5、洞桩法施工工艺工法

洞桩法施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况 洞桩法是在传统浅埋暗挖基础上创新吸收盖挖法的技术成果而形成的一种新工法，又称caven-pba工法。随着我国地铁施工技术的发展，在城市地铁施工中得到广泛的应用。又因为盖挖法分为盖挖逆作法和盖挖顺作法两种施工方法，所以洞桩法也分为洞桩逆作法和洞桩顺作法，本文以洞桩逆作法为准进行论述。1.2工艺原理将明挖框架结构施工方法和盖挖法进行有机结合，即地面不具备施工基坑围护结构条件时，在施工过程中,首先开挖小导洞并在导洞里施作围护钻孔边桩,施工两排桩之间的拱顶结构（桩顶纵梁）,使围护桩、桩顶纵梁、拱顶共同构成桩、梁、拱支撑框架体系,承受施工过程的外部荷载;然后在拱顶和边桩保护下,逐层向下开挖,施工内部结构,最终形成由外层边桩、拱顶初期支护(又称临时支护)和内层二次衬砌组合而成的永久承载体系。2工艺工法特点2.1 优点:2.1.1在非强透水地层中，将有水地层的施工变为无水、少水施工，避免因长期大量降水引起的地表沉降和费用增大，有利于保护地下水资源和降低施工措施费。2.1.2以桩作支护，稳妥、安全，也利于控制地层沉降对初期支护的刚度弱化。2.1.3拆除临时工程量相对较少、结构受力条件也好，相对经济合理。2.1.4 对结构层数限制少，对保护暗挖结构附近的地下构筑物和周边建筑物的安全有利。2.1.5在桩、梁、拱承载体系形成后，有较大的施工空间，便于机械化作业，从而加快进度。2.1.6在水位线以上的地层中开设的导洞内施工孔桩，利用其“排桩效应”对两侧土体起到了支挡作用，可减少因流沙、地下水带来的施工安全隐患。2.2 缺点:2.2.1 工序转换复杂，容易引起二次或多次沉降，且增加施工工期。2.2.2各个工序的衔接不当会增加塌方的危险。2.2.3 结构施工缝较多，防水及施工缝处理要求高。3 适用范围 适合地面交通难以导改、周边建筑物和管线密集，拆改移代价大、 受环境条件限制无法进行明挖施工的地下结构工程。4 主要引用标准4.1地铁设计规范（GB50157）4.2地下铁道工程施工及验收规范（GB50299）4.3地铁混凝土技术规范（DB2101/TJ05）4.4建筑基坑支护技术规范（JGJ120）4.5地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308）5施工方法利用车站明挖段和竖井进入主体施工横通道后，首先开挖下层导洞，下层导洞进尺810米后开挖上层导洞，导洞采用台阶法施工。下层导洞开挖30米后，由下层边导洞开设马头门向中导洞开挖横通道。下层导洞贯通后在下层边导洞内施工边桩基础，同时在下层中导洞施工底纵梁、在横通道内施工混凝土横向基础。然后跳桩开挖边桩和钢管柱人工挖孔桩，施作边桩和钢管柱，接着分段施工边桩冠梁和顶纵梁，边桩冠梁和顶纵梁完成后及时回填背后混凝土。然后进行初支扣拱施工，扣拱过程中设临时中隔壁和中隔板。初支扣拱完成后破除临时中隔壁和中隔板，施工二衬拱部结构，洞桩法施工完成。6 工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程边桩挖孔桩及灌注钢管柱挖孔桩及安装顶纵梁施工边桩冠梁施工开挖初支扣拱二衬扣拱施工准备下层导洞及横通道施工上层导洞施工下层边导洞边桩基础施工下层边导洞内边桩基础施工下层中导洞底纵梁施工逆做剩余结构图1 洞桩法工序流程图6.2操作要点 6.2.1施工顺序示意图及说明表1 洞桩逆作法施工顺序示意图及说明序号洞桩逆作法施工顺序示意图文字说明（图中红色为施做部分）1第一步：下导洞进行开挖施工，先施工边左右边导洞，待左右边导洞开挖810米后开挖中导洞，导洞采用台阶法施工。2第二步：下导洞开挖810米后开挖上导洞，上导洞先施工左右边导洞，待左右边导洞开挖810米后开挖中导洞，导洞采用台阶法施工。3第三步：下导洞开挖30米后进行下导洞横通道开挖施工，横通道由边导洞开设马头门进入中导洞，左右两侧横通道不得在同一里程同时施工。4第四步：下导洞贯通后在边导洞施工边桩基础和在中导洞施工地梁，横通道内施工横向混凝土支撑。边桩基础和地梁由北向南施工，地梁施工时注意预留底板钢筋接头和钢管柱法兰螺栓和钢管柱钢筋。5第五步：跳桩开挖边桩和钢管柱挖孔桩，施作边桩和钢管柱。6第六步：1、边桩施工过程中注意尽快形成连续10m20m连续段，在形成连续段后及时回填桩后混凝土。2、边桩和钢管柱形成连续10m20m连续段后，分段施工边桩冠梁和天梁，边桩冠梁和天梁施工后及时进行背后回填混凝土。7第七步: 边桩冠梁和天梁成型后进行扣拱施工，扣拱左右步距810m，扣拱过程中设临时中隔壁和中隔板。8第八步: 初支扣拱完成后破除临时中隔壁和中隔板，施工二衬拱部结构。9第九步: 二衬扣拱完成后，开挖至站厅层楼板标高，土模施工楼板结构，注意与站厅层、站台层边墙施工缝和钢筋接头的留置。10第十步: 站厅层楼板施工完毕后，施工站厅层边墙。11第十一步:站厅层边墙施工完毕后，向下开挖至底板标高，施做站台层底板。12第十二步:站台层底板施工完毕后，施做站台层边墙。表2 洞桩顺作法施工顺序示意图及说明序号洞桩顺作法施工顺序示意图文字说明（红色为施作部分）1第一步：下导洞进行开挖施工，先施工边左右边导洞，待左右边导洞开挖810米后开挖中导洞，导洞采用台阶法施工。2第二步：下导洞开挖810米后开挖上导洞，上导洞先施工左右边导洞，待左右边导洞开挖810米后开挖中导洞，导洞采用台阶法施工。3第三步：下导洞开挖30米后进行下导洞横通道开挖施工，横通道由边导洞开设马头门进入中导洞，左右两侧横通道不得在同一里程同时施工。4第四步：下导洞贯通后在边导洞施工边桩基础和在中导洞施工地梁，横通道内施工横向混凝土支撑。边桩基础和地梁由北向南施工，地梁施工时注意预留底板钢筋接头和钢管柱法兰螺栓和钢管柱钢筋。5第五步：跳桩开挖边桩和钢管柱挖孔桩，施作边桩和钢管柱。6第六步：1、边桩施工过程中注意尽快形成连续10m20m连续段，在形成连续段后及时回填桩后混凝土。2、边桩和钢管柱形成连续10m20m连续段后，分段施工边桩冠梁和天梁，边桩冠梁和天梁施工后及时进行背后回填混凝土。7第七步: 边桩冠梁和天梁成型后进行扣拱施工，扣拱左右步距810m，扣拱过程中设临时中隔壁和中隔板。8第八步: 初支扣拱完成后破除临时中隔壁和中隔板，施工二衬拱部结构。9第九步: 二衬扣拱完成后，开挖至站厅层楼板标高，土模施工楼板结构，注意与站厅层、站台层边墙施工缝和钢筋接头的留置。10第十步: 站厅层楼板施工完毕后，施工站厅层边墙。11第十一步:站厅层边墙施工完毕后，向下开挖至底板标高，施做站台层底板。12第十二步:站台层底板施工完毕后，施做站台层边墙。注：本工艺流程均在降水达到无水作业条件下进行施工。 6.2.2 导洞施工流程图施工准备马头门施工 不合格打设超前小导管注浆 土方开挖 钢格栅架立 连接筋、网片焊接 喷射混凝土 下一循环 堵头墙施工 图2 下层导洞施工工艺流程图6.2.3导洞操作要点1施工中必须严格遵循“管超前，严注浆，短进尺，强支护，快封闭，勤量测”的原则，导洞施工顺序为先施工下导洞再施工上导洞，先施工边导洞再施工中导洞，上下导洞、左右导洞控制步距810m避免群洞效应，下层导洞横通道在导洞超前20m后方可进行开挖施工。2洞桩法暗挖车站导洞及横通道主要有采用4种截面，均为圆拱直墙式。其中上层3个导洞和下层导洞的2个边导洞均为A型导洞断面尺寸为4.1m×5.1m；下层导洞中导洞为B、C型导洞断面尺寸为4.6m×5.1m、4.6m×6.5m；下层导洞横通道为F型导洞断面尺寸为3m×2.7m。图3 导洞截面图6.2.4横通道马头门施工方法破洞门开槽架立拱架喷射混凝土6.2.5人工挖孔桩1施工工艺流程图：以下为单根挖孔桩的施工工艺流程图。（见图 5）2测量定位。在护壁上二次投测标高及桩位十字线轴线是测量定位开口施工挖第一节孔桩土安装垂直运输设备安模浇第一节混凝土护壁安装活动吊桶第二（下）节桩身挖土安装通风照明等设施清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径拆第一（上）节模板安第二（下）节模板浇第二（下）节混凝土护壁成孔验收钢筋笼安装定位破除下导洞拱部支护浇注桩身混凝土钢管柱安装定位验收或钻或边桩钢筋验收3开孔、开挖施工。 图5 人工挖孔桩流程图6.2.6桩顶冠梁1清理桩头2 地面找平3支架模板序号项目允许偏差（mm）检验方法1钢筋笼主筋间距±10尺量箍筋间距±20直径±10长度±50主筋保护层厚度±102护壁厚度±20尺量护壁模板直径符合设计3桩位偏差纵向±50拉线尺量横向0304垂直度3吊线尺量5桩径±50尺量表3 人工挖孔桩允许偏差表预埋图8 冠梁模板支架图4 冠梁钢筋的绑扎5冠梁混凝土的灌注施工流程见下图。预埋钢板凿桩头、整平桩顶清洁、调直桩顶钢筋测量放线绑扎冠梁钢筋拆 模养 护立 模灌注混凝土钢筋制作钢筋检测图10 冠梁施工工艺流程图6.2.7桩间喷射混凝土1喷射前的准备要求 ：对开挖出的暴露面按照测量放样定出的基准面进行人工修坡，在桩体上植入12架立钢筋对钢筋网片进行定位。植入的架立钢筋同时作为控制喷射混凝土厚度的标志。2喷射混凝土作业分段分片进行。喷射作业自下而上。一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定，后喷一层应在先喷一层凝固后进行。3两次喷混凝土作业应留一定的时间间隔，为使施工搭接方便，每层下部30cm暂不喷射，并做45°的斜面形状。每次喷混凝土完毕后，及时检查厚度，若厚度不够需进行补喷达到设计厚度，禁止将回弹料做为喷射料使用。6.2.8超前小导管及注浆地铁开挖超前支护采用42热轧无缝钢管注浆加固开挖面，保证开挖安全。1施工步骤画出小导管位置打入小导管连接注浆管堵塞孔口空隙注浆关闭导管口、拆除注浆系统。2施工方法及工艺流程用人工