武汉市轨道交通二号线一期工程第十八标段洪山广场站中间桩施工方案HPEWord文档格式.docx
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灰褐色～黄褐色，含黄色铁锰氧化物花斑，呈饱和、可塑状态。
分布于广场北面冲沟地段。
厚度为0.60～7.70m，平均厚度为3.94m。
6-1a>
灰褐色～黄褐色，含黄色铁锰氧化物花斑，呈饱和、软塑状态。
分布于广场北面冲沟内。
3.20～5.30m，平均厚度为4.25m。
7-2>
褐黄～黄褐色，含黑色铁锰氧化物及灰白色高岭土，呈饱和、硬塑状态。
厚度为1.70～11.70m，平均厚度为6.91m。
10-2>
层含碎石粘土：
棕红色，含黑色铁锰氧化物,碎石含量5～30%左右，粒径大小一般为20～300mm，岩性为坚硬的石英岩状砂岩。
呈湿的、硬塑状态。
厚度为1.10～8.90m，平均厚度为3.70m。
11-3a>
层含角砾粉质粘土：
褐～褐灰色，含有30～50％的角砾，角砾成分为炭质泥岩及硅质岩，粒径大小为6～20mm，呈饱和、可塑状态。
其厚度为11.90m。
13-3b>
层含粘性土砾砂：
黄褐色，砾砂成分主要为硅质岩，粒径大小为2～5mm，含有30％的粘性土，呈饱和、密实状态。
其厚度为7.10～25.50m，平均厚度为17.36m。
13-2>
层粘土：
黄色～棕黄色，含有少量母岩岩屑，呈饱和、硬塑状态。
该层分布于洪山广场地段，厚度为0.80～3.30m，平均厚度为1.93m。
17a>
层硅质岩：
褐色～肉红色，主要成分为石英，隐晶质结构，层状构造，裂隙极发育，裂隙面为黑褐色或肉红色。
强风化岩层极破碎，岩芯为碎屑状；
中风化岩层较破碎，呈碎块状或短柱状。
属极硬岩。
倾向北，倾角75°
。
17b>
层煤层：
黑色，粗粒结构，颗粒为片状或粒状，可见已炭化的树木等植物，局部夹有炭质泥岩及炭质页岩，岩芯呈碎屑状。
17c>
层炭质灰岩：
黑色，主要由方解石组成，含微量生物碎屑、褐铁矿，隐晶～微粒结构，层状构造，上部有少量岩溶发育，下部岩芯完整。
17e>
层泥岩：
黑灰～灰～紫红～黄等多种颜色，以黑灰色为主，主要由水云母组成，并含有白云石、炭质、黄铁矿，泥质结构，层状构造，强风化层岩芯较完整，中～微风化岩层岩芯完整。
17f>
层钙质泥岩：
灰～青灰色，主要成分为水云母，泥质结构，层状构造，钙质胶结，强风化层岩芯较破碎，中～微风化岩层岩芯较完整。
18b>
层泥灰岩：
灰～浅灰色，主要由隐晶～微粒方解石组成，含少量水云母及微量的石英矿物、钙质生物碎屑，方解石呈隐晶状，水云母呈鳞片状。
岩石完整性好。
18c>
黄～紫红色，主要成分为水云母，并含少量石英粉砂、白云母、白钛石，泥质结构，薄层状构造，层面及裂隙面上有黑色薄膜。
18d>
层石灰岩：
灰色，主要由隐晶～微粒方解石组成，含少量钙质生物碎屑，方解石呈他形，常与泥岩呈互层状产出。
2.2水文概况
地下水类型为上层滞水、承压水、基岩裂隙水、岩溶水等四种类型。
上层滞水主要赋存于人工填土之中，大气降水及广场灌溉用水是其主要补给来源。
其地下水位埋深1.20～3.40m，相当于标高32.63～28.72m。
该层地下水主要向广场中心下汽车地下通道内的排水设施集中排泄。
车站施工时，设置止水帷幕，阻断地下水的来源。
承压水赋存于冲沟的含粘性土砾砂层（地层代号11-3b）中，该砾砂层分布于1-1号剖面的一个狭长地带内，呈东西向展布，宽度约50m，北面有含碎石粘土（地层代号10-2）阻隔，南面是硅质岩隔断。
该承压水从西向东径流与排泄，具有承压性。
基岩裂隙水存在于基岩裂隙之中，水量小，对施工影响不大。
2.3主要工程量
Ф1800mm桩主要工程数量表（18B）
地址分区
桩型
桩长（M）
数量
桩顶标高（M）
桩底标高（M）
Ⅱ区
KZ2
25
1
15.40
-9.60
KZ4
26.5
8
5.59
-20.91
KZT4
2
7.40
-19.1
Ⅲ区
KZ5
13.5
7
-7.91
KZT5
-6.1
Ⅳ区
KZ6
15.5
55
-9.91
KZT6
4
-8.1
Ⅴ区
KZ7
3
Ф900mm钢管柱主要工程数量表
桩类型
桩数量
钢管长
GZ1
34
23.51
GZ2
9
GZ3
16
24.21
GZ4
12
21.7
GZ5
13.7
GZ6
10
HZ
6
3.1人工挖孔桩施工工艺
（1）人工挖孔桩施工工艺流程
（2）主要施工工序
1）测量定位
在原地面测量定出桩中心位置，在桩周放出桩心十字线以标记中心位置。
测量中要及时复合检查，保证桩的上、下中心的连线垂直。
控制标准见表3.1。
人工挖孔桩施工允许偏差表3.1
序号
项目
允许偏差（mm）
顺桩排轴线方向桩位
≤75
垂直桩排轴线方向桩位
≤50
垂直度
0.5%L
桩径
0，+50
注：
L为挖孔桩桩长
图3.1-1人工挖孔桩施工流程图
人工挖孔桩施工工艺流程见图3.1-1。
图3.1-2挖孔桩护壁示图
2）桩孔土方开挖
施工桩孔开挖采用跳挖法，隔2桩挖1桩，施工净距不得小于5.0m。
人工挖孔桩采用分节挖土，分节支护的施作方法。
桩孔人工开挖，弃土装入吊桶，用多功能提升架提升至地面，倒入手推车运到临时存碴场。
A.粘土及泥岩地区成孔开挖方法
根据地质状况（主要是保持直立状态的能力），挖孔桩护壁每节进尺0.5～1.0m，如土质不良，则减小开挖循环进尺。
第一节井圈护壁混凝土高出地面20cm，便于挡水和定位，壁厚比下面井壁厚度增加100～150毫米。
为了便于混凝土的浇注，护壁做成锥形，上口宽150mm，下口宽100mm，上下搭接50mm。
护壁中心线应与桩孔轴线重合，其轴线的垂直度允许偏差不大于0.5%。
每三节进行桩的垂直度检查一次，以保证桩的垂直度。
孔桩开挖、支护分段如图3.1-2所示。
护壁施工采取工具式钢模板拼装而成，拆上节支下节循环周转使用，模板用U形卡连接，上下设两半圆组成的钢圈顶紧不另设支撑，混凝土用吊桶运输人工浇筑，从第二节护壁模板开始上部留100mm高作浇筑口。
正常温度下24h后即可拆模。
灌注护壁混凝土时，可用敲击模板或用木棒反复插捣，不得在孔桩水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土。
B.硅质岩岩层的开挖方法
采用控制爆破方案施工。
挖孔桩爆破采用竖井爆破法进行设计。
a.孔眼的布置
炮眼呈同心圆布置，同心数目为2圈，靠近开挖中心的为掏槽眼，外圈为周边眼。
掏槽眼：
采用圆锥形掏槽眼，圆锥形掏槽眼与工作面夹角70°
～80°
，掏槽眼比其他炮眼深0.2～0.3m，在孔内r=0.4m的环向布置4个。
周边眼：
在孔内半径r=1.05m的周边布置11个，眼距取0.4～0.6m。
b.爆破参数的确定
爆眼直径：
采用手持式凿岩机钻孔，钻孔孔径取35～40mm。
炮眼深度：
周边眼1.0m，掏槽眼1.2m。
单位炸药量：
采用类比法，q取值1.8kg/m3。
掘进每循环所需炸药量：
Q=q·
S·
L·
η=1.8×
3.46×
1.10×
0.8=5.48kg
Q—掘进每循环所需炸药量，kg；
q—炸药单耗，kg/m3；
S—开挖断面积，m2；
L—平均炮眼深度，m；
η—炮孔利用率，一般为0.8～0.95。
每个炮眼的装药量：
Q0=Q/N=5.48/15=0.365kg
N—炮眼数量，个；
Q0—每个炮眼的装药量，kg；
掏槽眼装药量比周边眼要多15～20%。
爆破振速对建筑物影响，主要是中南路下穿隧道的影响，KZ6桩爆破开挖时距下穿隧道最近，距离R=17m，根据《简明施工计算手册》P158页，表2-32中，坚固的混凝土建筑物，构筑物振速临界值要求v≤200mm/s。
爆破振速计算如下：
v=K（Q1/3/R）α
式中：
v—建筑物质点垂直振动速度（mm/s）；
Q—炸药重量（Kg），齐发爆破按总装药量计算；
分段爆破按最大一段药量计算；
R—自爆源到被保护建筑物或构筑物的距离（m）；
K—与岩石性质、地势高低、爆破方法和爆破条件有关的系数，在岩石中为300～700；
在土中为1500～2500；
α—爆破地震波随距离衰减的系数，一般为1.5～2.0，较远距离取1.5，近距离取2.0。
v=700（5.481/3/17）2
=7.53mm/s<
200mm/s，安全。
c.炸药选用
如工作面有水，选用乳化炸药，炸药药卷直径32mm，每卷重100克；
如工作面无水，选用2#岩石铵梯炸药，炸药药卷直径32mm，每卷重100克。
d.装药结构与堵塞
掏槽眼和周边眼均采用连续反向装药结构。
炮孔填塞是很重要的工序，填塞可以使炸药爆炸完全，改善爆破效果。
填塞材料用砂、粘土或砂和粘土的混合物，其配比是砂:
粘土:
水=4:
5:
1；
填塞材料事先拌好，做成泥条备用。
e.起爆网络
引爆方式和连线方式：
用塑料导爆管起爆法施工爆破，采用孔内毫秒起爆网络。
孔外采用火雷管起爆塑料导爆管，孔内采用不同段别导爆管雷管依序起爆。
导爆管雷管用并联方式连接。
起爆顺序：
起爆顺序按先掏槽眼后周边眼进行，掏槽眼采用1段导爆管雷管，周边眼采用3段导爆管雷管。
D
f.安全防护
在孔顶覆盖钢板，再在上面堆砂包，有效防止飞石。
3）护壁钢筋的绑扎
每节开挖完成后及时按设计绑扎护壁钢筋。
护壁的纵向筋为Ф8的周围共28根均匀布置，护壁的箍筋为Ф6间距为200mm。
护壁加筋大样见图3.1-3。
4）护壁模板支设
结构形式设为内八字搭接，搭接长度不小于50mm。
护壁模板采用工具式钢模板，模板由四块组成，模板间用U形卡连接。
5）护壁砼灌注
护壁采用C20现浇早强混凝土，厚度15cm，为防止施工过程中护壁的脱落，施工时护壁达到一定的强度后，方可拆模板进行下一节的施工。
混凝土护壁厚度t按下式计算：
K—安全系数，取1.65；
P—土及地下水对护壁的最大压力（MPa）；
D—挖孔桩外直径（mm）；
fc—混凝土的轴心抗压强度设计值（MPa）。
一般混凝土每节高0.9～1.2m，混凝土强度等级为C20或C25，壁厚取80～150mm，根据桩径及土质情况，加适量Ф6～Ф8mm钢筋，间距200～300mm。
挖孔桩现浇混凝土护壁按其受力状态进行设计，一般由受力最大处，即地下最深段护壁所承受的土压力及地下水侧压力确定其厚度。
施工中地面不均匀堆土产生偏压力的影响可不考虑。
本工程取KZ6桩，桩长42.5m，地层17e-2泥岩，γ=21.4KN/m3，φ=340，地下水位取4m。
=21.4×
4×
tan2（450-340/2）+（21.4-10）×
（42.5-4）×
tan2（450-340/2）
=148.28KN/m2
P水=38.5×
10=385KN/m2
最深段总压力为P总=148.28+385=533.28KN/m2
用C20混凝土fc=10MPa，D=1.8m
则t=1.65×
533.28×
180/2×
104=7.92cm
用15cm的护壁。
6）拆除模板循环施工
当护壁混凝土达到一定强度（按承受土的侧向压力计算）后便可拆模板，然后继续开挖、支撑灌注下节护壁混凝土。
每孔内采用两套模板循环，直到开挖至设计底标高。
4.2钢筋笼加工
4.2.1钢筋笼加工
A钢筋笼采用现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。
钢筋笼主筋采用机械连接，连接接头等级符合设计要求，主筋与箍筋采用绑扎。
为起吊方便钢筋笼采用整段制作，钢筋接头按规定错开。
B为保证灌注桩的保护层厚度，采用钢筋“耳朵”的方法。
钢筋“耳朵”焊在骨架主筋外侧，间距2～4m。
C成品钢筋骨架必须放方木上，场地必须平整、干燥，都要挂牌标识，避免吊装时出错。
D钢筋笼加工完毕，报请监理验收，合格后方可使用。
钢筋笼允许偏差检查表
项次
允许偏差
检查方法
主筋间距
±
尺量检查
箍筋间距
20
直径
长度
50
5
主筋保护层
4.2.2钢筋笼吊装
采用50T履带吊车下放钢筋笼。
为了保证钢筋笼起吊时不变形，采用两点吊。
起吊前在钢筋笼内临时撑，加强其刚度。
A下笼时由人工辅助对准孔位，保持钢筋笼的垂直，轻放、慢放，避免碰撞孔壁，严禁高提猛放和强制下入。
B吊放钢筋笼过程中，必须始终保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。
为防止砼灌注过程中钢筋笼上浮，钢筋笼最上端设定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后焊接定位。
4.7钢管柱吊装时强度和挠度计算
钢管柱最大重量为12.545t，最大长度为25.71m，每米重量为q=0.4879t/m，采用两台吊机吊装,两点吊,吊点离钢管柱端部的距离为0.207L，即离钢管柱端部的距离为5.3m（见下钢管柱吊点位置图），钢管柱跨中最大弯距和吊点处弯距相等，最大弯距为：
Mmax=5.3×
5.3×
0.4879/2=0.011894t.m
W=3.14×
（D4-d4）/32D=3.14×
（0.94-0.864）/（32×
0.9）=0.011894m3
强度σmax=Mmax/W=0.011894/0.01189=1488.56t/m2=14.8856N/mm2<
[σ]=205N/mm2
I=3.14×
（D4-d4）/64=5.3523×
10-3m4
偏安全考虑，挠度按跨度25.71m的简支梁计算：
f=5qL4/384EI=5×
0.4879×
25.714/（384×
2.1×
107×
5.3523×
10-3）=0.02469m=24.69mm<
L/600=42.85mm
故钢管柱吊装时强度和挠度满足要求。
钢管柱吊点位置图
钢管柱桩示意图
4.8微膨胀混凝土浇注
根据工程特点和各种施工工艺的比较，微膨胀混凝土柱采用立式高位抛落免振捣法。
其原理是利用混凝土自管口自由下落时所获得的重力加速度冲击能量，使混凝土挤密而无须振捣，其抛落高度≥4m，对于抛落高度不足4m的，应采用内部振捣器振实。
一次抛落的混凝土量宜在0.7m3左右，用料斗装填，料斗的下口尺寸应比钢管柱内径小，以便混凝土下落时，钢管柱管内空气能够排出。
钢管混凝土泌水与空鼓现象的处理：
钢管的密闭性使混凝土中水分无法析出，造成泌水现象；
混凝土在硬化过程中的收缩，也易导致管壁与混凝土粘结不紧密，造成空鼓现象。
针对以上问题，在配合比设计中采取以下措施：
严格控制碎石级配，钢管混凝土所有碎石必须是5～25mm连续级配；
确定水灰比为0.4，坍落度为200mm。
在混凝土中掺入适量的微膨胀剂配制成补偿收缩混凝土，并掺入高效减水剂，增强混凝土的粘聚性与和易性，减小用水量。
混凝土原材料称量的允许偏差：
水泥、掺合料为±
1%，粗、细骨料为±
2%，水为1%，外加剂为±
0.5%。
为了保证钢管柱内混凝土密实度，避免出现空洞等缺陷，浇筑速度不宜太快，每次抛落量在0.7m3³
钢管内混凝土的浇注质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测。
对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。
4.9空桩回填
为了保护钢管柱柱体成品，防止施工时对其破坏，需在柱体与孔壁之间进行回填处理。
其技术为从孔口地面沿挖孔桩环形均匀填入瓜子片。
4.10应急预案
如钻孔桩混凝土已硬化，钢管柱无法按设计标高位置插入，采取如下措施：
利用专用设备插入钢护筒至钢管柱底部以下1.0m，抽干钢护筒内部的泥浆，施工人员下到钢护筒底部，凿除桩顶混凝土，安装钢管柱定位器，再安装钢管柱。
如发生钻孔桩偏位过大，钢管柱无法按设计位置插入，采取如下措施：
用冲击锤重新开孔，把已浇注的混凝土打碎，必要时回填片石，直至打到桩底设计标高，重新灌注混凝土。
5.1成孔质量保证措施
1、护筒埋设时其下口必须置于粘土层中，若为砂层或砂砾层，必须加大、加深开挖，换填粘土并压实后重新定位埋设护筒，防止钻头出土时孔内水位冲刷砂层造成护筒悬空，引起孔口坍孔。
2、成孔过程中必须注意连续补充浆液，保持护筒内应有的水头，防止水头低于护筒底引起缩径或孔口坍塌，护壁液可多次重复使用。
3、经常测定泥浆比重，特别是遇砂层时稳定液中可加入粘土，增大泥浆护壁能力并视地质情况，及时更换钻头（粘土采用普通筒式钻头，砂层及淤泥等土层采用下口为可密封式钻头）保证成孔质量和进度。
4、在粘土层时，钻头在提升前必须回转3～5周，防止孔底土层粘附钻头，造成卡钻事故。
5、挖出的土体随时用装载机清离孔口，防止土体压力过大造成孔壁坍塌。
6、在钻进到不同的地层时,应采用不同的速度。
当在粘土层时，应放慢进尺速度，并适当的降低泥浆浓度，保证孔径，防止砼浇注时发生颈缩现象；
当在砂土层时，应加快进尺速度，加大泥浆浓度，使泥浆切实起到护壁的作用，防止在砼浇注时出现夹泥层及坍孔现象。
7、在吊安钢筋笼时应注意钢筋尽量避免与孔壁碰撞,以免因碰撞而使孔壁坍塌。
5.2钢筋笼的质量保证措施
1、钢筋笼必须在水平加工平台上制作，制作时须保证有足够的刚度。
钢筋笼、格构柱制作过程中及制作完成后，须由项目部质检员跟踪检查。
2、严格控制钢筋笼制作精度，外型尺寸、垂直度，偏差值尽量在允许偏差范围内。
3、吊放钢筋笼时如发现不能顺利下放，严禁强行入槽，应立即停止吊放，待重新成孔清碴后再吊放钢筋笼。
5.3水下砼灌注质量保证措施
5.3.1机械设备检修
（1）拌和站必须保证对水下砼的供应及时到位,对道路交通状况,派专人了解,掌握交通情况,及时调整行车路线,防止砼灌车行进道路阻塞,延误水下砼灌注时间;
（2）导管在每使用一定时间,都必须进行闭水实验,检查导管密闭性;
检查导管的内壁是否光滑,导管有无破损;
并进行导管的抗拉实验;
每次导管安设中必须派专人对每节导管安装质量进行检查。
5.3.2水下砼质量
（1）水下砼的拌和料必须严格按设计进行配料,严禁不按配合比配料;
（2）在砼浇注现场,设实验人员专门对砼的坍落度、和易性、流动性进行检查，坍落度控制在18～22cm之间；
5.3.3灌注过程中应注意
（1）在灌注前必须再次确定沉淀物厚度;
（2）灌注时尽量避开暴雨及高温天气;
（3）料斗容量设定为4.95m3上，,以满足首批砼灌下后导管埋深大于1m;
（4）当砼面接近钢筋笼底时,放慢灌注速度,并使导管的埋置深度较深,防止钢筋上浮,造成事故;
（5）加强对砼面的观测,及时正确的拆除导管,使导管埋深在2m～6m范围内;
5.4钢管柱定位保证措施
1、为保证HPE工法设备的正常运行，对部分地面进行硬化或使用钢板箱，保证机械的平整度
2、加大对测量人员的培训和仪器设备的配置，保证在施工测量方面避免较大的误差。
3、在正式使用前，对相关设备仪器进行校正和调试。
4、在起吊过程中，采用双点起吊，保证钢管柱的饶度在可控范围内。
5、施工前，对相关操作人员进行执证上岗检查，保证有相应的资质证书。
5.5钢管砼柱质量保证措施
1、施工前，由工程部将施工图转换为钢管柱分段施工图；
由项目技术负责人对施工人员进行技术交底，强化工艺要求。
2、在施工过程的每道工序中，配备可以胜任的人员，以保证控制影响产品质量的因素及其管理活动处于受控制状态。
3、在施工过程的每道工序中，配备可以胜任的人员，以保证控制影响产品质量的因素及其管理活动处于受控制状态。
4、在施工过程的每道工序中，严格按有关报验程序进行工序检验，切实做好自检、互检、交接检工作，严格执行三级检验制度。
5、由于测量受日照影响很大，要控制测量时间，宜在早晨或傍晚进行垂直度、轴线、标高的测量工作，以求准确。
6、钢管柱的制作要求各部件的制作、焊接的尺寸、位置、标高均准确。
为减少现场工作量、保证质量，钢管经检验合格后运至现场安装。
7、钢管柱的对焊严格控制同类型焊机和焊接电流等参数明确焊工责任制，保证焊接质量。
8、钢管柱现场安装采用两点捆绑垂直吊装，用两台经纬仪从垂直的两个方向观测指导吊装
9、钢管混凝土配合比设计应该遵循早强、高强、微膨胀、自密实、优良的工作性能。
10、砼的灌注严格按照施工工艺顺序施工，要求振捣密实，设专人
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