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(shí)現(xiàn)三拱兩柱結(jié)構(gòu)。1、工程實(shí)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。樁孔層噴層水防 墻邊砌襯王府井站斷面圖王府井站水文地質(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

2、含出入口、風(fēng)道）3、暗挖樁柱法施工步驟主要施工步驟說明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)洞采用小導(dǎo)管注漿固結(jié)地層和 格柵噴碎。導(dǎo)洞為4米寬，5米 Mi。南北導(dǎo)洞內(nèi)施工邊墻直徑為 600 的護(hù)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。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(hù)格柵。模筑邊、中孔預(yù)埋格柵碎，導(dǎo)洞 內(nèi)回填碎。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 碎?？谥饕┕げ襟E說明上弧開挖完畢后，南、北邊孔各下一臺挖掘機(jī)，進(jìn)行機(jī)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

3、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(jìn)行接地和底板墊層施工。1、施作底板防水層2、進(jìn)行底板、底梁施工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)鋼管柱及澆注碎主要施工步驟說明1、施作車站中層板及中縱梁2、在臨時中柱位置，預(yù)留孔洞和 預(yù)留板的搭接鋼筋3、架設(shè)第二節(jié)鋼管柱及澆注碎1、施作上邊墻防水層和上邊墻二次襯砌2、施作鋼管柱頂縱梁3、施作邊孔拱部防水層及二次襯砌1、開挖中孔拱部土體，施作初期 支護(hù)2、破除臨時中間柱和中孔頂縱梁1、施作中孔拱部二次襯砌2、施作站臺板及整體道床3、完成

4、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)正洞橫通道平面圖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(jìn)料，東南風(fēng)道處設(shè)鋼支撐，預(yù)留柱、承臺后破除。其優(yōu)點(diǎn)有4條：施工簡單，工期短；破除量??；施工交通、通風(fēng)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(hù) 0.3米，分南、北、中三孔。為保證橫通道的安全，在開口處設(shè)置封閉的鋼筋碎加強(qiáng)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，上、下臺階高均為 2.5米，上、下

5、臺階相距 35米，每次開挖0.5米，架立一根格柵，上弧掌子面留1米見方的核心土 并封閉學(xué)子面。下掌子面按10: 1放坡，并封閉學(xué)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(hù)樁鉆機(jī)的數(shù)量、工期和圍護(hù)樁砼、鋼筋籠的運(yùn)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(hù)樁及頂縱梁施工施工程序：在原導(dǎo)洞底板砼上開口埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位鉆孔清孔驗(yàn)收下鋼筋籠及導(dǎo)管灌注水下混凝土。開口及埋設(shè)護(hù)筒：經(jīng)專業(yè)測量人員施測定位并放出護(hù)樁后用風(fēng)鎬破

6、除原導(dǎo)洞底部鋼筋碎，開挖尺寸合格后埋入鋼護(hù)筒（護(hù)筒 6二1400mm 6=10mm L=1500mm,護(hù)筒外回填粘土、分層夯實(shí)，護(hù)筒高出地面 10cni也可以采用 15cm厚現(xiàn)澆碎護(hù)筒，這樣護(hù)筒可以連續(xù)施工，以提高施工進(jìn)度，避免鋼護(hù)筒 拔不上來。鉆機(jī)就位：鉆機(jī)順序?yàn)楦艨资┿@，防止鄰孔新灌砼受強(qiáng)力振動而破壞。鉆頭要嚴(yán)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(jī)選用62-22 改進(jìn)型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)，鉆頭為專用配套籠式鉆頭。鉆孔：鉆孔前，應(yīng)將護(hù)筒內(nèi)泥漿調(diào)至適當(dāng)稠度，開孔時鉆頭對準(zhǔn)孔中心，采用緊大繩、小沖程、不間斷沖擊，以確保開孔垂直、圓順，待鉆頭沖擊平穩(wěn)后再加大沖程，連續(xù)沖鑿。

7、造孔作業(yè)時，嚴(yán)格操作，經(jīng)常檢查、測孔，按規(guī)定取樣；及時補(bǔ)水、投泥，保持漿面標(biāo)高及適當(dāng)?shù)某矶?，以防出現(xiàn)掉鉆、卡鉆、塌孔、斜孔等故障。護(hù)壁泥漿及鉆碴處理：。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(jìn)行造漿。反循環(huán)鉆頭中間設(shè)有 力120mm山漿管，并配套砂石泵, 邊鉆邊抽泥漿，抽出的含磴泥漿采用JHB-100改進(jìn)型泥漿凈化處理機(jī)進(jìn)行分 離，凈化后立即返回孔內(nèi)，不間斷循環(huán)，廢碴集中排除洞外。清孔：鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即進(jìn)行清孔，清孔采用與鉆機(jī)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(jī)進(jìn)行分離凈化，泥漿稠度為1.05、粘度為19s含砂率小于4%沉渣厚度小于30cm后為清孔合

8、 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、澆注水下砼：。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(biāo)高控制在距樁底0.4m 處。砼采用拌合，輸送泵配合輸送管直接將砼送入料斗。首盤應(yīng)拌合一定數(shù)量的高標(biāo)號砂漿，以免堵塞砼輸送管。第一次灌注砼數(shù)量應(yīng)經(jīng)計(jì)算，確保鉆孔樁內(nèi)的砼埋住導(dǎo)管下口0.3m 以上。 灌注采用球內(nèi)胎法排除導(dǎo)管內(nèi)泥水。澆注過程中應(yīng)經(jīng)常測量砼面的標(biāo)高，使導(dǎo)管保

9、持埋入砼深度1.5-0.8m ， 核對砼面的上升速度與實(shí)際澆注砼量是否一致。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(hù)筒，清除樁頂表面泥漿。南、北、中孔各安排一個鉆孔樁施工隊(duì)。南、北孔各布置4 套鉆機(jī)，每個隊(duì) 60 人，三班倒作業(yè)，主要工作內(nèi)容包括埋設(shè)護(hù)筒、鉆機(jī)就位，鉆孔，下鋼筋籠、灌注砼等，每個隊(duì)平均每天完成一根樁。中孔布置2 套鉆機(jī)， 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(yùn)輸。下弧采用挖掘機(jī)分兩步進(jìn)行開挖，順序由西向東，采用礦斗車運(yùn)輸，設(shè)斜坡道卷機(jī)牽引。邊挖邊進(jìn)行邊墻支護(hù)、架立鋼支撐。

10、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 615mm塑料軟管引流，并在該處基底 以下設(shè)650cm深2m濾井；c）滲水量較小處采用網(wǎng)噴碎封堵。邊墻支護(hù)：沿邊墻設(shè)力14、間距0.7 x 0.7m鋼筋骨架并焊在護(hù)壁樁上鑿出 的主筋上，然后掛 力4、間距0.1 X0.1m的鋼筋網(wǎng)，噴10cm厚碎進(jìn)行護(hù)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）力28鋼筋固定鋼支撐（支撐截面通過計(jì)算確定） 。封端墻施工：車站東、西端寬24.4m,

11、高14.22m,在施工鉆孔樁之前，就 要考慮封端墻的施工方法。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厚鋼筋砼墻，墻外進(jìn)行導(dǎo)洞回填。土方開挖后，鉆孔樁表面掛網(wǎng)噴5-10cm厚C20碎進(jìn)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 上部封端墻；導(dǎo)洞回填；開挖土方，網(wǎng)噴碎封閉端墻土體；施作端墻 防水、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EC球性防水層，從下至上

12、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(jìn)行預(yù)留。二次襯砌邊墻采用鋼三角支撐支撐體系，木膠板模板。上層邊墻和拱部采用整體簡易鋼拱架，異型曲線鋼板，一次成型。最后一幅拱架不拆除，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(hù)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)鋪兩層ECBB水板（施工邊拱時預(yù)留1.0m寬 搭接長度）。在防水板上鋪1.0m寬、3mm厚

13、石棉板，在石棉板上鋪張 0.5m 寬、1.2mm厚鋼板兩塊（鋼板搭接0.1m,靠近中拱一側(cè)的鋼板在上，便于拆 除）。在防水板下面碎伸出 力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(hù)破除時，保護(hù)防水板接頭。中孔上弧掘進(jìn)采用小導(dǎo)管注漿后進(jìn)行開挖，格柵網(wǎng)噴砼支護(hù)。架設(shè)中孔鋼支撐。破除初期支護(hù)及中樁，在中拱與邊拱初期支護(hù)連接處，兩側(cè)埋設(shè)注漿 管，進(jìn)行初期支護(hù)背后注漿，嚴(yán)格控制地表下沉。三、 洞樁法施工的主要機(jī)具設(shè)備廳P名稱規(guī)格型號數(shù)量廳P名稱規(guī)格型號數(shù)量1豎井提開架自制1座13碎輸送泵10m3/h2臺2空氣壓縮機(jī)20m3/min4臺14履帶式挖掘機(jī)1.0m32臺3噴射碎機(jī)HP

14、Z510臺15卷揚(yáng)機(jī)雙筒快速3t2臺4注漿機(jī)ZJGZ-603臺16輪胎式裝我機(jī)1.5m31臺5交流電焊機(jī)30KVA12臺17軸流式通風(fēng)機(jī)30KW2臺6鋼筋切斷機(jī) 40mm6臺18邊墻大模板12m自制2套7彎筋機(jī) 40mm6臺19中層板模架24m自制3套8沖擊式鉆機(jī)62-2210臺20邊拱模架12m自制4套9泥漿凈化機(jī)JBH-10010臺21中拱模架12m自制2套10砂石泉 120mm10臺22管棚鉆機(jī)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 下碎設(shè) 備自制3套24四、施工中易出現(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

15、預(yù)埋鋼格柵4 縱梁小導(dǎo)洞內(nèi)預(yù)埋的格柵是大弧初期支護(hù)重要部分，如果預(yù)埋的位置不準(zhǔn)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(hù)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(biāo)高上，在小導(dǎo)洞的邊墻 壁上鑿孔埋設(shè)鋼筋，控制鋼管標(biāo)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幅格柵斷面的位置，與格柵焊接牢固， 固定鋼格柵。2、大弧挑高段控制：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

16、。如采用土星系列鉆機(jī)施工大管棚，挑高可考慮為0.7米。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(jī)械開挖， 在豎井和橫通道施工時，考慮所需挖掘機(jī)凈空尺寸。挖掘機(jī)采用100噸的吊車下放和提升。兩側(cè)大弧各放一臺挖掘機(jī)，根據(jù)地下通風(fēng)條件，考慮采用有軌和無軌運(yùn)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 挖掘機(jī)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

17、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(zhǔn)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(fēng)鎬破除1250中柱，效率極低。可考慮采用風(fēng)鎬鑿出中柱鋼筋籠的 箍筋，氣割燒斷。然后風(fēng)槍打眼，裝入膨脹劑，進(jìn)行靜態(tài)破碎。6、車站主體與出入口、風(fēng)道交叉處結(jié)構(gòu)施工預(yù)埋初期支護(hù)上弧格柵-LLLLLLL .L

18、LLLLLLLL lLLLLLI 1 J A '.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 0.3m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2.0m， 坐落在兩端的樁頂縱梁支座上，板底跨度內(nèi)適當(dāng)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1接荏處預(yù)留 0.5-1.0m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 x 1.0m圈梁鋼筋、回填C20碎，通過 短格柵來連接并支承上弧拱腳的壓力，通過圈梁鋼

19、筋砼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(hù)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；灌注頂板碎；頂板上部做防水層、保護(hù) 層；頂板預(yù)埋短格柵、綁扎圈梁鋼筋；頂板上部回填C20碎，采用輸送泵輸入；（11）車站主體防水、二襯施工及出入口開挖；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砼內(nèi)。在施工中重點(diǎn)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(jìn)行檢測。上弧控制線拱頂外放7cm ,拱腳外放5cm,防止沉降、變形后侵入二襯碎內(nèi)。上弧跨度大，承受壓力大，要重點(diǎn)控制鋼格柵連接質(zhì)量、噴砼的早期強(qiáng)度、厚度、拱頂密實(shí)度，要求尺寸準(zhǔn)確，表面平整，不允許前一幅格柵碎未 凝固時開挖第二板，防止拱部受壓變形。初期支護(hù)期間嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)控量測，重點(diǎn)控制地表沉降、凈空收斂、拱頂沉降，將總沉降量控制在30mmz內(nèi)。做好施工防水以及結(jié)構(gòu)防水層施工，對于初襯后的滲漏水，采取打管