地铁车站盖挖法施工
1． 施工工艺及施工技术措施
1.1 施工方法
地铁车站盖挖法施工是采用土方开挖“一明二暗”，结构全逆作的施工方法。“一明”是指顶板以上的土方明挖，“二暗”指站厅及站台层土方在顶板盖下暗挖，通过预留在顶板及中板的出土孔垂直运输到地面。施工的顺序为：围护结构及中间柱施工，明挖土方至顶板施工设计标高，施作顶板地模及顶板结构混凝土；待顶板混凝土达设计强度后开挖站厅层土石方至中板施工设计标高，施作中板地模及中板混凝土，待中板混凝土达设计强度后开挖站台层土石方至底板施工要求标高，施工接地网、底板垫层混凝土及底板结构混凝土；然后施工站台层、站厅层内衬墙，最后顶板覆土和道路恢复。
1.2、围护结构施工
围护结构采用钻孔桩+旋喷桩联合围护，钻孔桩桩径Ø1250mm，旋喷桩桩径Ø≥800mm，采用Ø 20 00mm的人工挖孔施作钢管柱及桩基。围护结构钻孔桩采用一台MT1500全套管钻机及十四台MZ-30正循环旋转钻机施工，旋喷桩施工采用GXY-100型地质钻机两台及高喷台车1台。
1.2.1、围护钻孔桩施工
1 2.1.1、围护钻孔桩施工顺序
相邻围护钻孔桩之间间距仅有0.4m，本站围护桩总施工顺序采用“跳三钻一”，以防止对邻近钻孔桩施工造成不利影响。单机作业按如下图所示“跳一钻一”成孔顺序施工，以防止钻孔施工影响临近钻孔桩混凝土凝固。该种施工方法虽然避免上述施工影响，但也存在一定的缺陷，如相邻两个孔已完工的情况下，中间一个桩孔的成孔难度取决于相邻已施工的两个桩质量，如有扩孔及坍孔发生则该孔成孔难度相当大，故施工时须很好控制桩身的垂直度及控制好泥浆比重和钻进速度，确保不坍孔、不扩孔。
钻孔桩单机成孔顺序
1 2.1.2、成孔施工
本站围护钻孔桩主要穿越杂填土层、流塑淤泥层、粉质粘土及砂岩泥岩强风化~中风化地层。为确保道路畅通和周边建筑物的安全，厚淤泥范围内钻孔桩全部安排MT1500套管钻机配 Ø 1200套管成孔，其余则根据实际情况采用旋转钻机成孔或套管钻机成孔。
1 2.1.3、清孔
当钻孔深度达到设计标高后即进行清孔作业，旋转钻机采用泥浆置换清孔，套管钻机采用抓斗扫孔清底，清孔孔底沉碴厚度不得大于5 cm，清孔合格后及时灌注混凝土。
1 2.1.4、钢筋笼的制作与吊放
①、钢筋笼制作
围护钻孔桩桩身设置了桩与主体结构中板、底板接驳的预埋件，故钢筋笼制作时须精确定位予埋件的位置。在钢筋笼标定四根钢筋作为控制钢筋，其筋顶控制在同一平面内，作高程及方向的传递，并且将钢筋笼整体加工成型以保证预埋件精确传递高程和方向。
②、钢筋笼的吊放
围护桩钢筋笼采用两台25t吊车四点起吊空中转体整体一次吊放入孔，以确保钢筋笼在吊放过程上不变形；孔口设置L=3.4m吊放钢管以准确控制予埋件的标高，并且用吊放前标定的一根主筋准确控制予埋件方向。
1 2.1.5、水下混凝土灌注
钻孔桩桩身混凝土设计标号为C25。钻孔桩水下混凝土拌合采用4台TS—500L强制式拌合机，用1t的翻斗车转运至桩孔位灌注。水下混凝土坍落度为18~22cm，混凝土的含砂率为40~50％，水灰比0.5~0.6，初凝时间不得小于2h；为确保混凝土的和易性，水下混凝土中掺入水泥用量10~20％粉煤灰。
水下混凝土采用导管法灌注，灌注导管内径为Ø250 mm。由于桩钢筋笼设置了预留钢筋，灌注导管时应慢慢放入，确认导管放入导向钢筋中心后才将导管逐渐下放，以免破坏预留钢筋。
1 2.1.6、围护钻孔桩施工技术措施
①、 孔口段施工
由于车站范围地下管网复杂，地下废旧建筑物多，为确保管线安全，钻孔施工开始前由人工开挖地表以下3米范围桩孔，确认无管线后方可机械施工；废旧建筑物拆除后，先将废旧基础杂物处理后方可开钻，以利加快施工进度。
②、成孔质量控制措施
围护钻孔桩成孔的垂直度和扩孔、坍孔应严格控制，否则相临钻孔桩成孔困难，同时围护钻孔桩身扩大会侵占结构内衬墙位置。本站钻孔桩施工采取了如下技术措施。
a、采用套管钻机施工东段淤泥层较厚地段的围护钻孔桩，可以提高桩身垂直度和有效避免扩坍孔，并大大减小钻孔桩施工对周围建筑不利影响。
b、旋转钻机钻孔护壁泥浆采用塑性指数不小于15，>0.1mm颗粒不超过6 %的轻亚粘土制浆，或直接采用桩内粘土制浆，钻孔施工时始终保持泥浆液面高于地下水面。穿越流态淤泥及流砂地段时护壁泥浆比重调至1.4~1.5，钻孔护壁泥浆理化指标如下表所示。
护壁泥浆技术指标
地质情况 比重 粘度(t) 含砂率(n) PH 胶体率 失水率(B)
易坍地层 1.25~1.40 25~28 <8 11 >90 >20
c、钻机底架用方木垫平，钻杆垂直于水平面并精确对准孔口护筒上孔中心。开钻前用水平尺检查。每钻进10 m及终孔后均用简易测孔器检查钻孔垂直度及孔径。
d、若发生漏浆及坍孔则立即用粘土回填桩孔，改用套管钻机施工或采用冲击钻机施工。
③、预埋件保护及混凝土灌注
围护钻孔桩与其他桩所不同之处在于该桩有两道结构预埋钢筋及预埋钢带，水下混凝土灌注施工采取如下措施保证预埋件位置及接点处桩身混凝土质量。
a、围护桩预埋件结点处钢筋较密，为避免灌注导管冲击预埋钢筋引起位置不准及确保导灌注管顺利上下移动，在预埋件结点处加设双喇叭形导向定位器。
b、混凝土灌注至定位器下端处后，提拔导管至该定位器下1.5 m，慢速灌注结点处混凝土至定位器上端3.5 m，然后提拔导管通过结点后再继续正常灌注桩身混凝土。
④、 预埋件稳定措施 正由于桩内有两道预埋件，混凝土灌注极易引起钢筋笼上浮或下沉，套管钻机摇拔套管还易引起预埋件方向变动，而本站围护桩预埋件施工精度要求较高，桩身混凝土灌注采取了如下措施稳定预埋件。
a、孔口钢筋笼采取四根吊放钢筋及四根抗浮钢管于孔口固定在钻机平台上。
b、套管钻机也采用上述固定措施，将钢筋笼牢固固定在孔口转动平台上，并采用缓凝混凝土灌注。混凝土灌注通过中板结点后再拆除孔口加固措施，抽拔外套管至结点下后再继续灌注混凝土；或者桩身混凝土灌注完成后一次抽拔外套管。
c、旋转钻机孔口加固措施待混凝土灌注完成后6小时才拆除，以更好地保证预埋件位置。
1 2.2、中间柱的施工
1 2.2.1、概况
中间柱采用Ø 2000 m人工挖孔桩施作，其下部为C25桩基础，上部为 Ø 700或Ø 600mm的钢管混凝土柱。钢管内灌注C30的微膨胀细石混凝土，钢管柱钢管由厚14mm或16mm钢板卷制而成。
中间柱C25混凝土桩基顶在车站底板以上0.1m，桩底均入中风化岩1.0m以上。钢管柱柱底位于车站底板底面以下1.5m，嵌入桩身1.6 m。桩基顶设有钢管安装导向钢架及连接桩基的钢筋笼，钢管柱顶设有与顶板、顶纵梁连接的钢筋笼，柱身为无筋C30混凝土。
中间柱的施工是逆筑法施工的关键工序，中间柱是车站施工阶段主要受力构件，其单柱设计承载力达1000t以上。因此，钢管柱加工及安装精度和混凝土质量等要求甚严，施工工艺复杂，技术难度大。
1 2.2.2、挖孔桩施工
中间柱的施工安排同钻孔桩、旋喷桩同步施工，施工组织十分困难，挖孔桩穿越的地层为杂填土、淤泥、流砂、粘土、强风化、中风化、微风化岩层；中间柱挖孔桩施工方法及技术措施如下。
a、挖孔穿越流塑状淤泥时，采用缩短进尽、起前插打护壁钢筋、每个进尺循环控制在0.3m等技术措施，顺利穿过了原计划插打钢护筒穿越的地层。
b、农讲所站地下水位很高，距地表仅0.5m，且地表水也大量渗入到地层中，造成挖孔桩施工穿越砂层时很困难；在通过流砂层时也采用缩短进尽、控制作业时间、在超前插打的钢筋背后采用填塞稻草、加速凝水泥堵塞等措施，保证挖孔施工顺利地通过流砂层。
1 2.2.3、钢管柱的加工
由于钢管柱的加工精度要求高，中间柱钢管委托钢结构厂加工制作，运至工地验收，委托加工制作技术要求如下:
a、钢管柱的加工按《钢管结构工程施工及验及规范》GBJ205-83和如下有关设计技术要求加工。
钢管纵向弯曲：<长度1/1000，且<10mm。
钢管椭圆度 ：f/d<3/1000
管端不平度 ：f/d<1/1500，且<0.3 mm
b、钢管卷板方向与钢板压延方向一致，在卷板前按要求在端头开好坡口；钢板平直不得翘曲，不使用表面锈蚀或受过冲击的钢板。
c、钢管柱一次加工至设计到柱长，管端用车床铲平。钢管柱拼接时，竖向焊缝错开，对称焊三点作临时因定，若三点的焊缝有裂纹应铲除重焊，竖向和水平施焊一般采用分段反向焊接顺序用埋弧自动焊机施焊，分段尽量对称。
d、焊缝经X光及超声波探伤检查合格后进行防锈处理。其他如定位钢板、导向钢架、及顶盖板则自行加工。
1 2.2.4、钢管柱的安装
①、中间柱的施工测量
挖孔桩精确定位测量严格执行“三级”复核制，精确测定桩心十字线。钢管柱加工时将钢管的中心十字线标定于钢管上，定位基座先和钢管柱试拼装，并将钢管柱的十字线标定于基座上。高程用钢尺在铅垂线上准确传递，测量中心点位采用经过精加工的4.78kg线锤传递，施工时用线锤吊点对基座十字线交点。钢管柱安装时用钢管的十字线对基座十字线，柱顶则直接用吊点对钢管中心。
②、钢管柱安装操作程序
a、挖孔桩至设计标高后吊放中桩钢筋笼、连接中桩和中柱的小钢筋笼，准确定位后采用临时固定措施固定。
b、灌注中桩基混凝土至略低于基座底，并在混凝土初凝前埋泡沫预留基座固定螺栓孔。 c、待中桩混凝土达设计强度70％以后，安装定位基座，埋设固定基座的螺栓孔，用水泥砂浆找平基座，并用1.0 m水平尺检查其平整度，要求控制在2.0mm以内，找平砂浆采用M30高强砂浆。
d、两台吊车起吊吊放安装钢管柱，柱底直接和基座焊接，柱顶以下1.0m对称用可调式支撑固定。
e、灌注施工缝至桩基顶部位的混凝土，然后灌注钢管内微膨胀混凝土。
f、安装预留柱顶与顶板连接的钢筋笼并固定，安装柱顶钢盖板，焊接固定后压浆成柱。
③、钢管柱混凝土灌注
中间桩基采用普通混凝土窜筒溜放灌注，人工下到孔底捣固。钢管柱采用高抛无振捣自密实混凝土灌注，灌注技术措施如下。
a、钢管柱采用掺5%水泥用量UEA膨胀剂的微膨胀混凝土灌注，坍落度15~18cm，粗骨料粒径为15mm。
b、采用混凝土运输车运输灌注混凝土，每大于0.7m3抛落灌注一次。为充分排出钢管内混凝土中的气泡，用小型振捣器对称振捣钢管外壁；柱顶抛落高度小于3.0m处始用插入式振捣捧充分振捣。
1 2.3、旋喷桩的施工
车站采用钻孔桩+高压旋喷桩联合护壁围护，为防止围护钻孔桩间软弱土层塌陷及形成渗水通道，影响周围建筑物及道路的正常使用，采用了旋喷桩将钻孔桩间空隙封闭起来，钻孔桩与旋喷桩共同作用，形成刚柔结合的支护结构，满足挡土防渗要求。
本方案的优点在于：旋喷高压水直接作用于钻孔桩表面，剥蚀和冲刷桩表面的泥皮、孔隙、空洞，有利于旋喷桩和钻孔桩形成可靠复合围护；偏离钻孔桩轴线外40cm，增大了旋喷桩与钻孔桩的接触面积，改善了围护结构受力条件；两钻孔桩间旋喷桩径达0.8m以上，可弥补钻孔桩的不足。
1 2.3.1、旋喷桩的施工参数
本站旋喷桩采用三重管法施工，根据试桩开挖后调整的施工参数如下：
高 压 水：压力30~40Mpa，流量75l/min。
压缩空气：压力0.7MPa，流量75m3/h。