西安地铁四号线航天东路站至北客D4TJSG-15标凤城九路站基坑开挖及支护施工方案.ppt

西安地铁四号线航天东路站至北客D4TJSG-15标凤城九路站基坑开挖及支护施工方案.ppt

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凤城九路站基坑开挖及支护施工方案,西安地铁四号线航天东路站至北客站D4TJSG-15标,中铁九局集团有限公司TJSG-15标项目经理部2014年4月4日,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,汇报提纲,一、工程概述二、地质水文概况三、总体筹划四、分项工程施工工艺、施工方法五、安全、质量、工期保证措施六、安全应急预案,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,一、工程概况,凤城九路站位于明光路和凤城九路十字路口北侧，沿明光路南北向布置。

西北象限是文景小区，西南象限是白桦林间小区，东南象限是白桦林居小区，东北象限为中登时代广场，经发学校。

十字路口车流量较大，交通较为繁忙。

凤城九路站为明挖顺作法+全盖挖顺作施工的车站，车站设计起终点里程为Y（Z）DK29+114.750-Y（Z）DK29+588.250，车站长度为473.5m,埋深为16.319.4m其中Y（Z）DK29+184.750-Y（Z）DK29+215.270跨凤城九路路口段38.52m范围采用全铺盖作法，其余采用明挖顺作法。

车站两端设盾构始发井，四次始发，南北两端接盾构区间。

围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑方案。

基坑降水采用坑外降水。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,二、地质水文概况,拟建车站场地地面高程介于377.314-378.024m之间，地势平坦。

地貌单元属渭河一级阶地。

钻探揭露的场地地下水属潜水类型，2013年8月-9月车站工程勘察钻孔内量测的稳定水位埋深9.60-13.2m，相应高程365.04-366.40m。

水位年变幅为1-2m左右。

对本车站工程建设有直接影响的是地下潜水。

潜水补给主要为大气降水，其次为地下迳流补给，主要流向为NW。

潜水排泄方式为迳流、人工开采、越流排泄等。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,三、总体筹划,3.1降水施工根据地勘资料，施工合同，以及施工图纸要求围护结构类型及基坑开挖方法，在开挖前在基坑外进行管井井点降水，降水深度要求为基底底面以下1m。

采用深度为35m的管井，降水井成孔直径为800mm，井径为600mm。

降水井布设在距基坑围护桩边缘外1米处.3.2围护结构施工凤城九路站基坑围护结构采用直径为1000mm的钻孔灌注桩，桩间距1400mm，桩间采用挂网喷射混凝土。

灌注桩顶设冠梁，截面bxh=1.0m0.8m,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,（适用于未合并压顶梁段）/1.6m0.8m（适用于合并压顶梁段），冠梁顶标高以上采用挡墙结构围护形式。

车站基坑标准段钻孔桩嵌固深度约为7m。

车站盾构吊出井、盖挖段第一道支撑，采用800800钢筋混凝土支撑。

其余采用600mm，t=16mm厚钢管内支撑。

第二、三道支撑均采用600mm，t=16mm厚钢管内支撑。

冠梁转角处设置钢筋混凝土角撑，钢围檩转角处设置钢角撑，尺寸为10001000mm与650650mm。

第一道支撑不设钢围檩，二、三道支撑设置2根45c组合钢围檩。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,3.3监测施工方案,根据图纸并结合本标段工程实际情况，拟进行围护结构监测、地表沉降监测、支撑监测、周围建筑物监测、水压力、土压力监测等几项监测。

支护结构与周围环境的监测主要分为应力监测与变形监测。

变形监测仪器主要采用全站仪、水准仪和测斜仪等，应力监测仪器主要采用应变计、钢筋计、压力传感器和孔隙水压力计等。

监测的主要项目有：

地下市政管线沉降、桩顶水平位移、桩顶沉降、桩身钢筋应力、围护结构位移、水位观测、地面沉降、建筑物沉降、水平位移、倾斜、基坑回弹等。

在基坑开挖前，布设监测控制点。

当监测数据超过警戒值时，应立即停止基坑开挖等工作，将超出监测数值项目立即上报并查明原因，并做好应对方案。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,3.4基坑开挖方案,土方开挖按照“竖向分层、纵向分块、分段分层、由上而下、随挖随撑”的施工原则。

在竖向上按照钢支撑设计位置上下分为三层，由上而下逐层开挖；纵向分块，即沿区间结构纵轴线方向将土方划分为若干施工单元，以便于组织土方工程及结构工程的流水施工明挖顺作法主要施工步骤（标准段）如下：

交通疏解，迁改管线，施工围挡，破除路面施作钻孔桩坑外降水基坑第一层土开挖架设第一道钢支撑第二层土开挖架设第二道钢支撑第三层土开挖架设第三道钢支撑开挖至基底施作接地网铺设垫层及底板防水层施作结构底板、底纵梁拆除第,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,三道钢支撑施作第二道支撑以下部分侧墙防水层、侧墙结构、立柱及中板拆除第二道支撑，依次施做防水层及剩余主体结构拆除第一道支撑凿除上部桩体、回填及恢复原路面，恢复交通施作内部结构。

盖挖顺筑法：

交通疏解，迁改管线，施工围挡，破除路面施作钻孔桩坑外降水开挖土体到军便梁施做位置架设第一道钢筋混凝土支撑施做军便梁基坑第一层土开挖第二层土开挖架设第二道钢支撑第三层土开挖架设第三道钢支撑开挖至基底施作接地网、铺设垫层及底板防水层，施作结构,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,底板、底纵梁拆除第三道钢支撑施作第二道支撑以下部分侧墙防水层、侧墙结构、立柱及中板拆除第二道支撑，依次施做防水层及剩余主体结构拆除第一道支撑及军用便梁凿除上部桩体、回填及恢复原路面，恢复交通施作内部结构。

四、分项工程施工工艺、施工方法,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,4.1基坑开挖及支护工艺流程,4.2基坑开挖及支护施工工艺,4.2.1钻孔桩及冠梁主要施工工艺1）钻孔桩施工基坑围护结构采用钻孔灌注桩，钻孔桩为10001400。

钻孔桩采用旋挖钻机隔桩施工，在相邻桩混凝土达到70%设计强度后，方可施工剩余钻孔桩。

钻孔桩为泥浆护壁。

钢筋笼现场制作，吊车吊放。

砼采用商品砼，砼泵车运到浇注地点，砼导管浇灌。

由于机械钻孔，为确保施工的控制精度与效率，应将围护结构挖孔桩编号，为控制钻孔桩施作时的偏差，桩外放150。

2）桩顶冠梁施工,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,当钻孔桩施工完成经验收合格后，土方开挖至桩顶设计标高下200mm时，对桩顶浮碴及多余部分混凝土，进行凿除，采用风镐结合人工的方式进行。

经监理验收合格后方可施做垫层及进行冠梁施工。

混凝土支撑为C40混凝土，与冠梁同步施工，施工前必须将预埋钢板预埋。

在围护结构施工时，冠梁上方与原地面标高之间还有一定高差，可采用挡土板施工工艺，挡土板将与部分原地面相平，将基坑外的土挡在基坑外侧。

挡土板主筋在冠梁混凝土浇筑时按标高预埋入冠梁，挡土板施工时应比地面高出300mm。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,冠梁施工工艺流程图,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,钻孔桩、挡墙形式图,冠梁,挡土板,钻孔桩,桩间网喷,200/300,桩顶挡墙,800,100,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,4.2.2钢支撑施工工艺,钢支撑一端为固定端，一端为活动端，活动端施加预应力。

主体结构角部采用2I45C角撑。

具体施工工艺及施工方法如下：

1）钢支架安装

（1）钢支架制作钢支架采用L6901008与L7701008角钢拼焊而成，支架沿基坑周长隔桩布置，焊好后的钢支架应保证两直角边相互垂直，并有足够的稳定性，不得出现歪扭、虚焊现象。

（2）钢支架安装,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,每层土方开挖至支撑位置后，根据支撑中心线反算出钢支架顶面标高，再从此标高下移100mm、500mm分别打2个长L80-M24膨胀螺栓，将钢支架固定于钻孔桩上。

2）钢围檩制作安装

（1）钢围檩加工钢围檩采用两片I45C工字钢相拼焊接而成。

依据支撑间距在对应支撑位置焊接挂篮。

钢围檩分段加工，一般分段长度取23个支撑间距，转角部位应根据实际长度加工。

（2）钢围檩安装钢围檩随支撑架设顺序逐段吊装，人工配合行走龙门吊将钢围檩安放于钢支架上。

钢围檩安装后应检,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,查钢支架是否因撞击而松动，并用钢楔将支架与钢围檩间缝隙焊实，用C30混凝土将钢围檩与围护结构间缝隙填充密实，以便钢围檩均匀受力。

3）钢支撑组装及安装施工

（1）钢支撑的使用钢支撑的规格必须按设计要求选用。

焊接管端头与法兰盘焊接处时，法兰盘端面与轴线垂直偏差控制在1.5mm以内，每根钢管支撑的安装轴线偏心不大于20mm，加工要符合国家标准JB81-59的要求。

（2）钢支撑施工要求钢支撑的配置按总长度的不同，每根支撑端头配用一个固定端和一个活动端，中间段采用标准管节进行配置。

钢支撑应采用两点吊装，吊点一般在离端部0.2L左右为宜。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,钢支撑安装的容许偏差需符合下列规定：

拼装后两端支点中心线偏心不应大于20，且不大于支撑长度的1/600；支撑挠曲度：

不大于支撑长度的1/1000；钢支撑安装位置允许偏差为：

高程50，水平间距100。

（3）钢支撑制作及吊装方法钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，钢支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑的稳定性，支撑架设必须严格满足设计要求，保证开挖过程中所暴露的围护结构宽度控制在5米以内，即沿结构纵向只暴露出一个钢支撑位置处于未支撑状态。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,钢支撑安装完毕后，应及时检查各节点的链接状态，经确定符合要求后方可施加预应力，预应力的施加应在钢支撑活动端两侧同时对称进行；预应力应分级施工，重复进行，加至设计值时，应再次检查各链接点的情况，必要时应对节点进行加固，待额定压力稳定后加楔，解压。

另外，在钢支撑架设到拆除的整个过程中，对钢支撑的监测应严格要求，确保支撑稳定，钢围檩的制作，安装必须保证其稳定、强度、变形的要求。

施工防止碰撞，钢支撑上不得堆放材料或任何其他物。

支撑架设完成后，为克服支撑端头与围护结构面不完全密贴而造成的点支撑或线支撑现象，防止钢支撑偏心受压，对围檩与围护结构之间的空隙加设钢楔打紧并灌注C30混凝土充填，保证支护体系的整体支撑效果。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,（4）端头部位斜支撑施工因斜撑与围护结构有一定的夹角，不易直接安装支撑并施加预应力，在端头部位钢围檩安装完毕后，立即在钢围檩上焊接斜撑支座。

将斜支撑支座与钢围檩连成整体，然后进行支撑安装作业，其安装方法与直撑相同。

（5）支撑轴力施加钢支撑采用二台100T的千斤顶施加支撑轴力。

钢支撑应考虑安装误差产生的偏心弯矩，偏心弯矩可取钢支撑长度的1/1000。

根据要求，分级施加支撑轴力，一次施加轴力不小于预加设计值的50%，然后按20%预加设计值逐级增加支撑轴力，当轴力施加至预加设计值的100%时，查看钢支撑的稳定情况，如果达不到要求可继续施加轴力，预加轴力不能,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,超过设计值的40%，施加预应力的设备应专人负责，且应定期维护（一般半年一次），如有异常应及时校验。

施加预应力后，应再次检查并加固，其端板处空隙应用微膨胀高标号水泥砂浆或细石混凝土填实。

4.2.3桩间网喷混凝土施工方法基坑围护桩桩间采取挂钢筋网喷射混凝土的护壁形式。

基坑土方分层开挖，分片挂网喷射混凝土。

1）钢筋网挂设钢筋网片在基坑外整体预制，采用6.5150mm布置，按照2m2m的钢筋网片。

钻孔桩施工时预埋桩间网喷钢筋采用焊接预埋，预埋件为14140的钢筋。

护壁凿除后，将16钢筋焊接在桩预埋件上，形成150mm150mm的钢筋网片，钢筋网片间采用,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,搭接，搭接长度不小于30。

然后在桩身喷射第一层混凝土，混凝土厚度控制在50mm左右，作为钢筋网保护层。

2）喷射混凝土施工基坑开挖过程中，围护桩桩间采用厚度为10cm的C20钢筋网喷射混凝土与围护桩或桩间土体可靠连接。

基坑土方分层开挖，分片挂网喷射混凝土。

3）喷射工艺喷射机安装调试好后，先注水再通风，清通风筒及管路，同时再用高压水（风）清洗（吹）受喷表面连续上料，保持机筒内料满，在料斗上口设12mm筛网，避免超径骨料进入机内。

喷射时先注水（注意喷嘴要朝下，避免水流入管内）,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,后送风，然后上料。

根据受喷面和喷出的砼的情况，调整注水量，使喷后易粘着，回弹小和表面湿润光泽为度。

喷射部位顺序：

应分段、分片进行，自下部起水平方向旋转移动往返一次喷射，然后上移。

喷射前个别受喷面凹洼处找平。

最佳喷射距离与角度：

喷嘴口至受喷面以0.61.0m为宜。

喷射料束以垂直受喷面为最好。

喷射料束运动轨迹，环形旋转水平移动一圈压半圈，环形旋转直径0.3米左右，喷射第二行时，依顺序从第一行起点上方开始，行间搭接23cm。

喷射时旋转速度及一次喷厚，以2秒左右转动一圈为宜，一次喷厚以不坠落时的临界状态为度。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,风压和喂料量，根据喷射部位、机型等条件进行调整。

一般工作风压0.120.15Mpa，喂料量23m3/h。

4.2.4土方开挖施工方案1）土方开挖施工方法凤城九路站基坑采用深基坑支护并进行降水后开挖，施工时对明光路西侧两车道围挡，其余车道加绿化带和人行道作为交通疏导路面，土方分两个施工面开挖，车站南端由南向北开挖，车站北端由北向南开挖。

每个施工面开挖基坑土方采用放坡开挖，自卸汽车运至指定弃土场，开挖施工严格按“水平分段开挖、竖向分层、由上而下、先撑后挖、分层开挖”的原则进行作业，基坑底300mm厚土层采用人工开挖修整。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,2）施工段划分凤城九路站基坑分为27个施工段，分两个开挖面，第一开挖面由北向南开挖，第二开挖面由南向北开挖。

3）施工顺序挖土与支撑施工流程：

挖机开挖至第一道支撑底安装第一道钢支撑、施加预应力或做混凝土支撑开挖至第二道支撑底安装第二道钢支撑、施加预应力依次开挖至第三、第四道支撑底安装第三、第四道支撑、施加预应力开挖到基底标高上30cm处人工开挖到基底。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,基坑开挖分段平面图,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,4.2.5土方开挖组织安排,第一层土方开挖：

自然地面冠梁底200mm。

第二层土方开挖：

冠梁底200mm第二层钢支撑底500mm位置。

本层土方开挖安排一台大型挖掘机开挖作业，放坡坡度按照1：

1控制。

开挖土方暴露出的围护结构宽度控制在5m以内，开挖过程中严禁超挖，挖出钢支撑作业位置后立即吊装第一层钢支撑。

第二层土方底开挖出6m长度后，立即固定、安装第一层钢围檩，钢围檩采用两根I45C型钢拼装焊接而成，安装时型钢两层上下错开500焊接。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,第三层土方开挖：

第二层钢支撑底500mm第三层钢支撑底500mm位置，钢围檩、钢支撑依照第二层施做。

及时安装第二层钢支撑并施加预应力第四层土方开挖：

第三层钢支撑底500mm基坑底位置。

本层土方量较小，小挖掘机边挖边向后堆土，同大挖掘机配合接力翻倒出土。

为提高挖掘机出土工作效率，减少小挖掘机倒土距离，本层开挖采用两台挖掘机间距不宜大于56m。

人工清底土方（至基底）：

机械开挖土方至坑底300mm时，进行基坑验收，并采用人工挖除剩余,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,土方，并随挖随整平，施做泄水盲管，疏干坑内积水。

盖挖段土方施工与其基本类似在此不再赘述。

开挖断面示意图,第四层土方开挖,第三层土方开挖,第二层土方开挖,第一层土方开挖,人工清底,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,4.2.6基坑工程施工阶段的防渗水、漏水和淹水措施,1）在基坑开挖阶段，则需先建立地面排水系统，排水系统的设计要满足使用要求，同时在基坑内也要开挖导沟和集水坑，排水利用水泵或泥浆泵。

2）在整个施工阶段要从人员、设备、材料和制度做好充分的准备工作，一旦遇到险情能迅速投入抢险工作。

3）对于雨季施工，要及时了解天气信息遇到暴雨天气要委派专人值班，掌握施工现场情况并及时汇报4.2.7明挖基坑工程施工监测本工程靠近道路，周围建筑较多，所以基坑施工期间需要加强监测并做好施工应急预案。

基坑监测项目，测点布置详见基坑监测图。

监控量测是施工的重要组成部分，通过监测掌握围护结构，地表建筑,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,4.2.6基坑工程施工阶段的防渗水、漏水和淹水措施,物的动态信息。

施工严格按照设计要求进行监测工作，当监测数值超过警戒值时，立即停止施工并采取有效措施。

监测控点主要设置在围护结构，地表、建筑物周边。

围护结构监测项目有桩顶水平位移、桩顶垂直位移、桩体水平位移、支撑轴力监测。

周围环境，地质监测主要有地表沉降、建筑物沉降、倾斜，地下管线沉降、管涌情况，地下水位，基坑底部隆起等项目。

西安地铁四号线D4TJSG-15标段,五、安全、质量、工期保证措施,5.1安全措施5.2质量措施5.3环境保护、文明施工措施六、安全应急预案6.1安全预案工作流程6.2突发事件风险分析和预防6.3突发事件应急准备6.4突发事件应急预案,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,西安地铁四号线D4TJSG-15标段,施工方案如存在不足，敬请批评指正。

谢谢！