旋喷桩,钻孔桩

7.2围护结构施工方案

7.2.1 钻孔灌注桩、高压旋喷桩及桩顶冠梁施工

7.2.1.1 围护结构形式

1、2号线车站及附属结构基坑均采用钻孔灌注桩支护，灌注桩外侧施工高压旋喷桩作为止水帷幕，由于半幅盖挖施工在基坑中部施工临时立柱，为防止结构上浮基坑中部同时施工抗拔桩。1号线车站围护桩桩径Φ800mm，桩间距1200mm，桩顶设冠梁联系，冠梁800mm×1000mm，桩底深入结构底板面以下7.5m，基坑设置三道钢围檩及钢支撑体系支护，钢支撑采用Φ609t=14钢管，水平间距3000mm。地下商业开挖部分采用桩锚支护体系，三道锚索，锚杆直径200mm，倾角20度。第一道锚索4根d＝15.24，自由段长8m，锚固段长17m。第一道锚索6根d＝15.24，自由段长7m，锚固段长18m。第三道锚索6根d＝15.24，自由段长6m，锚固段长19m。抗拔桩直径800mm，间距6m。临时立柱采用直径1000mm灌注桩基础，上部安装工字钢。2号线车站围护桩桩径Φ1000mm，桩间距1400mm，桩顶设冠梁联系，冠梁1000mm×1000mm，桩底深入结构底板面以下10m，基坑设置五道道钢围檩及钢支撑体系支护，钢支撑采用Φ609，t=14钢管，水平间距3000mm。旋喷桩直径600mm，间距同桩间距。桩间采用C20喷射混凝土支护。

7.2.1.2 钻孔桩施工工艺流程

图7.2-1 钻孔桩施工流程图

7.2.1.3钻孔桩施工

为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成塌孔，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按隔孔施作，如图7.2-2施作钻孔灌注桩的顺序为1、4、7，2、5、8，3、6、9。

冠梁钻孔灌注桩

图7.2-2 钻孔桩施工顺序示意图

（1）测量放线：依据设计图纸的桩位进行测量放线，使用全站仪测定桩位。在桩位点打300mm深的木桩，桩上标定桩位中心，并采用“十字栓桩法”作好标记，并加以保护。测量结果经自检、复检后，报请监理复核，复核无误并签字认可后，方可施工。

（2）护筒埋设：护筒采用板厚为4～6mm的钢板焊接整体式钢护筒，直径根据桩径分为1m及1.2m，埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度。护筒顶标高应高于施工面200～300mm，并确保筒壁与水平面垂直，隔离地面水，稳定孔口土壤和保护孔壁不塌，以保证其垂直度并防止泥浆流

失，以利钻孔工作进行。护筒周围用粘土分层夯实。

（3）设备安装及钻机就位：钻机就位前，须将路基垫平填实，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度。钻机安装就位之后，应精心调平，确保施工中不发生倾斜、移位。

对孔位时，采用十字交叉法对中孔位。在对完孔位后，操作手启动定位系统，予以定位记忆。对中孔位后，钻机不得移位，钻臂也不得随意改变角度。

（4）泥浆制备

本工程采用膨润土泥浆进行护壁。泥浆比重应控制在1.1～1.3，胶体率不低于95%；含砂率不大于4%。成孔过程中,泥浆系统应定期清理,确保文明施工。泥浆池实行专人管理、负责。泥浆性能指标及测试方法见下表7-2。

泥浆性能指标及测试方法表

（5）钻孔

○1第一根桩施工时，要慢速运转，掌握地层对钻进的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。

○2在钻进过程中，一定要保持泥浆面不得低于护筒顶400mm。提钻时，须及时向孔内补浆，以保持泥浆面不得低于护筒顶400mm。钻进过程中，要经常检查钻斗尺寸（可根据试钻情况决定其大小）。

○3开钻前，用水平仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度。钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速。

○4钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度。

浇筑混凝土前，要测定泥浆面下1m及孔底以上1m处泥浆比重和含砂量，若比重

大于1.25，则采取置换泥浆清孔。成孔一小时后孔底泥渣厚不得大于100mm，浇筑混凝土前（下钢筋笼、导管）孔底沉渣厚度不得大于100mm。泥浆比重1.1～1.15，含砂量小于8%。

旋挖钻机作业示意图如图7.2-3。

(6) 清孔：钻到设计标高后即开始清孔作业，用孔内钻斗（带挡板的钻斗）来掏除钻渣，如果沉淀时间较长，则用水泵进行浊水循环，清孔完毕时要达到如下标准：泥浆比重在1.05～1.15之间，含砂率在8％以内，粘度为18～20s，沉淀层厚度不大于10cm。清孔完毕后用检测笼测量孔径与垂直度，桩径误差应不小于30mm，不大于50mm，垂直度偏差不大于0.5％，如不合格应会同监理工程师进行处理。

（7）钢筋笼制作

按设计要求进行下料，钢筋连接采用直螺纹连接接头，钢筋笼成型后根据规范要求进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋（外观、品种、型号、规格）、直螺纹连接质量、钢筋笼允许偏差（主筋间距、加劲筋间距、钢筋笼直径和长度等），并作好记录。结合钢筋焊接取样试验和钢筋原材复试结果，有关内容报请监理工程师检验，合格后方可吊装。

检验合格后的钢筋笼应按规格编号分层平放在平整的地面上，防止变形。

钢筋笼制作允许偏差见表7-2。

钢筋笼制作允许偏差表表7-3

图7.2-3 旋挖钻机作业示意图

（8）钢筋笼吊装

采用25t吊车用4-6个起吊点，钢筋笼下放前，应先安装钢筋保护层的垫块，以确保混凝土保护层厚度。

吊点加强焊接，确保吊装稳固。吊放时，吊直、扶稳，保证不弯曲、扭转。对准孔位后，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。如图7.2-4。

起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点设在钢筋笼箍筋与主筋连接处，且吊点对称并一次性起吊。钢筋笼设置合理的起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形。吊放钢筋笼入孔适

图7.2-4 钢筋笼吊装示意图

应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高提猛落和强制下入。下放钢筋笼时，要求有技术人员在场，现场测护筒顶标高，准确计算吊筋长度，以控制钢筋笼的桩顶标高及钢筋笼上浮等问题。

（9）水下混凝土灌注

导管直径为250mm。导管组装时接头必须密合不漏水，导管底端下至孔底标高上500mm左右，在导管顶端安装漏斗。

混凝土浇筑前必须检查混凝土塌落度、和易性并记录。混凝土运到灌注点不能产生离析现象。导管内使用的隔水塞球胆大小要合适，安装要正，一般位于水面以上。灌注混凝土前孔口要盖严，防止混凝土落入孔中污染泥浆。

混凝土灌注过程中，始终保持导管位置居中，提升导管时应有专人指挥掌握，不使钢筋骨架倾斜、位移，如发现骨架上升时，立即停止提升导管，使导管降落，并轻轻摇动使之与骨架脱开。

混凝土灌注到桩孔上部5米以内时，可不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注至桩顶后必须多灌0.5～1m，以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。

（10）特殊情况的处理

在钻进过程中，如发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔冒浆等情况立即停止钻进，采取下列措施处理：①当钻孔倾斜时，可反复扫孔修正，如纠正无效，在孔内回填土至偏孔处以上0.5m，再重新钻进；②钻孔过程中遇坍孔，立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻；③如遇到护筒周围冒浆，可用稻草拌泥团堵塞洞口，并在护筒周围压上一层砂包。

7.2.1.4高压旋喷桩施工

为了保证加强稳定，提高止水效果，车站附属结构在混凝土灌注围护桩间设置Φ600旋喷桩，1号线旋喷桩深度为15.2m，2号线旋喷桩深度为28.1m。

（1）施工准备

1）材料准备喷射注浆主要材料为水泥，水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水泥掺量18％。根据需要可在水泥浆中分别加入适量的外加剂和掺合料，以改善水泥浆的性能。

2）主要机具

由发生器（水泵、泥浆泵等）和钻机两部分组成

3）作业条件及技术准备

在制定喷射注浆方案时，搜集和掌握各种基本资料。主要是：工程地质和水文地质（土层基岩的性状，标准贯入击数，土的物理化学性质，地下水的埋藏条件、渗透性和水质成份等）资料；建筑结构受力特性资料；施工现场和邻近建筑的四周环境资料；地下管道和其它埋设物资料等。

施工前，应对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如遇有上水管、下水道、电缆线、煤气管、人防工程、旧建筑物基础和其它地下埋设物等障碍物影响施工时，则应与有关单位协商搬移障碍物或更改设计孔位。

施工场地要平整，钻机就位处要坚实，防止在施工中钻机下沉造成钻架偏斜。

（2）施工工艺流程

施工工艺流程详见图7.2-5。

（3）施工方法

1）测量放线

按设计要求标高平整施工场地，测放出道路的里程控制线，布桩控制线，软基处理边线。并根据设计图纸及布桩图，进行桩位施工放样，在场地上使用木桩、竹桩做好标记，并在边线外设置行、列控制桩。

图7.2-5 高压旋喷桩施工工艺流程图

2）钻机就位

将钻机移到孔位置，调平并使钻杆垂直，钻头对准桩位，试运转，钻机就位完成。

a．钻机安置在设计孔位上，竖好钻架（塔架），机座下应平坦坚实，机座必须作水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。

b.泵通过橡胶软管将浆液输送到钻机上的注浆管，进行喷射注浆。因此钻机与水泵、注浆泵的距离不宜过远，一般在30米左右为宜。

c．实际施工孔位与设计孔位偏差过大时，会影响加固效果，故规定孔位偏差值应小于50mm。

3）钻孔

使用76型旋转振动钻机钻孔。

钻孔过程中要详细记录地质情况并了解地下特殊情况，施工时因地制宜及时调整工艺和变更喷射参数，达到处理效果好的目的。

4）插管

将注浆管插入造好的孔内至地层预定的深度。76型钻机钻孔，插管与钻孔两道工序合二为一，钻孔完毕，插管操作即完成。

插管前，必须用水试喷，确保高压水、注浆液、压缩空气的管路畅通。

在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1Mpa。如压力过高，则易将孔壁射塌。

5）浆液配制

在下沉过程中进行泥浆配制，采用搅拌桶制备泥浆，制备时按1：1水灰比配制，水泥标号为32.5，浆液经过筛网过滤，存储至储浆池内，并不停搅拌。

6）喷射作业

当注浆管插入孔内预定深度后，由下而上进行喷射作业。值班技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时作好记录。

当浆液初凝时间超过20小时，应及时停止使用该水泥（正常时水灰比1：1初凝时间为15小时左右）。

当注浆管插入孔内预定位置后，即可送浆喷射。使用双重管，应先送压缩空气后送浆。

当喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管。为防止浆液凝固收缩影响桩顶标高，必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。

施工应如实记录喷射注浆的各项参数和详细描述喷注浆过程中出现的各种现象，以便判断加固效果并为质量检验提供资料。

7）冲洗

当喷射作业提升到设计标高后，喷射注浆即告结束。施工完毕应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷

射，以便把泥浆泵、注浆管、胶管内的浆液全部排出。

8）移动机具

把钻机等机具设备移到新孔位上。

7.2.2 桩顶冠梁施工

桩顶冠梁分段施工，每施工段40～50m左右，在围护桩无损检测完成后开始。首先凿除桩顶超灌部分，按照两侧立模要求用水泥砂浆修平基面，桩间铺设水泥砂浆垫层，随后绑扎冠梁钢筋，斜支撑位置预埋钢板并准确定位，冠梁钢筋检查验收后按对拉法支立模板，校模并灌注冠梁混凝土。

7.2.3 围檩及支撑架设

（1）钢围檩安装

围檩安设根据开挖参数分段进行，在北侧、南侧小块开挖完成且放样完毕后开始，与中部土方开挖平行进行，缩短基坑的无支撑暴露时间。当土方开挖至分层设计标高时，准确测量支撑中心定位标高，沿基坑纵向按每隔一定的间距凿出围护桩主筋，焊接三角托架，根据围檩底面标高定位三角托架顶面标高，三角托架采用δ=16mm钢板加工，三角托架顶面标高定位精度满足规范要求。

三角托架焊接完毕后，挂网喷射混凝土护面，随即进行围檩安设。根据北大街站的施工特点，采用龙门吊进行起重作业和钢支撑架设及围檩安设。围檩就位后，按钢结构拼接规范要求，将后期架设的围檩与前期架设的围檩焊接成整体共同作用，围檩拼接接头位置避开支撑中心。

（2）钢支撑安装

围檩安设完成后，在两侧围檩上放出支撑中心位置，并采用十字弹线法准确定位，待第三亚层中部分块土方开挖到位时，立即进行支撑架设。支撑架设采用整体吊装，支撑两端设挂钩悬挂在围檩结构上。支撑架设前根据车站断面宽度提前拼装，并经检验合格，无焊伤、开裂等质量缺陷，拼装完成的钢支撑轴线偏差和挠曲变形在规范允许范围之内，同时预拼装出不少于8根备用支撑应付可能出现的紧急情况。支撑就位精度满足相关规范要求，支撑轴线水平定位偏差在±30mm以内，支撑两端定位差异标高不大于20mm，且不大于支撑长度的1/600，支撑挠曲度不大于1/1000。

支撑吊装就位后，采用8T汽车吊配合下放千斤顶进行预应力加设，预应力加设值一般取设计轴力的50～80％，施工中采用2台100T的油压千斤顶，通过

压力表读取预应力值，当压力读数与需要加设的预应力值相符时，稳定千斤顶压力，在活络端打设钢楔限位，完成支撑预应力加设。

支撑架设完成后，检查围檩与围护结构桩身的密贴情况，对围檩与围护桩及网喷混凝土之间的空隙加设钢楔打紧并灌注细石混凝土充填，保证支护体系的整体支撑效果。在支撑预应力加设前后的各12h之内，加密监测频率，发现预应力损失或围护结构变形速率无明显收敛时，复加预应力至设计值。在土方开挖至基底附近且第三层钢支撑加设预应力后，及时对第一层钢支撑轴力进行监测，若出现应力为零甚至围护结构顶部向基坑外侧变形时，考虑对第一层钢支撑两端全部设置吊索悬吊，防止钢支撑移动脱落而危及基坑安全。

（3）确保钢支撑稳定的技术措施

①钢支撑拼装

钢支撑在轴线偏差≤2cm，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓，对称紧固。钢支撑和钢楔通过钢丝绳或钢筋连系在围檩上，以防坠落。

②基坑开挖

采用机械开挖钢支撑附近土方时，须防止机械碰撞支撑。

③钢支撑拆除

A．钢支撑拆除时间

钢支撑在结构相应位置混凝土浇注后达到设计强度后拆除。

B．钢支撑拆除方法

拆除钢支撑顺序先斜撑后横撑再围檩，横撑先两边后中间。用吊车将钢支撑托起，在活动端用两台100t千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，取出钢楔块，千斤顶卸压后吊出钢支撑。围檩短边可整根吊出，长边分成两段吊出。牛腿单件吊出。

（4）钢支撑施工质量控制

①支撑系统所使用的原材料型号、尺寸及力学性能必须符合设计要求；

②支撑安装前应先试拼，拼装后两端支点中心线偏心应不大于20mm，安装后总偏心量不大于50mm。

③支撑在土方开挖至其设计位置后及时安装，并按设计要求对坑壁施加预应力，预应力允许偏差为±50KN，顶紧后固定牢固，设有腰梁的支撑，腰梁就与桩

体水平连接牢固后，方可安装支撑。

④支撑安装位置允许偏差为：高程±50mm，水平间距±100mm。