洞桩法演示

土方开挖施工
封端墙施工：车站东、西端宽24.4m，高14.22m， 在施工钻孔桩之前，就要考虑封端墙的施工方法。 采用封端桩法施工，即先在端部南北开设小导洞， 在小导洞内施工钻孔桩，在桩顶设横梁，横梁与 南、中、北桩顶纵梁联成整体。梁上部内侧设 30cm厚钢筋砼墙，墙外进行导洞回填。土方开挖 后，钻孔桩表面挂网喷5-10cm厚C20砼进行封闭。 此法主要由钻孔桩抵抗土体侧压力，由桩顶将侧 压力传到横梁，再由横梁传到南、中、北孔桩顶 纵梁上，结构安全可靠。
土方开挖施工
边墙支护：沿边墙设ф14、间距0.7×0.7m钢 筋骨架并焊在护壁桩上凿出的主筋上，然后挂 ф4、间距0.1×0.1m的钢筋网，喷10cm厚砼进 行护壁，以防止桩与桩之间的土体掉落，并为 下一步的防水层施作提供整齐的基面。另外， 上部每隔3m，下部每隔6m设两排临时钢支撑， 钢支撑端部在钻孔上用冲击钻打眼，每处锚两 排（4根）ф28钢筋固定钢支撑（支撑截面通 过计算确定）。
洞桩法施工的主要机具设备
7 8 9 弯筋机 冲击式钻机 泥浆净化机 Φ40mm 62-22 JBH-100 Φ120mm Φ50mm 6台 10台 10台 10台 2台 3套
10 砂石泵 11 电动多级清水泵
12 导管、料斗等水下砼设备 自制
洞桩法施工的主要机具设备
13 砼输送泵 14 履带式挖掘机 15 卷扬机 16 轮胎式装载机 17 轴流式通风机 18 边墙大模板 10m3/h 1.0m3 双筒快速 3t 1.5m3 30KW 12m自制 2台 2台 2台 1台 2台 2套
竖井及横通道施工
中孔打4根桩，桩顶设承台，类似4根桩 及边墙支承坡屋顶，横通道处留弧型门 进料，东南风道处设钢支撑，预留柱、 承台后破除。 其优点有4条：施工简单，工期短；破除 量小；施工交通、通风条件好；下步工 序做中层板边拱比较容易。
小导洞施工
小导洞是为桩柱施工开辟作业面而设， 洞净宽4米，净高5米，初期支护0.3米， 分南、北、中三孔。 为保证横通道的安全，在开口处设置封 闭的钢筋砼加强环，以承受开口处拱顶 的土压力。
暗挖桩柱法施工步骤
施作桩、柱顶纵 梁，连接桩、柱 顶端，并预埋边、 中孔的初期支护 格栅。
暗挖桩柱法施工步骤
模筑边、中孔预 埋格栅砼，导洞内 回填砼。在横通道 处打设第一排大管 棚，开挖边孔上弧， 格栅与边、中孔预 埋格栅连接，喷射 砼。
暗挖桩柱法施工步骤
上弧开挖完毕后， 南、北边孔各下一 台挖掘机，进行机 械开挖下弧土方， 并辅助架设由两根 28槽钢组成的第一 道钢支撑，间距为 3米。
清孔：钻孔深度达到设计标高后，立即 进行清孔，清孔采用与钻机配套的抽浆 管、砂石泵将孔底淤积物直接抽至泥浆 净化处理机进行分离净化，泥浆稠度为 1.05、粘度为19S、含砂率小于4%、沉 渣厚度小于30cm后为清孔合格。
围护桩及顶纵梁施工
钢筋笼的制作与安装：钢筋笼在地面按 每节3.3m长加工，主要接头错开50%。 错开长度35d。下钢筋笼时，采用钻架吊 装，上、下钢筋接头密贴后，焊接10d （焊缝按规范要求）。接头所有钢筋焊 接完毕，经现场技术人员检查合格后， 再继续下一循环的操作。
土方开挖施工
上弧采用人工开挖，手推车运输。下弧采用 挖掘机分两步进行开挖，顺序由西向东，采 用矿斗车运输，设斜坡道卷机牵引。边挖边 进行边墙支护、架立钢支撑。在开挖过程中， 地层中部分剩余地下水顺边墙流出，处理方 法：a）挖深坑抽水；b）在边墙渗水处理 ф15mm塑料软管引流，并在该处基底以下 设ф50cm深2m滤井；c）渗水量较小处采用 网喷砼封堵。
暗挖桩柱法施工步骤
施作车站中 层板及中纵梁 在临时中柱 位置，预留孔 洞和预留板的 搭接钢筋 架设第二节 钢管柱及浇注 砼
暗挖桩柱法施工步骤
施作上边墙防水 层和上边墙二次 衬砌 施作钢管柱顶纵 梁 施作边孔拱部防Байду номын сангаас水层及二次衬砌
暗挖桩柱法施工步骤
开挖中孔拱 部土体，施作 初期支护 破除临时中 间柱和中孔顶 纵梁
围护桩及顶纵梁施工
开口及埋设护筒：经专业测量人员施测 定位并放出护桩后用风镐破除原导洞底 部钢筋砼，开挖尺寸合格后埋入钢护筒 （护筒ф=1400mm，δ=10mm， L=1500mm），护筒外回填粘土、分层 夯实，护筒高出地面10cm。也可以采用 15cm厚现浇砼护筒，这样护筒可以连续 施工，以提高施工进度，避免钢护筒拔 不上来。
洞桩法施工技术
二OO四年五月二十二日 OO四年五月二十二日
目
录
一、洞桩法施工方法简介 二、主要施工程序及施工工艺 三、主要施工机具 四、施工中易出现的问题及处理 措施 五、监测及安全措施
洞桩法施工方法简介
修建浅埋暗挖大跨度地铁车站选择合理、安 全、可靠的施工方法至关重要。在修建北京 地铁王府井车站时，遇到了砂类土层、地下 水丰富等不良因素，首次采用了洞桩法，即 是利用水位线以上的地层开设小导洞，在小 导洞内施工钻孔桩，然后经过一系列的受力 转换来实现三拱两柱结构。
钻 孔 桩 施 工
上 弧 掘 进
施工程序框图
中 孔 上 弧 掘 进 中 拱 防 水 二 衬
土 方 开 挖
基 底 封 闭
防 水 衬 砌
暗挖桩柱法施工步骤
在车站上半断面的无水地层，分南、中、北开 挖桩柱作业导洞，导洞采用小导管注浆固结地 层和格栅喷砼。导洞为4米宽，5米高。
暗挖桩柱法施工步骤
南北导洞内施工边 墙直径为600的护壁 600 桩，间距为1米，中 导洞施工直径为 1250的中桩柱，间 距为3米。
暗挖桩柱法施工步骤
施作中孔拱部 二次衬砌 施作站台板及 整体道床 完成车站全部 结构
洞桩法施工的主要施工程序及每 道施工程序的施工工艺
竖井及横通道施工 小导洞施工 围护桩及顶纵梁施工 土方开挖施工 防水层及二次衬砌施工 中孔挑高施工
正洞横通道平面图
正洞横通道平面图
正洞横道纵面图
正洞横通道纵面图
围护桩及顶纵梁施工
灌注采用球内胎法排除导管内泥水。浇 注过程中应经常测量砼面的标高，使导 管保持埋入砼深度1.5-0.8m，核对砼面 的上升速度与实际浇注砼量是否一致。 浇注应连续施工，不得中断，发现问题 及时分析原因，采取相应的措施。最后 取出钢护筒，清除桩顶表面泥浆。
围护桩及顶纵梁施工
南、北、中孔各安排一个钻孔桩施工队。 南、北孔各布置4套钻机，每个队60人， 三班倒作业，主要工作内容包括埋设护 筒、钻机就位，钻孔，下钢筋笼、灌注 砼等，每个队平均每天完成一根桩。中 孔布置2套钻机，40人，三班倒作业，平 均2天完成一根桩。钻孔桩施工工期270 天。
洞桩法施工的主要机具设备
19 20 21 22 23 中层板模架 边拱模架 中拱模架 管棚钻机 插入式振捣器 24m自制 12m自制 12m自制 882型 2N-50 3套 4套 2套 4套 20台
施工中易出现的问题及处理措 施
工程实例王府井站简介
北京地铁“复—八”王府井站位于东长 安街与王府井大街交叉路口东长安街下 面，车站全长为241.40m，净宽24.4m， 总高度14.22m，16m岛式站台。覆土 层厚6～7m。
王府井站平面图
王府井站 施工竖井 人行过街道
王府井站平面图
.5
王府井站断面图
王府井站断面图
500
衬砌边墙 防水层喷层 600钻孔桩
围护桩及顶纵梁施工
下导管、浇注水下砼：各节导管的连接 应牢固、紧密，导管放入孔内必须垂直， 导管底标高控制在距桩底0.4m处。砼采 用拌合，输送泵配合输送管直接将砼送 入料斗。首盘应拌合一定数量的高标号 砂浆，以免堵塞砼输送管。第一次灌注 砼数量应经计算，确保钻孔桩内的砼埋 住导管下口0.3m以上。
小导洞施工
三个小导洞之间要留联通道，根据小导 洞的长度、施工围护桩钻机的数量、工 期和围护桩砼、钢筋笼的运输线路，一 般除横通道和端洞外，小导洞中部至少 要留一个以上联通道。
围护桩及顶纵梁施工
施工程序：在原导洞底板砼上 开口—埋设护筒—钻机就位— 钻孔—清孔验收—下钢筋笼及 导管—灌注水下混凝土。
小导洞施工
小导洞采用上下台阶法施工，上、下台 阶高均为2.5米，上、下台阶相距3～5米， 每次开挖0.5米，架立一榀格栅，上弧掌 子面留1米见方的核心土并封闭掌子面。 下掌子面按10：1放坡，并封闭掌子面。
小导洞施工
Φ42小导管沿导洞上部周边布置，间 距3根/米，长2.5米，搭接1米，开挖 有效长度为1.5米，小导管周边钻Φ10 圆孔，并注水玻璃浆液加固地层。
围护桩及顶纵梁施工
护壁泥浆及钻碴处理：。造孔用泥浆采 用孔内填粘土，利用冲击钻头的往复冲 击作用进行造浆。反循环钻头中间设有 ф120mm抽浆管，并配套砂石泵，边钻 边抽泥浆，抽出的含碴泥浆采用JHB-100 改进型泥浆净化处理机进行分离，净化 后立即返回孔内，不间断循环，废碴集 中排除洞外。
围护桩及顶纵梁施工
防水层及二次衬砌施工
二次衬砌边墙采用钢三角支撑支撑 体系，木胶板模板。上层边墙和拱 部采用整体简易钢拱架，异型曲线 钢板，一次成型。最后一榀拱架不 拆除，确保接缝圆顺。
中孔挑高施工
边拱与中拱交界处位置低，又是 二衬的接缝处，其作业面狭窄， 施工难度大，特别是破除初期支 护时极易损坏防水板，引起渗漏。
土方开挖施工
施工顺序：①施工端部小导洞；②施工 钻孔桩；③施工横梁；④施工横梁上部 封端墙；⑤导洞回填；⑥开挖土方，网 喷砼封闭端墙土体；⑦施作端墙防水、 二衬，做法同主体。
防水层及二次衬砌施工
结构外侧施做ECB柔性防水层，从下至上 分别施工底板、边墙、下层钢管柱、中 层板、上层钢管柱、顶纵梁和边拱。在 施工边墙之前，第二道钢支撑割掉1米， 边墙施工完毕后恢复第二道钢支撑。在 中层板施工完毕后，拆除第一道钢支撑。 底板、中层板遇到中桩处进行预留。
中孔挑高施工
中孔上弧掘进采用小导管注浆后进行开 挖，格栅网喷砼支护。架设中孔钢支撑。 破除初期支护及中桩，在中拱与边拱初 期支护连接处，两侧埋设注浆管，进行 初期支护背后注浆，严格控制地表下沉。
洞桩法施工的主要机具设备
1 2 3 4 5 6 竖井提升架 空气压缩机 喷射砼机 注浆机 交流电焊机 钢筋切断机 自制 20m3/min HPZV—5 ZJGZ-60 30KVA Φ40mm 1座 4台 10台 3台 12台 6台
暗挖桩柱法施工步骤
继续向下开挖，即时 架设由两根50工字钢 组成的第二道钢支撑， 间距为6米，然后开挖 到底，而后进行接地 和底板垫层施工。
暗挖桩柱法施工步骤
施作底板防 水层 进行底板、底 梁施工
暗挖桩柱法施工步骤
拆除第二道钢 支撑 施作边墙防水 层及边墙衬砌 第二道钢支撑 换撑至边墙处 施作第一节钢 管柱及浇注砼
王府井站水文地质图
杂 填 土 层 粉 砂 轻 亚 粘 土 细 砂 中 砂 潜 压 水 位 圆 砾 圆 砾 中 砂
轻 亚 粘 土 承 压 水 位
轻 亚 粘 土 中 砂 卵 石
王 府 井 站 水 文 地 质 图
施工程序框图
顶 纵 梁 施 工 立 体 交 叉 施 工
竖 井 施 工
横 通 道 施 工
小 导 洞 施 工
中孔挑高施工
施工方法是在该处4m范围内铺两层ECB 防水板（施工边拱时预留1.0m宽搭接长 度）。在防水板上铺1.0m宽、3mm厚石 棉板，在石棉板上铺张0.5m宽、1.2mm 0.5m 1.2mm 厚钢板两块（钢板搭接0.1m，靠近中拱 一侧的钢板在上，便于拆除）。在防水 板下面砼伸出ф22钢筋接头。在钢筋头 上套塑料帽，以防扎破防水板。用此法 在初期支护破除时，保护防水板接头。
围护桩及顶纵梁施工
钻机就位：钻机顺序为隔孔施钻，防止 邻孔新灌砼受强力振动而破坏。钻头要 严格对位，误差要小于10mm。钻架支撑 牢固，不允许摆动、产生偏斜。钻机选 用62-22改进型冲击反循环钻机，钻头为 专用配套笼式钻头。
围护桩及顶纵梁施工
钻孔：钻孔前，应将护筒内泥浆调至适 当稠度，开孔时钻头对准孔中心，采用 紧大绳、小冲程、不间断冲击，以确保 开孔垂直、圆顺，待钻头冲击平稳后再 加大冲程，连续冲凿。造孔作业时，严 格操作，经常检查、测孔，按规定取样； 及时补水、投泥，保持浆面标高及适当 的稠度，以防出现掉钻、卡钻、塌孔、 斜孔等故障。