抗拔桩及临时立柱专项施工方案.doc
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珠机城际轨道交通工程拱北至横琴段金融岛站抗拔桩与临时立柱专项施工方案
珠机城际轨道交通工程拱北至横琴段
金融岛站抗拔桩及临时立柱
专项施工方案
编制：
审核：
批准：
中交珠海城际轨道交通项目三工区项目经理部
二O一四年七月
目录
1、分部工程概况 4
1.1、工程简介 6
1.1.1、围护结构概况及抗拔桩与临时立柱结构设计 9
1.1.2、构造及技术要求 10
1.1.3、主要工程数量 10
1.1.4、分部工程比重及影响程度 11
1.2、施工环境及条件 12
1.1.1、工程及水文地质 15
1.2.2、交通环境、既有建筑物及管线 17
1.2.3、临时用水用电条件 17
1.2.4、地震参数 17
1.3、本分部工程的目标及管理要求 17
1.4、适用技术标准、规范及验收标准等 17
2、环境因素、危险源及风险分析、评估 18
2.1、环境因素、危险源辨识及难点、要点分析及把握 18
2.2、风险分析、评估 19
2.3、对风险控制和保证技术措施 19
2.3.1、技术路线 19
2.3.2、管控要点 19
2.3.3、主要技术对策措施 19
3、主要施工工艺方案 20
3.1、施工组织及施工安排 20
3.1.1、管理模式及管理组织关系 20
3.1.2、施工安排 22
3.1.2.1、施工准备 22
3.1.2.2、施工方案选择 22
3.1.2.3、施工总体安排 23
3.1.2.4、总体施工工艺流程 23
3.2、施工方案及工艺技术方案 23
3.2.1、施工流程 23
3.2.2、施工平面布置 24
3.2.3、施工工艺 24
3.2.4、施工方法 26
3.3、施工保证措施 39
3.3.1、工艺保证措施 39
3.3.2、质量保证措施 40
3.4、常见质量故障之预防与处理 41
3.4.1、孔斜预防措施 41
3.4.2、防止塌孔措施 41
3.4.3、处理卡埋钻的方法措施 42
3.4.4、灌注砼过程钢筋笼上浮预防措施 43
3.4.5、钻进过程中常见故障原因及处理方法.....................................................43
3.5、断桩处理预案 43
3.5.1、断桩原因 43
3.5.2、预防措施 44
3.5.3、断桩处理方法 45
3.6、主要资源配置及使用 45
3.6.1、机械设备及劳动力配置 45
3.6.2、材料供购方式 46
3.6.3、主要材料现场使用管理 46
4、职业健康安全、环境保护、质量保证技术措施 46
4.1、影响本分部工程施工的主要因素、环节或部位 46
4.2、职业健康、安全保证技术措施 47
4.3、文明施工环境保护措施 48
4.3.1、文明施工措施 48
4.3.2、环境保护措施 48
4.4、质量保证措施 49
4.4.1、质量管理 49
4.4.1.1、建立质量保证体系 49
4.4.1.2、质量管理体系 50
4.4.1.3、制定质量方针、目标与原则 50
4.4.1.4、制定质检计划 50
4.4.1.5、建立严格的现场质量保证制度 50
4.4.2、确保工程质量的技术要求和措施 51
4.4.2.1、平面控制网测设的技术要求与措施 51
4.4.2.2、原材料质量保证措施 51
4.4.2.3、钢筋施工的质量保证措施 52
4.5、安全应急预案 52
4.5.1、安全应急组织机构 52
4.5.2、应急预案体系构建及分类 53
4.5.3、应急处理流程 55
1、分部工程概况
1.1、工程简介
金融岛车站中心里程DK9+620.00，起点里程DK9+499.00，终点里程为DK9+753.00。
车站长×宽约254m×38~30.4m，为地下站，位于珠海市横琴岛上的金融岛，与澳门隔海相望。
该地块为十字门公司南部片区填筑的人工岛屿，作为其主要的商务区中心，车站位置处为十字门规划B-1路。
中交珠海城际轨道交通项目三工区项目经理部9
图1.1-1金融岛站平面示意图
1.1.1、围护结构概况及抗拔桩与临时立柱结构设计
车站为地下三层三跨明挖车站，岛式站台，采用明挖顺作法施工。
明挖基坑围护结构采用1.2m厚地下连续墙+内支撑的支护形式，车站主体结构基坑标准段开挖深度26.5m，端头基坑开挖深度30.0m，连续墙深度44～56m。
共设6~7道围囹支撑（端头井7道，标准段6道，另设一道换撑）。
基坑围护结构内侧共设置φ1000mm钢筋混凝土抗拔桩107根，其中兼做格构柱基础桩的抗拔桩共43根，各抗拔桩桩长均为20m，格构柱顶板所焊接的锚筋锚入第一道混凝土支撑，其余各道混凝土支撑在与格构柱交接处进行混凝土包裹。
围护及支撑结构概况与抗拔桩平剖面布置见图1.1-2、1.1-3。
图1.1-2a.围护及支撑结构概况与抗拔桩平面布置示意图（无支撑设置时）
图1.1-2b.围护及支撑结构概况与抗拔桩平面布置示意图（钢筋混凝土支撑设置时）
图1.1-3a.围护及支撑结构概况与抗拔桩平面布置示意图（标准段）
图1.1-3b.围护及支撑结构概况与抗拔桩平面布置示意图（端头井段）
1.1.2、构造及技术要求
1、钢筋保护层厚度：
80mm；
2、桩的充盈系数不小于1.1，也不宜大于1.3，成孔需用优质泥浆，制备泥浆指标应符合JGJ94-2008要求；
3、桩施工前应作成孔试验，每根桩需用超声波检测成孔形状，以保证孔径、孔壁粗糙度；
4、孔底沉渣不得大于100mm；
5、钻孔灌注桩桩位偏差不大于50mm，桩身垂直度偏差不大于1/300；
6、抗拔桩施工前需进行试桩，试桩数量不得少于总数的1%，且不得少于3根。
7、工程材料
（1）混凝土强度等级：
C40
（2）钢筋：
HPB300、HRB400
（3）焊条：
HPB300钢采用E43XX型，HRB钢采用E50XX型
（4）型钢及板材：
Q235b钢
1.1.3、主要工程数量
主要工程数量见表1.1-1，1.1-2。
表1.1-1冲孔灌注桩钢筋统计表
序号
钢筋名称
钢筋编号
直径
间距
钢筋数量
单根长度（m）
总长度（m）
重量（t）
1
桩身主筋
1#
22
/
16
21.000
336
1.00339008
2
螺旋箍筋
2#
12
200
100
0.615
61.5
0.05464152
3
焊接加强箍筋
3#
20
2000
10
0.581
5.81
0.01433908
4
搭接筋
4#
12
300
40
1.244
49.76
0.044210765
5
定位筋
/
12
2000
80
0.600
48
0.04264704
6
三角架立筋
/
20
2000
30
0.800
24
0.059232
7
合计/t
1.218
7
107根总计计/t
130.375
表1.1-2格构柱钢材统计表
序号
钢材名称
型号或截面尺寸
直径
厚度
钢材/钢筋数量
单根长度/面积
总长度/面积
重量（t）
1
角钢
L200×24
/
/
4
24.000
96
7.23456
2
缀板1
450×300
/
12
108
0.135
14.58
1.373436
3
缀板2
450×150
/
10
28
0.068
1.89
0.148365
4
加劲板
不规则
/
14
12
0.017
0.2058
0.02261742
5
顶部钢板
/
/
20
1
0.548
0.5476
0.0859732
6
锚筋
/
20
/
25
0.700
17.5
0.04319
7
合计/t
8.908
7
43根临时立柱总计/t
383.050
1.1.4、分部工程比重及影响程度
抗拔桩及临时立柱在工程总体中所占的比重较小，且临时立柱及灌注桩不属于主体结构。
但抗拔桩及临时立柱的施工质量直接关系主体结构的抗浮抵抗及支撑开挖过程中的各道支撑安装质量安全，对基坑开挖及主体结构的安全施工起到的作用是至关重要的。
金融岛站施工工期紧，由原来的盾构井接收站变更成为了双盾构始发站，抗拔桩及临时立柱分部工程能否既保质又保量进行安全施工，在要求的工期范围内完成施工作业，直接影响到后续基坑开挖与支撑安装工程的施工，作为珠海城际拱北至横琴段的控制工程，对整条线路的运营通车都起着非常重要的作用。
1.2、施工环境及条件
1.1.1、工程及水文地质
车站深度范围内共揭示11个地层，从上至下地层划分基本依照人工填土——淤泥——淤泥质粘土——粉质粘土——粉砂——中砂——粗砂的地层次序，无基岩揭露，推荐地基承载力从40kpa-250kpa不等，其中填土土体成分极不均匀、密度也不均匀，地层条件较为恶劣。
车站临海，其中车站中心距南海边仅160m，场区位于海积平原区，地势平坦开阔，地面高程多小于5m，地下水位高，勘察期水位埋深0.8~5.4m，标高为1.78~3.29m。
其地下水主要为第四系孔隙水，受地表水补给，基坑开挖的砂类土中存在一定的承压水层，车站范围内存在砂土液化、地面沉降等不良地质作用。
车站施工区域邻海，地表水主要为邻近南海的海水，极其丰富；地下水主要为基岩裂隙水，水量贫乏。
市区年平均雨量1700～2300mm。
前汛期一般始于4月下旬，后汛期在7月至9月间。
且汛期暴雨多强度大、历时短易引起严重洪涝灾害。
各岩土层分布及特征分述如下：
（1）人土填土层（Q4ml）
（1）0人工填土，杂色，潮湿，松散～稍密，主要以杂填土为主，成分多为黏性土，多夹有花岗岩质的碎石块，局部含有中粗砂，部分地段表层有厚约0.3m的混凝土。
广泛分布于场区范围内，层厚1.0～10.9m，平均层厚3.46m。
（2）第四系全新统海陆相交互沉积层（Q4mc）
（1）1-1淤泥（Q4mc），灰色～深灰色，流塑，土质均匀，含少许腐质物。
广泛分布于场区范围内，层厚1.1～18.90m，平均层厚7.9m；埋深3.9～14.7m，平均埋深8.76m。
推荐地基基本承载力σ0=40kPa。
（1）1-2淤泥质粉质黏土、黏土（Q4mc），灰色～深灰色，软塑，土质较均匀，含少许腐质物及贝壳碎屑，局部夹有中粗砂。
广泛分布于场区范围内，层厚1.0～16.0m，平均层厚9.64m；埋深19.7～34.70m，平均埋深24.50m。
推荐地基基本承载力σ0=60kPa。
（1）2-2粉质黏土、黏土（Q4mc），灰色～褐黄色，软塑，局部夹有中粗砂及贝壳碎屑。
仅揭露于Jz-Ⅱ12-金4钻孔，层厚2.0m；埋深34.7m。
推荐地基基本承载力σ0=100kPa。
（1）2-3粉质黏土、黏土（Q4mc），褐黄色、褐红色、灰褐色，可塑，土质较均匀，局部夹有薄层中粗砂。
广泛分布于场区范围内，层厚1.4～9.2m，平均层厚4.28m；埋深19.5～49.0m，平均埋深38.9m。
推荐地基基本承载力σ0=120kPa。
（2）1-1粉砂（Q4mc），灰色、褐黄色、饱和、松散，主要成分为石英，局部夹有薄层淤泥质粉质黏土，广泛分布于场区范围内，层厚1.4～3.9m，平均层厚3.01m；埋深1.0～6.2m，平均埋深2.29m。
推荐地基基本承载力σ0=70kPa。
（2）1-2粉砂（Q4mc），灰色、褐黄色，饱和，稍密，主要成分为石英，局部夹有淤泥质粉质黏土，广泛分布于场区范围内，层厚1.2～3.6m，平均层厚2.22m；埋深7.7～12.7m，平均埋深10.14m。
推荐地基基本承载力σ0=90kPa。
（2）3-2中砂（Q4mc），褐灰色、灰白色，饱和、稍密，颗粒不均匀，主要成分为石英，局部夹黏性土，揭露于Jz-Ⅱ11-金7、金9两个钻孔，层厚1.9～2.5m，平均层厚2.2m；埋深约20.4m。
推荐地基基本承载力σ0=110kPa。
（2）3-3中砂（Q4mc），褐灰色、灰白色，饱和、中密，颗粒不均匀，主要成分为石英，局部夹有黏性土及粗砾砂，广泛分布于场区范围内，层厚1.0～7.2m，平均层厚3.72m；埋深29.3～41.5m，平均埋深32.04m。
推荐地基基本承载力σ0=150kPa。
（2）3-4中砂（Q4mc），褐灰色、灰白色，饱和、密实，颗粒不均匀，主要成分为石英，局部夹有黏性土及粗砾砂。
层厚1.7～12.9m，平均层厚6.13m；埋深33.0～52.3m，平均埋深38.17m。
推荐地基基本承载力σ0=200kPa。
（2）4-4粗砂（Q4mc），灰色、褐黄色，饱和、密实，主要成分为石英，局部夹有黏性土及中砂和砾砂，广泛分布于场区范围内。
层厚0.7～10.8m，平均层厚4.87m；埋深40.5～50.5m，平均埋深45.47m。
推荐地基基本承载力σ0=250kPa。
图1.2-1工程地质典型剖面柱状图
13
图1.2-2工程地质纵断面图
56
1.2.2、交通环境、既有建筑物及管线
1、交通环境
项目全部在横琴新区内，横琴与珠海陆路连接全部靠现有的横琴大桥，横琴新区在前期的基础施工时，路网基本已基本完善，现在的路网可以到达每一个施工地点，不需要修建长距离的施工便道，就近接通或搭设短便桥（横琴长隆站需搭跨排洪渠便桥1座）即可满足交通需要。
铁路营运利用广珠货运铁路到珠海西站，需公路倒运至工地。
水路运输上有前山水道（Ⅳ级航道）、马骝洲水道、磨刀门水道（I级航道）、泥湾门水道（Ⅴ级航道），各航道四季通航，通航船舶一般在100～3000吨，但目前横琴岛上暂没有贷运码头可借用，需在港湾港或香洲区码头上贷后再公路倒运到工地。
详见交通条件示意图1.2-3。
图1.2-3交通条件示意图
2、既有建筑物
金融岛车站位于珠海市横琴岛上的金融岛，与澳门隔海相望。
该地块为十字门公司南部片区填筑的人工岛屿，作为其主要的商务区中心。
金融岛站左侧端头紧临南方传媒大厦深基坑，两基坑主体围护结构外边线净距15m，基坑红线范围重叠，红线重叠4.5m，南方传媒大厦基坑深19m，详见图1.2-4。
图1.2-4金融岛站周边环境示意图
3、地下管线
金融岛车站大里程端头已施工的汇通五路交叉路口的绿化带、沥青路面下有信号灯线，路灯电线4条，预留的部分市政地下管线6条；车站正中横穿1条10kv电缆，目前该段路尚未验收移交建设单位属十字门控股公司，周边主要污水管分布详见图1.2-5，上述地下管线在基坑开挖前已全部完成迁改。
图1.2-5车站周边主要污水管线分布
1.2.3、临时用水用电条件
车站施工位处市区，水电资源丰富，施工用水从市政供水管道就近接入，以横琴自来水厂为水源。
沿线电力资源丰富，施工用电采取就近引入的方式。
1.2.4、地震参数
根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001）拟建场地处于地震基本烈度Ⅶ度区，地震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度为6度。
1.3、本分部工程的目标及管理要求
1、质量目标
达到国家和铁路行业主管部门、中国铁路总公司现行的质量验收标准和设计要求，一次性验收合格率达到100%。
2、安全目标
坚持“安全第一，预防为主、综合治理”的方针，建立健全安全管理组织机构，完善安全生产保证体系，创建安全生产标准工地，杜绝安全较大及以上事故，防止一般事故的发生，消灭一切责任事故，保障铁路运输安全和畅通，保护人身安全和财产安全。
3、环保节能目标
科学规划、节约用地，粉尘、噪音、震动、废气、废水、废物控制达标，市民无投诉。
4、职业健康安全目标
保护环境、关爱员工健康、铸造品牌工程；职业病发生率小于0.5‰。
5、文明施工目标
现场布局合理，施工组织有方，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净。
6、工期目标
2014年9月25日——2014年11月20日
1.4、适用技术标准、规范及验收标准等
1、国家和铁路总公司现行设计规范、施工指南、验收标准，见表1.4-1。
表1.4-1施工技术文件、标准及规范表；
序号
标准名称
文件编号或标准号
1
铁路混凝土工程施工技术指南
铁建设[2010]241号
2
建筑桩基技术规范
JGJ94-2008
3
建筑基桩检测技术规范
JGJ106-2003
4
高速铁路工程测量规范
TB10601-2009
5
城市轨道交通工程测量规范
GB50308-2008
6
建筑基坑工程监测技术规范
GB50497-2009
7
铁路站场工程施工质量验收标准
TB10423-2003
8
铁路混凝土工程施工质量验收标准
TB10424-2010
9
地下铁道工程施工及验收规范
GB50299-1999（2003版）
10
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2011
11
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
12
铁路工程基本作业施工安全技术规程
TB10301-2009
13
施工现场临时用电安全技术规程
JGJ46-2005
14
钢筋焊接及验收规范
JGJ18-2003
15
铁路混凝土工程钢筋机械连接技术暂行规定
铁建设[2010]41号
3、《新建铁路珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程拱北至横琴段金融岛站施工图设计》。
4、《新建铁路珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程施工图设计金融岛车站工程地质勘探报告》。
5、环水保方面依据《中华人民共和国环境保护法》、《环境影响评价法》、《水污染防治法》、《水土保持法》、《文物保护法》及相关的《条例》和省（自治区）、市有关法律、法规、规定。
6、广东省及珠海市有关地方政策、法规。
7、我单位类似工程的施工经验及设备情况。
2、环境因素、危险源及风险分析、评估
2.1、环境因素、危险源辨识及难点、要点分析及把握
1、车站施工属于市政工程范畴，总体施工可用范围及材料加工场地较为狭隘，且抗拔桩与临时立柱计划于地连墙工程进度过半时开始进行施工，原有的地连墙钢筋笼加工场地应总体施工进度要求本已十分紧张，抗拔桩与临时立柱施工前期涉及到与地连墙施工的交叉作业，在场地周转使用上难度较大，需做好对应的协调工作。
2、抗拔桩与临时立柱结构从上至下依次穿过人工填土层、淤泥层、淤泥质粘土层、粉质粘层土、粉砂层、中砂地层，落于粗砂地层上，桩身沿线软弱地层深度范围大，车站开挖范围内地下水位高，且设计给出的桩身垂直度要求高，给抗拔桩及临时立柱的成孔及砼浇筑作业带来了较大的难度，施工过程中需控制好泥浆循环比重及水下混凝土浇筑质量。
3、本工程所施作的抗拔桩桩长均为20m，其中部分兼做临时立柱的抗拔桩，总体结构长度达约45~53m，需进行一次性整体吊装，对钢筋笼及临时立柱连接体的刚度有一定要求，整体吊装要求较高，存在一定的吊装风险，需对吊装结构整体采取一定的加固措施。
2.2、风险分析、评估
经分析，本工程钢筋笼及临时立柱连接体的吊装过程中可能会存在钢筋笼弯曲、结构失稳等情况，需采取一定的控制措施，加强抗拔桩钢筋笼体与临时立柱结构体的连接，保证钢筋焊接质量，并合理选择吊装设备、布置吊点。
但结合目前公司已有的水工及铁路桥梁经验，且施工工艺属常规性施工工艺，故不划为危险性较大的分部工程之列。
2.3、对风险控制和保证技术措施
2.3.1、技术路线
技术路线见图2.3-1。
图2.3-1技术管理路线图
2.3.2、管控要点
1、严格执行技术路线流程，进行多级讨论审核，对专项方案进行充分论证，严格控制钢筋笼结构连接体的加工质量，做好专项方案的编制工作。
2、做好吊装过程中的安全警戒，依照项目已有的质量、安全、环保体系，结合专项施工方案及现场环境做好对应工作。
3、严格做好钢筋加工、混凝土等原材料的质量检控工作，严格控制好成孔过程中的泥浆比重，保证成孔不扩孔、塌孔，在垂直度满足设计要求的同时充分保证混凝土配合比的合理性及浇筑质量。
4、做好吊装设备及吊装器具的选型及吊点分布工作，必要时进行结构刚度验算，保障吊装一次性实施到位。
2.3.3、主要技术对策措施
1、施工前进行试桩，根据设计及规范的要求，结合项目自有设备，共进行为数不少于3根的试验成桩，通过试桩并结合已有施工经验，确定合理的施工工艺参数并判定桩身完整性是否满足要求。
2、对钢筋笼及临时立柱连接体采取加固措施，保障桩身及立柱沿线结构体的刚度满足吊装要求，在施工前通过选择合适的吊装设备、吊装器具、吊点分布，对钢筋笼及临时立柱连接体进行试吊。
3、做好钢筋、钢材加工及焊接过程中的通病预防处理措施，严格按照技术要求做好成品加工的质量管控工作。
3、主要施工工艺方案
3.1、施工组织及施工安排
3.1.1、管理模式及管理组织关系
本工程施工管理模式采用架子队管理模式，管理组织关系见图3.1-1。
图3.1-1管理组织关系图
3.1.2、施工安排
3.1.2.1、施工准备
1、内业准备
（1）项目部组织工程技术相关人员已完成对施工图设计的熟悉与审核，并就施工图设计中存在的问题与设计单位进行沟通明确。
（2）专项施工方案完成编制，并已按照技术管理路线完成方案的审批与报备，分发到各部门及施工工点。
（3）相关机械设备、特种操作人员的资质资料已完成审批及报备。
（4）相关施工规范、技术标准、适用文件及经验资料等收集完成。
（5）完成作业指导书的编制、报批及分发。
（6）完成三级质量、安全交底技术工作。
（7）完成混凝土配合比的设计及报验工作。
（8）测量控制网已建立，测量加密点满足施工要求。
2、外业准备
（1）施工场地内临电、临水已接入到位，满足施工要求，施工场地平坦，交通便利。
（2）根据业主及设计单位提供的测量控制点位，确定桩位基准轴线，并现场标识。
（3）做好排水系统设置，并预先探明和消除桩位处的地下障碍物。
（4）施工前应做好设备安装、调试检查工作。
（5）做好供水供电、夜间照明等工作。
3.1.2.2、施工方案选择
金融岛车站属填海工程，车站开挖范围内地下水位高，整体上浮力大，故设置抗拔桩，抗拔桩采用φ1000mm钻孔灌注桩，车站所有抗拔桩设计嵌入底板深度均为20m，单桩设计承载力为1210kN。
由于本车站底板下基本以中砂——粗砂地层为主，无基岩揭露，考虑到基坑内已采取格栅式基底加固但强度不大，采用旋挖钻孔灌注桩施工工艺。
但是据勘察资料显示，现场小里程端头井部分区域有9米深左右片石层，对于此部分采用冲孔钻机和旋挖钻机相结合的办法完成灌注施工，即先用冲孔钻机打透片石层，而后旋挖钻机完成后续钻孔灌注施工的办法
本车站基坑内支撑竖向布置主要采用3道钢筋混凝土支撑+3道钢管支撑+1道钢支撑换撑的形式，为了保证支撑的结构安全，减少挠度，采用临时立柱支撑。
车站部分
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