洞樁法施工技術(shù)

1、洞樁法施工技術(shù)洞樁法施工方法簡介修建淺埋暗挖大跨度地鐵車站選擇合理、安全、可靠的施工方法至關(guān)重要。在修建北京地鐵王府井車站時，遇到了砂類土層、地下水豐富等不良因素，首次采用了洞 樁法，即是利用水位線以上的地層開設(shè)小導(dǎo)洞，在小導(dǎo)洞內(nèi)施工鉆孔樁，然后經(jīng)過一系列 的受力轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)三拱兩柱結(jié)構(gòu)。1、工程實例王府井站簡介北京地鐵“復(fù)一八”王府井站位于東長安街與王府井大街交叉路口東長安街下面，車站全長為241. 40m,凈寬24. 4m,總高度14. 22m, 16m島式站臺。覆土 層厚67m。王府井站施工豎井樁孔鉆0。層 噴層水防墻王府井站斷面圖雜埴上層“ 幾.mrwm.-I y b* - /.,. -

2、 T7JXZ .I i訂潛壓水f、一細砂王府井站水文地質(zhì)圖2、施工程序框圖施工從總體上可分為豎井、橫通道及車站主體（不含出入口、風道）3、暗挖樁柱法施工步驟序號南北導(dǎo)洞內(nèi)施工邊墻直徑為600的護壁樁，間距為1米，中導(dǎo)洞施工直徑為1250的中樁柱，間距為3米。在車站上半斷面的無水地層，分南、 中、北開挖樁柱作業(yè)導(dǎo)洞，導(dǎo)洞釆用 小導(dǎo)管注漿固結(jié)地層和格柵噴碗。導(dǎo) 洞為4米寬，5米施作樁、柱頂縱梁，連接樁、柱頂 端，并預(yù)埋邊、中孔的初期支護格 柵。模筑邊、中孔預(yù)埋格柵磴，導(dǎo)洞內(nèi) 回填碗。在橫通道處打設(shè)第一排大 管棚，開挖邊孔上弧，格柵 與邊、 中孔預(yù)埋格柵連接，噴射磴。1施作底板防水層2、進行底板、底

3、梁施工上弧開挖完畢后，南、北邊孔各下一臺挖掘機，進行機械開挖下 弧土方，并輔助架設(shè)由兩根28槽鋼組成的第一道鋼支撐，間距為3米。繼續(xù)向下開挖，即時架設(shè)由兩根50工字鋼組成的第二道鋼支撐， 間距為6米，然后開挖到底，而 后進行接地和底板墊層施工。1、拆除第二道鋼支撐2、施作邊墻防水層及邊墻襯砌3、第二道鋼支撐換撐至邊墻處4、施作第一節(jié)鋼管柱及澆注碗2、3、1、2、3、1、2、1、2、3、1、施作車站中層板及中縱梁在臨時中柱位置，預(yù)留孔洞和預(yù)留板的搭接鋼筋架設(shè)第二節(jié)鋼管柱及澆注碗施作上邊墻防水層和上邊墻次襯砌施作鋼管柱頂縱梁施作邊孔拱部防水層及二次襯砌開挖中孔拱部土體，施作初期支護破除臨時中間柱和

4、中孔頂縱施作中孔拱部二次襯砌施作站臺板及整體道床完成車站全部結(jié)構(gòu)洞樁法施工的主要施工程序及每道施工程序的施工工藝1、豎井及橫通道施工：橫通道與正洞立體交叉結(jié)構(gòu)正洞橫通道縱面圖中孔打4根樁，樁頂設(shè)承臺，類似4根樁及邊墻支承坡屋頂，橫通道處留弧型門進料， 東南風道處設(shè)鋼支撐，預(yù)留柱、承臺后破除。其優(yōu)點有4條：施工簡單，工期短；破除量??；施工交通、通風條件好；下步工序做中 層板邊拱比較容易。2、小導(dǎo)洞施工小導(dǎo)洞是為樁柱施工開辟作業(yè)面而設(shè)，洞凈寬4米，凈高5米，初期支護0.3米，分南、 北、中三孔。為保證橫通道的安全，在開口處設(shè)置封閉的鋼筋磴加強環(huán)，以承受開口處拱頂?shù)耐翂毫?。小?dǎo)洞采用上下臺階法施工，

5、上、下臺階高均為2. 5米，上、下臺階相距35米，每次 開挖0.5米，架立一棍格柵，上弧掌子面留1米見方的核心土并封閉掌子面。下掌子面按 10: 1放坡，并封閉掌子面。42小導(dǎo)管沿導(dǎo)洞上部周邊布置，間距3根/米，長2.5米，搭接1米，開挖有效長度 為1.5米，小導(dǎo)管周邊鉆10圓孔，并注水玻璃漿液加固地層。三個小導(dǎo)洞之間要留聯(lián)通道，根據(jù)小導(dǎo)洞的長度、施工圍護樁鉆機的數(shù)量、工期和圍 護樁碗、鋼筋籠的運輸線路，一般除橫通道和端洞外，小導(dǎo)洞中部至少要留一個以上聯(lián)通道。3、圍護樁及頂縱梁施工施工程序：在原導(dǎo)洞底板碗上開口一埋設(shè)護筒一鉆機就位一鉆孔一清孔驗收一下鋼筋籠 及導(dǎo)管一灌注水下混凝土。開口及埋設(shè)護

6、筒：經(jīng)專業(yè)測量人員施測定位并放出護樁后用風鎬破除原導(dǎo)洞底部鋼筋碗, 開挖尺寸合格后埋入鋼護筒（護筒巾=1400mm$ =10mmL=1500m）護筒外回填粘土、分層夯實,護筒高出地面10cm也可以采用15c m厚現(xiàn)澆碗護筒，這樣護筒可以連續(xù)施工，以提高施工進度，避免鋼護筒 拔不上來。鉆機就位：鉆機順序為隔孔施鉆，防止鄰孔新灌碗受強力振動而破壞。鉆頭要嚴格對位， 誤差要小于10mm鉆架支撐牢固，不允許擺動、產(chǎn)生偏斜。鉆機選用62-22改進型沖擊反 循環(huán)鉆機，鉆頭為專用配套籠式鉆頭。鉆孔：鉆孔前，應(yīng)將護筒內(nèi)泥漿調(diào)至適當稠度，開孔時鉆頭對準孔中心，采用緊大繩、 小沖程、不間斷沖擊，以確保開孔垂直、圓

7、順，待鉆頭沖擊平 穩(wěn)后再加大沖程，連續(xù)沖鑿。 造孔作業(yè)時，嚴格操作，經(jīng)常檢查、測孔，按規(guī)定取樣；及時補水、投泥，保持漿面標高及 適當?shù)某矶?，以防岀現(xiàn)掉鉆、卡鉆、塌孔、斜孔等故障。護壁泥漿及鉆磴處理：o造孔用泥漿采用孔內(nèi)填粘土，利用沖擊鉆頭的往復(fù)沖擊作用進 行造漿。反循環(huán)鉆頭中間設(shè)有巾120mm由漿管，并配套砂石泵，邊鉆邊抽泥漿，抽出的含 確泥漿采用JHB-100改進型泥漿凈化處理機進行分離，凈化后立即返回孔內(nèi)，不間斷循環(huán)， 廢磴集中排除洞外。清孔：鉆孔深度達到設(shè)計標高后，立即進行清孔，清孔釆用與鉆機配套的抽漿管、砂石 泵將孔底淤積物直接抽至泥漿凈化處理機進行分離凈化，泥漿稠度為105、粘度為1

8、9S含 砂率小于4%沉渣厚度小于30cni后為清孔合格。鋼筋籠的制作與安裝：鋼筋籠在地面按每節(jié)3.3m長加工，主要接頭錯開50%錯開長度 35d。下鋼筋籠時，采用鉆架吊裝，上、下鋼筋接頭密貼后，焊接10d （焊縫按規(guī)范要求）。 接頭所有鋼筋焊接完畢，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員檢查合格后，再繼續(xù)下一循環(huán)的操作。下導(dǎo)管、澆注水下碗：o各節(jié)導(dǎo)管的連接應(yīng)牢固、緊密，導(dǎo)管放入孔內(nèi)必須垂直，導(dǎo)管 底標高控制在距樁底0.4m處。磴采用拌合，輸送泵配合輸送 管直接將栓送入料斗。首盤 應(yīng)拌合一定數(shù)量的高標號砂漿，以免堵塞碗輸送管。第一次灌注碗數(shù)量應(yīng)經(jīng)計算，確保鉆孔 樁內(nèi)的碗埋住導(dǎo)管下口 03m以上。灌注采用球內(nèi)胎法排除導(dǎo)管

9、內(nèi)泥水。澆注過程中應(yīng)經(jīng) 常測量碗面的標高，使導(dǎo)管保持埋入碗深度1. 5-0. 8m ,核對碗面的上升速度與實際澆注 磴量是否一致。澆注應(yīng)連續(xù)施工，不得中斷，發(fā)現(xiàn)問題及時分析原因，采取相應(yīng)的措 施。 最后取出鋼護筒，清除樁頂表面泥漿。南、北、中孔各安排一個鉆孔樁施工隊。南、北孔各布置4套鉆機，每個隊60人，三 班倒作業(yè)，主要工作內(nèi)容包括埋設(shè)護筒、鉆機就位，鉆孔，下鋼筋籠、灌注碗等，每個隊平 均每天完成一根樁。中孔布置2套鉆機，40人，三班倒作業(yè)，平均2天完成一根樁。鉆 孔樁施工工期270天。4、土方開挖施工上弧采用人工開挖，手推車運輸。下弧采用挖掘機分兩步進行開挖，順序由西向東，采 用礦斗車運輸

10、，設(shè)斜坡道卷機牽引。邊挖邊進行邊墻支護、架立鋼支撐。在開挖過程中，地 層中部分剩余地下水順邊墻流出，處理方法：a）挖深坑抽水；b）在邊墻滲水處理巾15mm 塑料軟管引流，并在該處基底以下設(shè)巾50cm深2m濾井；c）滲水量較小處采用網(wǎng)噴碗圭寸 堵。邊墻支護：沿邊墻設(shè)巾14、間距0.7 X 0.7ni鋼筋骨架并焊在護壁樁上鑿出的主筋上， 然后掛巾4、間距0.1 X 0. Im的鋼筋網(wǎng)，噴10cm厚碗進行護壁，以防止樁與樁之間的土 體掉落，并為下一步的防水層施作提供整齊的基面。另外，上部每隔3m,下部每隔6m設(shè)兩 排臨時鋼支撐，鋼支撐端部在鉆孔上用沖擊鉆打眼，每處錨兩排（4根）巾28鋼筋固定鋼 支撐

11、（支撐截面通過計算確定）。封端墻施工：車站東、西端寬24. 4m,高14.22m,在施工鉆孔樁之前，就要考慮圭端墻的 施工方法。采用封端樁法施工，即先在端部南北開設(shè)小導(dǎo)洞，在小導(dǎo)洞內(nèi)施工鉆孔樁，在樁 頂設(shè)橫梁，橫梁與南、中、北樁頂縱梁聯(lián)成整體。梁上部內(nèi)側(cè)設(shè)30cm厚鋼筋碗墻，墻 外進行導(dǎo)洞回填。土方開挖后，鉆孔樁表面掛網(wǎng)噴5-10cm厚C20磴進行封閉。此法 主要由鉆孔樁抵抗土體側(cè)壓力，由樁頂將側(cè)壓力傳 到橫梁，再由橫梁傳到南、中、北 孔樁頂縱梁上，結(jié)構(gòu)安全可靠。施工順序：施工端部小導(dǎo)洞；施工鉆孔樁；施工橫梁；施工橫梁 上部圭寸 端墻；導(dǎo)洞回填；開挖土方，網(wǎng)噴碗圭寸閉端墻土體；施作端墻 防水、

12、二襯， 做法同主體。5、防水層及二次襯砌施工結(jié)構(gòu)外側(cè)施做ECE柔性防水層，從下至上分別施工底板、邊墻、下層鋼管柱、中層 板、上層鋼管柱、頂縱梁和邊拱。在施工邊墻之前，第二道鋼支撐 割掉1米，邊墻施 工完畢后恢復(fù)第二道鋼支撐。在中層板施工完畢后，拆除第一道鋼支撐。底板、中層 板遇到中樁處進行預(yù)留。二次襯砌邊墻釆用鋼三角支撐支撐體系，木膠板模板。上層邊墻和拱部釆用整體簡 易鋼拱架，異型曲線鋼板，一次成型。最后一棉拱架不拆除，確保 接縫圓順。6、中孔挑高施工邊拱與中拱交界處位置低，又是二襯的接縫處，其作業(yè)面狹窄，施 工難度大，特別是破除初期支護時極易損壞防水板，引起滲漏。施工方法是在該處4m范圍內(nèi)鋪

13、兩層ECB防水板（施工邊拱時預(yù)留1. Oni寬搭接長度）。 在防水板上鋪l.Oni寬、3mm厚石棉板，在石棉板上鋪張0.5m寬、1. 2mm厚鋼板兩塊（鋼板搭接0lm,靠近中拱一側(cè)的鋼板在上，便于拆除）。在防水板下面碗伸出巾22 鋼筋接頭。在鋼筋頭上套塑料帽，以防扎破防水板。用此法在初期支護破除時，保護 防水板接頭。中孔上弧掘進采用小導(dǎo)管注漿后進行開挖，格柵網(wǎng)噴妊支護。架設(shè)中孔鋼 支撐。破 除初期支護及中樁，在中拱與邊拱初期支護連接處，兩側(cè)埋設(shè)注漿管，進行初期支護 背后注漿，嚴格控制地表下沉。三、洞樁法施工的主要機具設(shè)備序號名稱規(guī)格型號數(shù)量序號名稱規(guī)格型號數(shù)量1豎井提升架自制1座13碇輸送泵1

14、0m3/h2臺2空氣壓縮機20m3/min4臺14履帶式挖掘機1. 0m32臺3噴射磴機HPZ 510臺15卷揚機雙筒快速3t2臺4注漿機ZJGZ-603臺16輪胎式裝載機1. 5m31臺5交流電焊機30KVA12臺17軸流式通風機30KW2臺6鋼筋切斷機 40mm6臺18邊墻大模板12m自制2套7彎筋機 40mm6臺19中層板模架24m自制3套8沖擊式鉆機62-2210臺20邊拱模架12m自制4套9泥漿凈化機JBH-10010臺21中拱模架12m自制2套10砂石泵 120mm10臺22管棚鉆機882型4套11電動多級清水泵 50mm2臺23插入式振搗器2N-5020臺12導(dǎo)管、料斗 等水下碗

15、 設(shè)備自制3套24四、 施工中易岀現(xiàn)的問題及處理措施1、樁頂縱梁預(yù)埋格柵位置控制小導(dǎo)洞小導(dǎo)管預(yù)埋鋼格柵縱梁小導(dǎo)洞內(nèi)預(yù)埋的格柵是大弧初期支護重要部分，如果預(yù)埋的位置不準確，一方面影響到大弧拱部間距，另一方面降低了大弧初期支護承受壓能力。采用 42鋼管控制連接端的位置。沿小導(dǎo)洞方向布置一排42鋼管，由于大管棚施工需 要大弧斷面局部抬高，鋼管并不在同一標高上，在小導(dǎo)洞的邊墻壁上鑿孔埋設(shè)鋼筋， 控制鋼管標高，通過經(jīng)緯儀控制鋼管在一個縱斷面上，然后分別在鋼管和縱梁鋼筋上 畫出每棉格柵斷面的位置，與格柵焊接牢固，固定鋼格柵。如果大管棚采用分段施工，在小導(dǎo)洞預(yù)埋格柵和大弧開挖格柵架設(shè)時，都要提前考 慮大弧斷

16、面分段挑高。在斜面段格柵統(tǒng)一按最大斷面加工，中間采用焊接連接。如采2、大弧挑高段控制:179.80. 7 米。用土星系列鉆機施工大管棚，挑高可考慮為3、土方開挖及殘留水的處理上弧土方開挖由于空間限制采用人工開挖，下弧土方開挖采用機械開挖，在豎井和 橫通道施丄時，考慮所需挖掘機凈空尺寸。挖掘機采丿I100噸的吊車下放和提升。兩側(cè)大弧各放一臺挖掘機，根據(jù)地下通風條件，考慮采用有 軌和無軌運 輸。在土方開挖過程中，如滲水層下面為不滲水層，在滲水層中可能有殘留水流出，如 不滲水層厚度較薄，可考慮挖滲井穿透不滲水層，使殘留水通過排水溝流向滲水井， 排至滲水層，再由地面降水井排出。如滲水層過厚可采用 挖掘

17、機挖集水坑，通過水泵 集中排水。4、鋼管柱架設(shè)：鋼管柱架設(shè)要控制好兩個方面，一是鋼管柱的水平位置，另一是鋼管柱的垂直度。鋼管柱水平位置預(yù)埋鋼板通過定位錨固螺桿控制，采用測量儀器定準鋼管柱水平位 置，通過焊接把預(yù)埋鋼板固定在底梁鋼筋上。鋼管柱垂直度采用兩個大力磁性垂球控制兩個垂直方向。把兩個5米長垂線的大力磁性垂球靠其自身吸鐵石吸在鋼管柱相互垂直的兩面?zhèn)缺谏?，精測垂線與鋼管柱的距離，采用兩臺小型挎頂不斷調(diào)整鋼管柱底端，使垂線上下端距鋼管 柱的距離相等，即鋼管柱垂直與水平面。5、中樁破除施工：采用風鎬破除1250中柱，效率極低?？煽紤]采用風鎬鑿出中柱鋼筋籠的箍筋，氣 割燒斷。然后風槍打眼，裝入膨脹

18、劑，進行靜態(tài)破碎。6、車站主體與岀入口、風道交叉處結(jié)構(gòu)施工預(yù)埋初期支護上弧格柵上I 1亠LLLLLUJriLLL預(yù)留二襯鋼筋 全封閉防水采用平板跨越法施工，即在施工頂板縱梁、預(yù)埋格柵、導(dǎo)洞回填時，將出 入口結(jié)構(gòu)寬度預(yù)留（僅在預(yù)留處樁頂做03ni高的縱梁），提前施工出入口二襯頂板，靠二襯頂板來支承上部荷載。在導(dǎo)洞外側(cè)出入口外輪廓線打管注漿 以利下步開挖。頂板兩端各加長2. Om,坐落在兩端的樁頂縱梁支座上，板底 跨度內(nèi)適 當設(shè)鋼支撐。頂板與拱、邊墻接茬處預(yù)留甩筋。頂板外側(cè)周邊及支座處應(yīng)采用EVA柔 性防水卷材全封閉，接茬處預(yù)留0. 5-1. Om寬。頂板防水層上部內(nèi)側(cè)預(yù)埋短格柵、外 側(cè)綁扎1.0

19、 X 1.0m圈梁鋼筋、回填C20碗，通過短格柵來連接并支承上弧拱腳的壓 力，通過圈梁鋼筋磴將開挖出入口后上弧 產(chǎn)生的側(cè)壓力傳遞到支座上，以保持結(jié)構(gòu) 的穩(wěn)定。待車站主體防水、二襯及出入口開挖完畢后施工出入口底板、邊墻。施工順序：導(dǎo)洞外側(cè)打小導(dǎo)管、注漿；施工樁頂縱梁及支座；支座及支座以 上做防水層、保護層；施工底板鋼支撐；立模板、安設(shè)頂板外側(cè)止水帶；綁扎 及預(yù)埋鋼筋；灌注頂板碗；頂板上部做防水層、保護層；頂板預(yù)埋短格柵、綁 扎圈梁鋼筋；頂板上部回填C20磴，釆用輸送泵輸入；（11）車站主體防水、二襯施工及出入口開挖；（12）施工出入口底板及邊 墻防水、二襯。五、質(zhì)量安全及監(jiān)測措施1、質(zhì)量控制措施邊樁定位時預(yù)留15cm富余量，防止因施工誤差侵入二襯碗內(nèi)。在施工中重點控制 樁的垂直度，要求孔底沉渣小于30cm不坍孔、不斷樁、不侵限。成樁后采用淺埋地 震反射法進行檢測。上弧控制線拱頂外放7cm,拱腳外放5cm,防止沉降、變形后侵入二襯碗內(nèi)。上弧跨 度大，承受壓力大，要重點控制鋼格柵連接質(zhì)量、噴碗的早期強度、厚度、拱頂密實 度，要求尺寸準確，表面平整，不允許前一棉格柵碗未凝固時開挖第二棍，防止拱部 受壓變形。初期支護期間嚴格進行監(jiān)控量測，重點控制地表沉降、凈空收斂、拱頂沉降，將總沉降量控制在30mn以內(nèi)。做好施工防水以及結(jié)構(gòu)防水層施工，對于初襯后的滲漏