地铁基坑开挖及主体结构施工方案.doc

地铁基坑开挖及主体结构施工方案1.1施工部署1.1.1施工总体思路基坑开挖在围护结构施工完成并形成封闭基坑、中间临时型钢格构柱施工完毕、冠梁及第一道钢筋混凝土支撑施工完毕达到设计强度要求，基坑内降水井施工完毕，并按照设计要求提前降水，水位控制在开挖面以下1m。首先：进行顶板以上土方开挖及顶板施工，本站基坑范围内沿车站纵向有一条20002000mm的雨水箱涵，该箱涵在主体结构施工期间不能废除，因此顶板施工分为南北两侧到边施工。先施工北侧顶板，然后将雨水箱涵改迁至已施工完成的北侧顶板之上，在施工南侧顶板，南侧顶板上预留盖挖阶段出土孔口（4个出土孔）。其次：顶板施工完成后顶板以下盖挖施工，分层分段整体开挖，每一层结构施工完成达到设计要求的强度后，方可开挖下一层结构。1.1.2开挖及主体结构施工顺序本站主体开挖及结构施工顺序如下：北侧顶板施工时从东端往西端依次分段开挖，开挖到顶板底部高程时，及时施工地膜，然后绑扎顶板钢筋，浇筑顶板混凝土，形成开挖与结构施工流水作业。北侧顶板施工完成后，在顶板上新建2000mm2000mm雨水箱涵，东西两端围护结构外侧与雨水箱涵接驳。然后开挖南侧土体，施工南侧顶板，施工时预留顶板以下盖挖阶段出土孔口。顶板施工完成后，浇筑预留出土口周边挡土墙，回填覆土，待顶板混凝土强度达到设计要求后开挖顶板以下负一层土体。具体施工工序及施工步骤详见图8-1-1图8-1-1 施工工序图1.2施工准备1、基坑开挖前，主体围护结构施工完成并达到设计要求；降水施工已达到设计要求；施工监测网点布设完成，测量初始值取值完成。2、落实场区内存土场地、场区外弃土场地，保证场区内出土道路的通畅，基坑内的排水设备准备充足，基坑开挖设备、起吊设备、施加预应力设备和钢支撑材料已到位。3、主体基坑开挖之前开挖方案经专家论证评审完成，并由总监理工程师审核批准。4、将开挖分层分段位置、标高、深度等技术指标和质量标准，向施工人员进行技术交底。5、路面和基坑内侧导墙凿除。6、检查降水井降水的效果，保证井内水位符合设计要求，特别是排水满足要求。7、基坑开挖施工所需临时设施准备就绪。8、主体基坑开挖之前开挖方案经专家论证评审完成，并由总监理工程师审核批准。9、基坑外侧水位观测井施工完成。1.3基坑开挖方案根据总体进度安排，土石方开挖计划从西向东流水作业施工。基坑开挖顶板以上土方时设置22m25m 临时存碴场（位于车站西南角位置），可容纳1400m土。将白天挖出来的土暂时堆存、待夜晚再将土运走，外运土方使用挖掘机或装载机装车，自卸汽车运输；为保证出土不受天气影响，临时存土场用型钢和钢板设置三面围墙，围墙高度2m，上搭防雨蓬，防雨蓬高度4m，地面硬化，地面以上渣土堆高2.5m。基坑顶板以上土方开挖施工期间四周用栏杆围护，围栏内侧沿基坑四周设置环状排水沟，防止雨水流入基坑，排放基坑内抽出的地下水。基坑降排水平面布置见图8-3-1. 图8-3-1 基坑降排水平面布置图基坑顶板以下土石方开挖阶段，在车站南侧共设4个出土孔，另外利用东端2个盾构接收井预留孔，作为盖挖期间出土、下料孔。为方便施工主体结构共分为10段，每段长度平均在20m左右，最短的一段长度为14m，最长的一段长度为26.5m，主体结构分段施工平面图见图8-3-2。 图8-3-2 主体结构分段施工平面图1.3.1北侧顶板以上土方开挖本站主体结构顶板以上土方开挖采用明挖法施工，分南北侧两个阶段施工。北侧顶板以上土方开挖完成后，基坑南北向土体坡面坡度为1:1，坡顶距离南侧地连墙5.35m，坡底距离南侧地连墙9.4m，北侧开挖施工断面见图8-3-3。图8-3-3 顶板以上北侧开挖施工断面图北侧开挖阶段土方开挖及运输设备从南侧行走，开挖顺序从西往东依次开挖。开挖设备采用PC200挖掘机，土方运输设备采用斯太尔自卸车，根据XX市轨道交通三期工程余泥、渣土运输的相关管理办法及要求，在夜间运输至指定的弃渣场。渣土外运期间必须做好文明施工及环保措施。1.3.2南侧顶板以上土方开挖北侧顶板施工完成，雨水箱涵改迁至北侧顶板上以后，开始开挖南侧顶板以上土方。开挖顺序任然是从西往东，逐步开挖。南侧开挖完成后的断面见图8-3-2.图8-3-4 顶板以上南侧开挖断面图1.3.3盖挖土方施工基坑内的水平运输挖掘机挖土自卸车运吊土斗，土斗大小为高1.5m，宽2.2m，长2.2m，斗容量7.26m，折合实方约5.58m。每个出土口设50T履带吊1台，每个出土口配备23个出土斗。每个出土口每小时可运输6斗，每个出土口平均计划每天出土400m，大约需要12小时。共设置4个出土口和2个盾构井口，每天可保证出土2400m。每个出土口东侧设置集土池，集土池采用30cm厚钢筋混凝土边墙（施工顶板时预留边墙钢筋），白天开挖过程中吊出的土方临时堆放到集土池，待夜间用自卸车装运至指定的弃渣场。1.3.4盖挖逆作法基坑开挖施工步骤（1）顶板全部施工完成后再开挖负一层土方（2）负一层分2层开挖，每层开挖高度2m，开挖至负一层中板主梁底预定标高，并考虑设置垫层的影响，施工负一层中板、中梁；立侧墙模板，施工负一层侧墙；负一层板施工100m距离后，和负二层挖土形成流水作业。图8-3-5 负一层流水台阶挖土示意图图8-3-6 负二层流水台阶挖土示意图（3）向下开挖负二层，负二层土方分3层开挖，每层开挖高度2m；和负一层施工顺序相同，施工负二层结构。图8-3-7 负三层流水台阶挖土示意图（4）向下开挖负三层，负三层土方分4层开挖，每层开挖高度2m；开挖到底板标高后，按顺序依次施工综合接地、底板底梁和侧墙。负二层板施工100m距离后，和负三层挖土形成流水作业。（5）负三层结构施工完成后，进行车站内部结构施工； （6）内部结构施工完成后，封闭出土孔，进行顶板防水层施工和顶板回填土填筑。1.4主体结构施工1.4.1主体结构施工方案因雨水箱涵影响，本站顶板纵向有一条施工缝，顶板分南北两侧施工，先施工北侧，北侧顶板施工完成后，在其之上新建雨水箱涵，并与原有箱涵在车站东西两端进行接驳，然后施工南侧顶板。顶板以下三层结构之间按台阶形成大流水作业，台阶长度保持在50m以上，以保证每层施工空间和台阶土体的稳定。主体结构随基坑开挖方向分段顺序施工，横向施工缝原则上间距1426m，设置在纵向柱距1/41/3跨附近。主体结构划分10段（第1第10段），详见图8-3-2。1.4.2每层结构施工流程开挖到梁底预定标高地膜施工梁板施工侧墙与地连墙连接缝面凿出侧墙与地连墙连接缝面处理侧墙结构施工。基础开挖到预定标高后，基面使用蛙式打夯机夯实，基础底面也可使用小型压路机压实，并按要求找平，然后施做地膜，涂刷脱模剂，绑扎层板、梁钢筋，横向施工缝处采用堵头模，浇筑混凝土。本站主体围护结构为叠合墙结构，结构侧墙与围护结构整体连接，侧墙钢筋绑扎之前首先凿除地连墙内侧钢筋保护层，调直预埋在地连墙内所有的拉接筋，并凿出各层板主筋与地连墙连接的接驳器。将凿毛后的地连墙墙面清洗干净，并涂刷防水材料，绑扎侧墙钢筋，立模，浇筑侧墙混凝土。侧墙做好施工缝的接茬，保证下一工序施工时连接方便。围护结构方案调整为叠合墙后，永久纵梁及未施工的临时立柱整体往南偏移（垂直于线路方向）400mm，因此主体各层板纵梁与先施工的临时立柱桩存在较大偏心，该部分临时立柱与梁柱节点处设置柱托。1.4.3盖挖条件下的材料运输砼采用泵送运输。钢筋等材料由提升设备垂直吊入基坑，水平运输采用平板车，垂直提升采用25T吊车配合履带吊。在顶板结构施工中，在顶层梁上埋设预埋件，作为下层结构施工的吊环。柱托在孔口由叉车运至梁柱位处进行拼接，再用手拉葫芦作为起吊设备进行微调。1.4.4地模施工1、地膜施工方案的选择每段开挖到顶板底部高程以上2030cm，采用人工清理，严禁超挖，人工清理找平面需低于顶板底面高程18cm，然后施工地膜。为加快工程进度，地膜的施工方案选择为8cm厚三七灰土，上铺10cm厚素混凝土垫层。实际施工时，根据具体地质条件，予以局部调整，要保证地膜的强度、刚度及施工精度，最大程度的地减小地膜在结构施工过程的不均匀降成梁板地膜结构见图8-4-1。图8-3-2 地膜结构示意图2、地膜施工的要点1）按结构设计标高、平面位置及主体结构纵向的设计坡度测量放线，施工中加强控制，施工允许偏差要控制在规范允许范围内，并按地膜及结构的形状整平基土平面。2）土方开挖过程中，加强对地表及地下水的处理，开挖前，对基坑内地下水进行深井井点降水处理，并确保地下水位在地膜结构面以下1m，在顶板地膜施工及主体结构混凝土工程施工中，暂停降水维持地下水位基本不变，以防止地下水位降水过低后引起地膜结构不均匀沉降。在土方开挖过程中，每个施工单元四角开挖1.0m1.0m1.0m的汇水井，并在适当位置设置排水沟，将地表水引至汇水井集中抽排。3、各层板中纵梁及横梁地膜施工要点1）基土夯实整平后，铺设8cm厚三七灰土或砾石（视开挖后情况）及10cm厚C20素混凝土。严格控制其标高，并对其进行赶光压浆处理。对各阴阳角处的地膜加强处理。控制其成形质量。2）地膜施作完毕，养护3天后，涂刷脱模剂，否侧脱模后易产生麻面现象。1.4.5钢筋工程钢筋采用加工场加工、制作、现场安装。梁、柱主筋的接头形式按设计要求施工，直径大于25mm的钢筋优先采用机械连接，不宜采用机械连接的采用搭接焊。钢筋保护层厚度严格按照设计图纸中规定的保护层厚度施工。1、钢筋的配制及绑扎1）工程所用钢筋均按设计施工图纸及现行规范和施工规程的要求进行现场下料和加工。加工好的钢筋应按类别和尺寸堆放并挂牌标示，以免错用。2）钢筋进场必须根据施工进场计划，做到分期、分批进场和分类堆放并作好钢筋的标示和维护工作，避免锈蚀或油污，确保钢筋洁净。钢筋原材料出场合格证，原材料试验报告单及焊接试验报告单等质保资料有关数据，必须符合设计及规范要求。2、预埋件及预留孔洞的处理钢筋绑扎过程中，根据设计图纸布设各种预埋管路、预埋铁件及预留孔洞，并对其位置进行复测，以确保定位准确，并采取有效措施（焊接、支撑、加固等）将其牢固定位，以防止其在混凝土浇筑过程中变形或移位。混凝土浇筑前，认真核对图纸，以防遗漏。3、钢筋验收1）钢筋成品与半成品及原材料进场必须有出场合格证及相关物理实验报告，进场后按规定进行复试检验，合格后方可使用。2）钢筋验收重点控制钢筋的品种、规格、数量、绑扎牢固、搭接长度等，并认真填写隐蔽工程验收单交监理工程师验收。3）钢筋安装位置的允许偏差和检验方法见表8-3-1.表8-3-1 钢筋安装位置的允许偏差和检验方法注：1、检查预埋件中心位置时，应沿纵横两个方向测量，并取其中的较大值。 2、表中梁、板类构件上部纵向受力钢筋保护层厚度的合格率应达到90%以上，且不得超过表中数值的1.5倍。4）钢筋运输场地内钢筋运输以履带吊和汽车吊吊运为主，人工运输为辅。1.4.6侧墙模板侧墙模板采用以三角钢支架为主要受力体系的组合钢模板。侧墙模板使用面板厚5mm的30cm*150cm钢模板；立模时预留浇注砼孔洞3m*2m，横向次楞采用钢管（外径41.3，=3.6mm），间距500cm，纵向主楞使用16号槽钢，间距700cm；采用内拉外撑固定模板。1.4.6.1侧墙三角钢支架荷载分析及验算1、施工荷载计算新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，随混凝土的浇筑高度增加而增大，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。最大侧压力可按以下两个公式计算，计算所得的数值取二者中的较小值。式中:新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）； 混凝土的重力密度（kN/m3）取24kN/m3； 新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算；所以t=200/(25+15)=5；混凝土的温度（）取25；混凝土的浇灌速度（m/h），取1m/h；混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m），取5.05m；外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2； 混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；5090mm时，取1；110150mm时，结构混凝土采用泵送，计算时取1.15；计算结果取较小值，即=30.36 KN/作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值2kN/m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则按照强度要求计算模板支撑系统时，组合荷载为： KN/单侧支架主要承受混凝土侧压力，取混凝土最大浇筑高度为5.05m，侧压力取为F=39.23KN/。2、模板体系验算1）钢模板验算次楞间距，近似按跨连续梁计算，取单块模板宽度为研究对象，则：强度验算查表得：；查得组合钢模板技术规范附录表C得P3015钢模板净截面抵抗弯矩：=5.94103mm3，则：；其中Q235钢材的强度设计值；由此可知满足强度要求。模板挠度验算刚度验算时不考虑荷载组合。查组合钢模板技术规范附录C查得钢模板惯性矩=269700mm4，=2.06105N/mm2；则：=1.5mm。模板挠度满足要求。2）次楞验算次楞间距500mm，跨度，近似按三跨连续梁计算，则：；强度验算截面最大弯矩；圆形钢管截面抵抗矩；则：；次楞强度满足要求。挠度验算。查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录表B: 圆形钢管截面惯性矩=127100mm4；则：=4.67mm。挠度满足要求。3) 主楞验算。主楞间距，近似按三跨连续梁计算，则：。其验算方式及过程同次楞验算。经计算，主楞强度及挠度均满足要求。图8-4-2 侧墙模板施工立面图 图8-4-3 侧墙模板施工正面图 图8-4-4 侧墙模板加固图模板采用组合钢模板，内侧紧贴模板竖向加固为12槽钢加三角桁架支撑，槽钢间距30cm，外侧横向为16槽钢，间距50cm，采用20HPB235丝杆与连续墙预埋钢筋焊接，双螺母固定，固定点在横竖向槽钢连接位置，中板和底板施工时在靠近侧墙附近板顶砼预埋地脚螺栓，用以固定模板三角桁架支撑底部。第16页，总16页