安装完后，安放Ø200导管和清孔设备，进行二次清孔，泥浆的性能指标为：含砂率不小于8%，粘度小于28秒，并测定孔内沉渣，确保沉渣厚度小于5cm5.7水下砼灌注5.7.1①水下浇注砼必须具有良好的和易性，通过试验确定配合比，坍落度为18~22cm（以孔口检验的指标主准），每立方混凝土中的水泥用量不应少于360②细骨科选用级配良好的中至粗砂，混凝土搅拌物中的砂率一般控制在40~50%。③粗骨科选用碎石，其粒径不得大于30mm④水下砼掺入高效缓凝外加剂，使商品砼的初凝时间满足因沿途运输的交通情况以及从最不利的情况考虑控制缓凝时间。⑤配合比的设计强度比设计要求的强度配高一级。5.7.2导管壁厚不得小于3mm直径为Ø200，直径制作偏差不超过2mm，导管规格长度为0.5，1.0，导管安装前应在现场试拼，导管与导管连接采用法兰连接和胶垫密封。水下砼浇注的隔水栓采用砼球作为隔水栓。5.7.3①水下砼选用防酸商品砼必须具有良好的和易性，坍落度控制在18～22cm。②砼灌注前，灌浆导管底部离孔底距离300～500mm，保证隔栓顺利排出。③保证足够的砼储备，保证导管一次埋入砼面0.8m以下。④灌注水下砼导管埋深一般控制在2～６m⑤水下砼浇注必须连续施工，不得中断，每根桩浇注时间按初盘砼的初凝时间控制，一般每根桩控制在４小时以内。⑥设专人测量导管埋深及砼面，及时填写水下砼浇注记录，对整个浇注过程记录备案。⑦控制好最后一次砼浇注量，满足桩顶标高和凿除强度不足的浮浆高度，必须确保桩身质量。5.8桩底注浆为保证钻孔桩的质量，当桩身砼达到75%后进行底注浆。5.8.1注浆施工工艺流程见图制作小导管制作小导管钻孔成桩预埋小导管制浆注浆封孔调整确定注浆参数确定每次搅拌水和水泥用量图4桩底注浆施工工艺流程图5.8.1桩底注浆的注浆管采用Ø50钢管，在孔底端部500mm范围内布置梅花形的水孔，孔径为Ø5，并将注浆管下端30cm处弯成120度。端部5.8.2设计注浆压力为0.5~1.0Mpa，注浆材料水泥浆，水灰比0.75，采用循环压密注浆，具体操作如下：注浆时应在桩身砼强度达到C15以上。开始注浆时，用较高压力先冲破橡皮套，此时压力值较大；出浆后，压力急剧降低。在整个注浆过程中应严格控制注浆压力，在确定的范围内，通过注浆速率来调节注浆压力，直到注浆量达到设计要求。注浆结束标准：当浆液水灰比0.75:1压力为1.0Mpa，吃浆量小于0.2L/min，持续30min即可终止注浆。6、托换梁基坑土方挖运及基坑支护托换梁基坑施工流程图56.1土方挖运1、基坑开挖范围是以托换梁系外边缘国1.5m为界，并预留预应力张拉机具的位置。2、土方开挖采用人工结合风镐，人工小斗车倒运开挖,深度至垫层底。3、土方开挖与土钉墙配合施工，保证基坑和邻建筑物的安全。4、挖土期间沿坑底四周布置排水沟及集水井，以便雨天及遇有地下水时抽水。5、现场不堆放土方，弃土全部外运，符合回填质量要求的土，临时在外堆放回填时运回。6、自挖土开始，就要加强对建筑物、地面的沉降等的监测工作。7、土方开挖前应保护好施工影响范围的地下管线。开挖部位放线开挖部位放线查明地下管线布置监测点基坑位置开挖土钉施工钢筋网及坡面喷射砼坑底垫层土钉制作排水图5托换梁基坑施工流程图6.2土钉施工施工工艺流程根据地质情况，土钉成孔可选用地质钻机或洛阳铲成孔方法。施工流程图如下：清理边坡→钻机就位→钻机成孔→安放土钉→注浆→移机进入下一孔位。土钉成孔a、按设计要求定位开孔，根据地质条件和使用要求选择成孔设备为100型钻机（或洛阳铲），钻孔直径根据土钉钢筋直径为ф90，调整固定好钻杆角度（土钉与水平面夹角宜为12°）；b、土钉成孔允许偏差：土钉孔径±5mm；土钉孔距±100c、土钉钻孔完成后，经监理检查签认后应及时安放土钉，注浆锚固，以防塌孔。（3）安放土钉a、安入土钉前，洗孔清洗干净，然后将经监理检查合格的土钉（钢筋）放入孔内。b、土钉钢筋材质、规格、直径应符合设计要求。按设计规定设置定位器以保证土钉钢筋保护层厚度不小于25mm。土钉长度不小于设计长度。（4）土钉注浆a、浆液采用水泥砂浆，水泥砂浆的灰砂重量比为1:0.3，水泥砂浆必须搅拌均匀，随拌随用，严防杂物混入。b、注浆前再次检查确认是否发生塌孔，如塌孔应拔出锚杆重新清孔，合格后再插入锚杆。孔口部位设置好浆塞和排气孔，注浆从孔底向外顶浆，以保证注浆饱满。注浆后应及时做好记录。6.3钢筋网与喷射砼①钢筋网铺设应在第一层混凝土喷射后进行。钢筋网采用Ф6@150×150钢筋，网眼间距宜为150mm。钢筋网与坡面的间隙应大于30mm。②钢筋网与土钉横竖向加密钢筋或其它锚定装置连接应牢固，喷射混凝土时钢筋网不得晃动，喷射混凝土结束后钢筋网不得外露。③喷射砼的配比为水泥与砂石重量为1：4，含砂率为45～50%，水灰比为0.4~0.45。混凝土采用机械搅拌均匀，拌和时间不少于2min，随拌随用。⑤喷射混凝土应分段分片依次进行。同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度40～70mm，喷射手应掌握好喷头与受喷面距离、角度，控制好水灰比和喷头运行轨迹，以保混凝土密实、表面平整、湿润光泽、无干斑或滑移流淌现象。⑥喷射混凝土终凝后2h应进行喷水养护，养护时间为3～7天。7、托换梁施工托桩柱企口、锚筋施工安装钢筋骨架孔道灌浆及封锚制作波纹管及钢束埋设波纹管并穿入钢束托桩柱企口、锚筋施工安装钢筋骨架孔道灌浆及封锚制作波纹管及钢束埋设波纹管并穿入钢束安装模板浇注混凝土梁养护拆除模板施加预应力制作钢筋骨架制作试块压试块压试块搅拌水泥浆模板内侧涂油准备商品砼张拉机具校验图6预应力梁施工工艺流程图7.2托换梁与柱接触的处理新旧砼界面处理采用齿槽和锚筋。（1）齿槽①按设计要求，对托换柱进行放样划线。②利用砼切割机在划线位置将砼锯入25mm。③然后采用小锤间隔将砼凿除25mm，形成齿槽。④修平、清洗干净。（2）锚筋①按设计要求，对托换柱进行放样，划出锚筋孔位置。②采用凿岩机钻Ф38的孔。按设计要求锚筋成孔向一个方向向上倾斜3度。③钻孔必须跳钻，并且钻好一面锚一面的钢筋，然后再钻第二面的钢筋，如此循环，直至锚完所有锚筋。④钻孔深度必须不小于200mm。⑤锚筋前必须将孔内灰尘用风吹干净，然后用环氧水清洗孔壁。⑥TN胶必须现场调配，做三组锚筋的抗拔试验,试验达到设计要求后方可使用。⑦孔清洗干净后，然后塞满TN胶（环氧类）插入Ф32钢筋。⑧TN胶粘结剂力学性能见表4。性能指标单位技术要求取值抗压强度Mpa30粘对剪切强度Mpa3.57.3托换梁模板工程托换梁模板采用木模板，下设垫层。砖模安装偏差应符合如下要求：轴线位置5mm，梁截面尺寸允许偏差-5mm，高度偏差允许8、隧道内既有桩基破除脱换梁完成，在既有桩基附近施作一挖孔桩，施作至隧道底部后开挖横通道破除既有桩基，挖孔桩施作前，对桩周土体进行加固。8.1、施工准备在初步施工方案确定后，由设计出施工图设计，根据设计图编制详细的施工组织设计、施工方案及应急预案等，同时邀请各方专家论证、并进行施工图和方案审查，首先达到在技术上可行、安全评估可靠。同时，按程序进行各种施工手续的办理，包括施工占道、道路挖掘、碴土外运、污水排放等。另外由于地表管线错纵复杂，施工前需进行严格的测量放线，对管线进行全面的调查和探测，彻底搞清楚每种管线的位置、走向、大小和埋深等。8.2、路面破除及管线揭露根据测量放线和管线调查的结果，合理调整每个人工挖孔的位置。采用混凝土切割机切出多边形，然后采用炮机破除此多边形范围内的路面混凝土，人工开挖露出临近的地下管线，明确标识出管线的准备位置。图7人工挖孔外围旋喷桩布置图8.3、图7人工挖孔外围旋喷桩布置图在完成上步工作后，避开管线和人行通道址脚定出旋喷桩中心圆，按一定间距（咬合150mm以上）进行加固桩点位放线。在施工过程中主要控制好钻杆的垂直度、浆液水灰比、浆液压力和渗入量等，并按设计要求加固进入粘土层地层，以充分保证加固质量，具体加固桩布置详见“图7”8.4、锁口施工在孔外围加固完成后，等强一天，开始人工挖孔施工，先施工孔口锁口圈，锁口圈宽度40cm，高出地面20cm，锁口圈与第一节护壁一起施工。然后安装提升机（提升机采用摇臂式卷扬机）、设置井口围蔽防护，进入正常的挖孔阶段。8.5、挖孔施工地层开挖采用人工配合风镐开挖，加固段开挖至围护桩，并保证护壁的厚度，侵入护壁的围护桩要进行凿除，但应适当调整挖孔中心位置，凿除不能超过围护桩的咬合部位，另外，开挖过程中要根据地层情况控制好开挖的段高，保证每节护壁的衔接，防止大的涌砂造成地层沉降或坍孔发生。护壁采用挖孔桩常用的可调式锥形模板立模，隧道顶部为Φ10钢筋混凝土，盾构隧道范围内为钢纤维混凝土，一般地层采用1m段高的模板，过流砂地层采用0.5m段高的模板，护壁厚度为20cm，每两节钢筋混凝土护壁之间的钢筋采用挂钩连接或焊接。8.6、地层加固根据地表沉降对地层加固，如果开挖过程中造成水土流失严重，则采用Φ40TSS管注浆加固，TSS管每节长50cm，对丝接头连接，风镐顶进，采