北京地铁9号线工程某车站基坑开挖与支护方案

基坑开挖与支护方案一、编制依据1.1《北京地铁9号线工程xxx车站主体围护结构施工图》；1.2《北京市轨道交通工程安全风险技术管理体系》（试行）；1.3《建筑基坑支护技术规程》北京市地方标准DB11/489-2007及相关类似标准规范；1.4我单位多年类似工程施工经验；二、工程概况xxx车站位于xxxxxx东侧，车站主体平行于广安路布置于xxx北侧，车站建筑用地现状为xxx长途客运站和公交站停车场用地，周边建筑物主要有：莲花池长途汽车站、公交车站、北京电力医院及大江山饭店。

车站主体长166米，站台宽12米，车站主体标准段宽度为20.9米，高度13.495m，为双层三跨明挖式结构。

车站覆土厚度2.947米，标准段基坑深度16.7米。

三、工程地质及水文地质概况xxx站工程范围内地形略有起伏，地面标高46.5左右。

本次勘察地层最大深度为43m。

根据勘察报告，按地层沉积年代，成因类型，将本工程场地勘探范围内的土层划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪晚更新世冲洪积层三大类。

本场区第四系沉积以晚更新世冲洪积层为主，并按地层岩性及其物理力学性能进一步分析为11个大层。

根据钻孔资料，本次勘察深度范围内地层土质分布情况为：结构上覆土以杂填土①1，粉土填土①，圆砾填土①3为主，车站主体主要位于粉细沙②、②5圆砾、卵石⑤和卵石⑦中，中板和底板分别位于卵石⑤和卵石⑦中。

基底为卵石⑦层。

该地层无不良地质作业。

根据勘察报告，在勘察深度范围内见地下水一层，地下水类型为潜水，水位埋深23.7~24.0m，水位标高22.57~22.75m。

水位在基坑地面以下，施工期间不需要降水。

三、工程环境车站主体建筑异性段位于现莲花池长途客运站及公交站停车场内，依据管线资料及现场勘察，基坑内有一广播电缆及自来水管线，此两条管线呈现十字交叉于基坑异性段范围内，需前期改移；车站东北角有两个5500*2500的雨水方沟，埋深约5m，基坑南侧有φ400mm（埋深约2m）的上水管线，在施工过程中注意观测，确保施工安全。

车站主体西段标准段临近莲花池长途客运站四层办公楼，基坑与楼房的水平间距11.88m，办公楼地上四层地下一层，砖混结构，条形基础，1985年建成，建成年代较为久远，在标准段开挖过程中加强检测，确保办公楼建筑物的安全。

四、基坑围护体系4.1车站基坑围护结构概述根据设计要求车站围护结构：车站主体结构东端异性段采用钻孔灌注桩与锚索联合支护体系。

围护桩采用φ1000@1800钻孔灌注桩，灌注桩桩身长约21m （局部加强段桩身长达23m），围护桩锚固深度5.0米。

异性段基坑竖向设置三道锚索，第一层锚索两桩一打设，第一层锚索的位置设置在桩顶冠梁（冠梁距离地表约1.5m距离），打设角度沿水平线斜下方25°，有3根S15.2钢绞线组成，施加预应力100KN；第二、三道锚索一桩一打设，打设角度沿水平线斜下方5°，锚索有5根S15.2钢绞线组成，施加预应力均200KN。

西侧标准段基坑跨度20.9m，基坑深度16.7米，围护桩采用φ1000@1800钻孔灌注桩，灌注桩桩身长约21.4m ，锚固深度约为4.5米。

内设钢围檩及钢管支撑体系。

在地面以下1.5米左右施做钢筋混凝土冠梁，冠梁断面尺寸1000×800mm。

桩间采用网喷混凝土支护。

自灌注桩桩顶至基底沿深度方向设置三道钢管支撑。

钢支撑采用壁厚14mmφ600钢管。

钢支撑水平间距为3米（第一道钢支撑水平间距6.0m），车站西侧端头位置设置三道角撑。

4. 2基坑施工顺序如下施工准备→测量放线→施作围护桩→土方开挖、施作帽梁、打设锚索（钢支撑）→分层进行土方开挖→分层施作护壁→分层打设锚索（架设钢支撑）。

4. 3围护钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工工艺流程图围护桩在平面上采用跳跃作业，即“三一”跳挖桩法，先施工完成第1批，然后施工第2批，最后施工第3批，作业顺序如图所示：4.3.1施工准备1）平整场地，测量定位：测量采用座标定位，中线偏角法进行校核，径向布桩。

2）人工开挖埋设钢护筒：钢护筒直径比桩径大20cm。

钢护筒的厚度根据桩径的大小和地质情况选定，一般为8～12mm。

护筒口高出地面30cm以上，护筒埋好后校正孔位，周边用土回填密实。

护筒平面位置偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于0.5%。

3）准备制泥浆材料和泥浆池：护壁泥浆选用膨润土，采用预制铁箱设置泥浆池。

4）钻机就位：本次钻孔采用旋挖钻机。

在钻孔施工部位设置围挡，防止泥浆溢出，确保行车，机械设备和人员安全。

4.3.2成孔围护桩采用旋挖钻机成孔作业、泥浆护壁。

旋挖钻机能够自动纠正开挖过程中的垂直偏差，具有成桩速度快，质量好等优点。

为保证成桩质量，相邻桩施工时间不小于相邻桩混凝土终凝时间24小时。

成孔过程中要根据地层情况采用不同比重的泥浆护壁。

钻孔泥浆原料使用符合要求的膨润土，以机械和人工制作的方法循环使用。

泥浆的比重要控制在1.1～1.2之间，当地质条件差时，适当加大泥浆的比重，确保成孔的安全。

混凝土灌注前泥浆比重小于1.15，在施工中由专人采用泥浆比重计经常测定泥浆比重，并做好记录。

4.3.3清孔钻孔至设计标高经检查合格后及时清孔。

先用清孔时利用钻机本身的反循环系统，采用抽浆法清孔，使泥浆比重降到1.15以下。

沉渣采用抽碴筒取出，使沉渣指标达到清孔标准。

清孔时保持孔内的水位高出地下水位以防坍孔。

4.3.4钢筋笼制作与放置钻机钻至设计孔底设计标高后，将钻头提到孔口用测绳测定孔深，孔深符合桩长后吊放钢筋笼。

钻孔桩钢筋笼在现场加工场制作，成型后的钢筋笼进行挂牌标示，钢筋笼通过专用的平板车运至孔口安装。

钢筋笼主筋连接采用直螺纹套管连接。

钢筋笼制作采用架力环筋成型法，架力环筋设置与主筋内侧，设置圆形混凝土垫块以确保钢筋笼位置及保护层厚度。

制作过程中箍筋与主筋间焊接牢固，同一截面上主筋焊接接头数不得多于主筋总数的50%。

在钢筋笼上设置吊点，吊点钢筋与钢筋笼主筋连接，保证吊点的安全。

钢筋笼采用履带吊车吊装。

在运输吊放过程中严禁高起高落，以防止弯曲变形。

钢筋笼入孔时应对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。

钢筋笼应固定牢固，钢筋笼底距孔底150mm，钢筋笼悬空放置，钢筋笼设置吊筋，吊放在孔口的铁扁担上，严格控制钢筋笼的标高，特别是有预埋件的钢筋笼。

有预埋件的钢筋笼放置时应特别注意方向，确保预埋件的方位与位置的正确。

提升导管必须防止钢筋笼被拔起。

浇注混凝土时，必须采取措施，以便观察和测量钢筋笼可能产生的移动。

在桩孔内放入钢筋笼骨架后，应尽快不间断的连续浇注混凝土。

4.3.5灌注水下混凝土钻孔桩水下混凝土采用商品混凝土。

水下混凝土采用导管灌注，导管直径250mm，导管两端法兰盘用螺栓连接。

导管先下到孔底，然后再将导管提高离孔底40cm左右。

导管在使用前做密闭试验，同时在下导管过程中逐节检查导管，保证不漏水，并作好长度记录。

灌注水下混凝土前检查沉渣厚度，符合要求后，开始下浮球灌注混凝土。

在灌注中，导管的埋置混凝土面的深度不得小于2m，导管应勤提勤拆，一次提拆管不得超过6m，灌注过程中应防止钢筋笼上浮和断桩。

水下混凝土灌注到高出设计桩顶0.5 m，以便清除浮浆，确保桩身混凝土质量。

4.3.6冠梁施工当第一层土方开挖至冠梁设计底以下处，施作冠梁。

车站主体基坑桩顶冠梁断面尺寸为1000mm×800mm，混凝土标号为C30。

冠梁施工前，首先将所有护坡桩桩顶凿至同一设计标高，然后将护坡桩主筋伸出段除锈，调直，桩顶凿毛表面吹洗干净之后，进行冠梁钢筋帮扎。

冠梁钢筋与护坡桩主筋帮扎成一个整体。

冠梁模板采用市政钢模或竹胶板，并且模板支撑体系牢固。

主筋净保护层厚度不小于主筋直径。

冠梁沿车站护坡桩顶一次浇筑，封闭成环，并充分振捣，保证冠梁混凝土浇筑质量。

4.3.7桩间喷护施工为防止桩间土的坍塌流失，桩间土采用挂网喷射早强混凝土处理。

采取挂网片喷射砼护壁。

网片采用150×150mm的铁丝网，喷射厚度为50mm。

（1）护坡桩间土随挖土随作护壁处理，清土完成后立即铺挂钢筋网片。

（2）自上而下清理桩间土至1/2桩径，清土时清至桩间土在两护坡桩中间平面上呈弧形，并且不允许出现过大凹凸。

（3）随挖土随沿桩间土竖向向土中打入锚筋，钢筋网边缘与桩体预埋钢筋焊接牢固。

（4）基坑自上而下顺序挂150×150mm的网片，网片与锚筋相绑扎牢固。

（5）网片每间隔1m设置一道水平筋,并要求两水平筋搭接焊牢。

4.4锚索施工工艺预应力锚索加固土体。

主要是通过锚索将软弱松动、不稳定的土体悬吊在深层稳定的土体上，以防止其离层滑脱，预应力锚索，一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力，另一方面通过增大滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力，从而提高基坑土体的整体性和稳定性。

锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善其力学性能，有效地控制位移，促使其稳定，达到整治顺层的目的。

施工工艺及流程图如下：4.4.1钻孔：钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。

为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。

钻机钻井时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。

钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右。

钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。

用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。

特殊情况的处理：塌孔、卡钻的处理。

当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。

塌孔的主要标志是从孔中吹出渣土中，夹杂一些原状的（非钻头碎的、非新鲜的、无光泽的）石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0.4 MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。

4.4.2锚索制作：锚索在钻孔的同时于现场进行编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。

钢绞线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。

正常情况下，钢绞线截断余量取50mm。

将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上，量出内锚固段和锚索设计长度，分别作出标记；锚索锚固段每2m各设置一道箍筋环、一道扩张环，均使用φ2铅丝绑扎；最后，在锚索端头套上导向帽，形成锥形头。

4.4.3锚索安装：向锚索孔装索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，再以高压风清孔一次，即可着手安装锚索。

安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。

锚索送入孔内，当定位止浆环到达孔口时，停止推送，安装注浆管和单向阀门；锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索。