地铁车站的施工组织设计Word下载.doc
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目录
第一章绪论2
第二章确定基坑开挖方法和维护结构类型3
第一节确定基坑开挖方法3
第二节确定维护结构类型5
第三章维护结构的施工工艺6
第一节拟定维护结构介绍6
第二节转孔灌注桩施工工艺9
第三节维护结构控制要点15
第四章主体结构施工工艺16
第一节主体结构每一段施工图示16
第二节防水施工17
第三节钢筋工程18
第四节模板工程18
第五节混凝土工程21
第五章施工监控量测22
第六章施工组织设计25
第一节工程概况25
第二节降水井25
第三节地下连续墙施工28
第四节主体结构施工32
第五节施工监控量测41
结束语47
第一章绪论
由于城市发展的步伐日益加快,城市普遍出现人口密集、住房紧缺、交通阻塞、环境污染严重、能源匮乏等所谓的城市病。
城市的人口分布、城市的交通发展与其交通建设分布有着密切关系。
城市轨道交通因其运量大、快速、正点、低能耗、污染少、舒适方便,常被称之为“绿色交通”。
地铁轻轨是城市轨道交通的主要标志。
学院城市轨道交通工程系领导为了更好的让同学们深刻的理解地铁施工,特此命王东杰老师、刘仲波老师、车广霞老师、李辅元老师、于慧玲老师、李晓红老师、李瑞涛老师布置了轨道交通毕业设计(论文)来完善我们的知识,加深我们对轨道交通施工的印象。
作为轨道系即将毕业的学生,由衷的感谢各位领导及老师能够给我们这样一个展示自己的平台。
下面我将对本设计作出主要的介绍。
本设计主要针对地铁车站的施工,其中包括第一章绪论、第二章地铁车站的开挖确定方法、地铁车站维护方法、第三章拟定维护结构施工工艺、第四章主体结构施工工艺、第五章施工监控量测、以及第六章拟定的施工组织设计。
依据本设计所给定的资料,本设计选用了明挖顺做法施工,维护结构为地下连续墙。
其中,因地下水位较高,还采用了降水井降水。
城市轨道交通的发展有这重要的意义,城市轨道交通不仅是城市发展的标志,更是解决大中型城市公共交通运输的根本途径,对于21世纪实现城市可持续发展有着非常重要的意义。
“今天我以学校为荣,明天学校以我为荣”。
作为城市轨道交通系的学生,我定会努力的为城市轨道交通的发展做出我最大的贡献,来回报轨道工程系所有领导及其老师们对我的培养。
第二章确定基坑开挖方法和维护结构类型
设计资料1:
某地铁车站位于市中心一广场草坪内,呈南北走向。
车站主体为4层双柱3跨框架地下结构,车站长147m,宽21.1m。
基坑开挖深度,车站标准段为24.5m;
基坑开挖宽度,车站标准段为21.1m。
设计资料2:
车站范围内上覆地层有:
杂填土、淤泥、淤泥质土、砂砾等;
下伏基岩为强风化-微风化泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和泥灰岩。
车站范围内地下水位主要为孔隙水和基岩裂隙水两大类。
孔隙水主要赋存与第四系人工填土和冲击砂层中,站内砂层较厚,属强透水层,地下水与江水紧密连通,有常年的补给来源。
基岩裂隙水贮存于基岩裂隙和构造裂隙中。
站区内地下水位为-2.8至-4.5m,地下水对混凝土无侵蚀性。
第一节确定基坑开挖方法
一、常用基坑开挖方法介绍:
1明挖顺作法:
可采用不同的围护结构,进行基坑支护,适用于任何地质条件,但要有足够的施工场地和可靠的交通组织方案作保证。
明挖顺作法是城市地下铁道车站施工的常用施工方法,在地铁车站施工方法选取时应首先考虑。
下图1为明挖法施工步骤示意图。
2盖挖顺作法:
适用于车站位于交通繁忙,路面狭窄地段,为确保交通畅通,宜采用盖挖顺作法施工。
临时路面的铺设可利用夜间等交通量较小的时间,尽快的恢复交通。
下图2为盖挖顺作施工示意图。
3盖挖逆作法:
适用于车站位于繁忙的交通地段,而该路面不允许长时间封闭交通时,或围护结构的水平变形控制要求较高的地段;
或者对于宽度较大的基坑,难以采用锚杆或钢支撑的情况下使用。
下图3为盖挖逆作法施工示意图。
4盖挖半逆作法:
适用于车站位于繁忙的交通地段,而该路段不允许长时间封闭交通,对于地下换乘车站的基坑较深时,应优先选用。
图4为盖挖半逆作法
二、基坑开挖方法选定:
据给定的设计资料,此地铁车站位于市中心一广场草坪内,虽位于市中心,但是出于广场草坪内,因此不会影响交通,且有足够的施工场地,可待施工完毕后恢复广场建设,因此选用明挖顺作法。
第二节维护结构类型的确定:
一、常用维护结构类型:
1深层搅拌桩支护。
它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械,将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(水泥土搅拌桩),利用搅拌桩作为基坑的支护结构。
水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土,包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等,加固深度可从数米至50~60米。
由于其抗拉强度远小于抗压强度,故常适用于基坑深度不大(5~7米)、可采用重力式挡墙结构形式的基坑。
这种支护结构防水性能好,可不设支撑,基坑能在开敞的条件下开挖,具有较好的经济效益。
2排桩支护。
排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等,其支护形式包括:
①柱列式排桩支护:
当边坡土质较好、地下水位较低时,可利用土拱作用,以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构;
②连续排桩支护:
在软土中常不能形成土拱,支护桩应连续密排,并在桩间做树根桩或注浆防水;
也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。
③组合式排桩支护:
在地下水位较高的软土地区,可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。
对于开挖深度小于6米的基坑,在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下,可采用600mm密排钻孔桩,桩后用树根桩防护,也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩,板桩后注浆或加搅拌桩防渗,顶部设圈梁和支撑;
对于开挖深度为6~10米的基坑,常采用800~1000mm的钻孔桩,后面加深层搅拌桩或注浆防水,并设置2~3道支撑;
对于开挖深度大于10米的基坑,可采用地下连续墙加支撑的方法,也可采用800~1000mm大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水,设置多道支撑。
钻孔灌注桩围护墙钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。
其多用于坑深7~15m的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m的臂桩围护墙。
钻孔灌注桩支护墙体的特点有:
施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;
墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;
当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短
二、维护结构类型确定:
根据给定设计资料,因开挖深度较深,且处于市中心,要考虑周围建筑物的沉降,施工地其下伏基岩为强风化岩体,钢板桩难于施工,且其地下水位校较高并对混凝土无侵蚀性,所以采用转孔灌注桩支护。
第三章维护结构的施工工艺
第一节拟定维护结构介绍
钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。
当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;
桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;
适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;
桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。
一、钻孔灌注桩的特点:
1、与沉入桩中的锤击法相比,施工噪声和震动要小的多;
2、能建造比预制桩的直径大的多的桩;
3、在各种地基上均可使用;
4、施工质量的好坏对桩的承载力影响很大;
5、因混凝土是在泥水中灌注的,因此混凝土质量较难控制.
二、钻孔灌注桩施工方法:
钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
1、泥浆护壁施工法;
冲击钻孔,冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。
该施工法的过程是:
平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
施工顺序
(1)施工准备
施工准备包括:
选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备,可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
(2)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定,施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响,因此要求安装地基稳固。
对地层较软和有坡度的地基,可用推土机推平,在垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准,施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机,对有钻塔的钻孔机,先利用钻机的动力与附近的地笼配合,将钻杆移动大致定位,再用千斤顶将机架顶起,准确定位,使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上,以保证钻机的垂直度。
钻机位置的偏差不大于2cm。
对准桩位后,用枕木垫平钻机横梁,并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(3)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。
当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。
护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。
护筒要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。
一般常用钢护筒。
(4)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。
具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。
调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;
泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
钻孔灌注桩
(5)钻孔
钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。
在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。
采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。
所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。
钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
(6)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。
为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。
在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。
对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;
当孔壁不易坍塌时,不大于20cm。
对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5cm。
清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。
通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。
其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。
其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
(7)灌注水下混凝土
清完孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
2、全套管施工法;
全套管施工法的施工顺序。
其一般的施工过程是:
平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外,其它的与泥浆护壁法都类同。
压入套管的垂直度,取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。
因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。
三、钻孔灌注桩遇到质量问题的预防及处理措施
1、成孔质量问题:
①塌孔
预防措施:
根据不同地层,控制使用好泥浆指标。
在回填土、松软层及流砂层钻进时,严格控制速度。
地下水位过高,应升高护筒,加大水头。
地下障碍物处理时,一定要将残留的砼块处理清除。
孔壁坍塌严重时,应探明坍塌位置,用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处,捣实后重新钻进。
②缩径
选用带保径装置钻头,钻头直径应满足成孔直径要求,并应经常检查,及时修复。
易缩径孔段钻进时,可适当提高泥浆的粘度。
对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
③桩孔偏斜
保证施工场地平整,钻机安装平稳,机架垂直,并注意在成孔过程中定时检查和校正。
钻头、钻杆接头逐个检查调正,不能用弯曲的钻具。
在坚硬土层中不强行加压,应吊住钻杆,控制钻进速度,用低速度进尺。
对地下障碍行预先处理干净。
对已偏斜的钻孔,控制钻速,慢速提升,下降往复扫孔纠偏。
2、钢筋笼安装质量问题:
①钢筋笼安装与设计标高不符
钢筋笼制作完成后,注意防止其扭曲变形,钢筋笼入孔安装时要保持垂直,砼保护层垫块设置间距不宜过大,吊筋长度精确计算,并在安装时反复核对检查。
②钢筋笼的上浮
钢筋笼上浮的预防措施:
严格控制砼质量,坍落度控制在18±
3cm,砼和易性要好。
砼进入钢筋笼后,
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