车站周边建筑物保护专项方案.docx

1、编制依据22、工程概况22.1 工程概况22.2 工程地质与水文地质33、车站周边建筑物现况74、影响建筑物安全的因素分析84.1 建筑物基础84.2 围护结构地下连续墙施工84.3 基坑降水施工84.4 基坑开挖施工94.5 围护结构渗漏水95、对建筑物采取的保护措施95.1 优化设计方案95.2 三轴搅拌桩加固1053施工措施控制105.4 加强施工监测，采取不同的措施来控制基坑变形116、搅拌桩施工工艺14L编制依据1.1 武汉市轨道交通六号线XX标段土建工程招、投标文件。1.2 武汉市轨道交通六号线XX标段土建工程地质勘察报告。1.3 武汉市轨道交通六号线XX标段土建工程施工图纸。1.4 施工场地周边环境及施工条件调查资料。2、工程概况2.1 工程概况武汉轨道交通六号线一期工程南起汉阳沌口经济开发区的体育中心南站，北至汉口金银湖地区的环湖西路站，线路全长约36km,共设有27座车站，是吴家山、汉口中心区与汉阳新区间客流联系的主要通道。本站XX站为第17个车站。线路走向见下图27总体线路示意图。武汉市轨道交通6号线工程线路示意图/«/本标段为武汉轨道交通六号线XX标段XX站，共计1个明挖车站。XX站位于武汉市江岸区，XX与香港路交汇处北侧，车站南北向设置于香港路下方。车站为地下二层12m岛式站台车站，车站总长293m,宽20.9至24.74m不等。车站结构型式采用公共区双层单柱双跨结构、设备区双层单柱两跨结构。车站主体建筑面积为11500.5肝，附属建筑面积为3224.3肝，总建筑面积为14724.8m车站分二层布置，地下一层为设备层及公共区，地下二层为站台层。车站总长293m,标准段宽21.3m,车站底板埋深16.99m左右,顶板以上覆土约3.03.5m。站内小里程端设有一单渡线，车站两端均为盾构区间，本站小里程端为盾构接收,大里程端为盾构始发。XX站共设四个出入口，其中I号出入口为远期预留，近期三个出入口均平行于香港路设置并满足各个方向的客流和人行过街的需要。车站两端分别设置一组风亭，即1、2号风亭，均为高风亭，并在1号风亭附近布置冷却塔。附属结构均为单层结构，采用明挖法施工，基坑支护结构为钻孔灌注桩加内支撑的结构体系。站位西侧沿香港路自南向北分别是开源阳光城、武汉市永安装饰材料市场、香榭里小区；站位东侧沿现香港路自南向北分别是武建富强楼、汉庭连锁酒店、康怡花园、武汉市国有资产监督管理委员会、武汉市六医院。车站平面示意见下图2-2o依据武汉华中岩土工程有限责任公司，2013年1月提供的武汉轨道交通6号线一期工程H标段XX站岩土工程勘察报告(详细勘察阶段)，本工程的工程地质和水文地质概况如下：1场地环境概况拟建工程场地地形较为平坦，地面高程一般20.2420.48米之间，最大高差O.24m,拟建场地地貌单元属长江I级阶地。2环境等级及环境类别本次详勘阶段在场区内采取的3组地下水，根据室内水质分析报告，同时结合场地范围内环境调查沿线无污染源,根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)第12.2条判断，本场区环境类型为II类。根据铁路混凝土结构耐久性设计规范(TBlOO05-2010/J1167-2011)的判定标准，本工程混凝土结构所处环境类别为“碳化环境"。设计地面以下至地下水最低水位之间混凝土结构碳化环境作用等级为“T3”，设计地面以上混凝土结构处于露天条件，且年平均相对湿度260%混凝土结构碳化环境作用等级为“T2”，地下水最低水位之下混凝土结构碳化环境作用等级为“Tl”，薄型结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时，其干燥一侧混凝土的碳化作用等级按"T3"考虑，因此建议地下混凝土结构综合按“T3”作用等级考虑。地面以上混凝土结构"碳化环境”作用等级为“T2”。根据混凝土结构耐久性设计规范(GB/T50476-2008)相关规定，本工程混凝土结构所处环境类别为I类(一般环境)，设计地面以下至地下水最低水位之间混凝土结构碳化环境作用等级为“I-C”类，地下水最低水位之下混凝土结构环境作用等级为“I类，因此建议地下混凝土结构综合按I-C类作用等级考虑。地面以上混凝土结构处于干湿交替环境作用等级为I-C类。根据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)相关规定，本工程地下混凝土结构环境类别为“二b”类，地面以上混凝土结构环境类别为“二a”类。各层的地层岩性及其特点自上而下依次为：1)填土(1)杂填土(地层代号(IT)：杂色，湿，压缩性不均，该层为人类活动堆填而成，分布范围和厚度缺乏规律性，带有极大的人为随意性，往往在很小范围内，变化很大。拟建场区局部为水泥路面，其下含有较多的砖渣、碎石、碎块等建筑垃圾，夹有少量黏性土，个别钻孔存在中粗砂，力学性质不均，工程性能差，硬杂质含量不均匀，部分地段超过50%,层厚0.54.6m,平均厚度2.7m,场区内均有分布，堆积年限一般大于10年，局部小于10年。(2)素填土(地层代号(1-2)：黄褐褐灰色，以粉质黏土为主，软可塑状态，含植物根系、小碎石及砂性土，局部夹有淤泥及淤泥质土。其厚度L02.6m,平均厚度L8m,层顶标高17.9519.83m,场区内仅局部分布，堆积年限一般大于10年，局部小于10年。2)第四系全新统湖积(Q41)及冲积(Q4al)层淤泥(Q41)(地层代号(1-3)：灰灰褐色，切面光滑，富含有机质，偶见螺壳碎片，稍有臭味，无摇振反应,呈流塑状态,压缩性高。其厚度6.Om,埋深2.8m,仅在初勘孔LQJz4-II12-ML02号孔揭露。(2)黏土(地层代号(3-1)灰黄褐色，切面光滑，含氧化铁及氧化物结核，呈可塑状态，压缩性中等,韧性较好，干强度较高。其厚度1.54.5m,平均厚度3.0m,层顶标高16.4318.83m,场区内仅局部分布(3)黏土(地层代号(3-2)：褐黄褐灰色，饱和，软塑状态，压缩性高。含铁锯质氧化物斑点，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。其厚度Ll5.4m,平均厚度2.8m,层顶标高15.9418.81m。场区局部位置缺失。(4)淤泥质黏土(地层代号(3-3)：灰褐灰色，饱和，流塑状态，压缩性高，含有机质、腐植物，局部为淤泥;该层局部夹有薄层粉土，摇振反应轻微，切面光滑，干强度中等，韧性中等。其厚度2.615.6IIb平均厚度6.0m,层顶标高11.5718.10m。场区内均有分布。(5)淤泥质黏土夹粉土、粉砂(地层代号(3-4)：灰褐灰色，饱和，黏性土状态流塑为主，局部软塑；粉土状态稍密中密、粉砂松散状态。局部夹有淤泥，含有机质，压缩性高，摇振反应明显，切面稍光滑，干强度中等，韧性中等。其厚度2.98.5m,平均厚度5.4m,层顶标高5.4412.30mo场区内局部缺失。(6)黏土、粉土、粉砂互层(地层代号(3-5)：灰灰褐色，饱和，黏土为可塑状态，局部呈软塑状态(该层局部黏性土的液、塑限指标受所夹粉土、粉砂影响，呈”假塑性”，其状态以原位测试为依据，判定为可塑状态)，粉土为中密状态，粉砂为稍密状态，局部夹淤泥质土，摇振反应明显，见有石英、云母、长石等矿物，压缩性中等。粉砂含量分布不均匀，局部位置较为集中，并含有细砂颗粒。厚度L88.0m,平均厚度4.9m,层顶标高0.137.69m。场区内局部位置缺失。(7)粉细砂(地层代号(4-1)：灰青灰色，饱和，稍密中密状态，压缩性低，含云母片、长石、石英等矿物，局部夹极薄层粉质黏土、粉土。其厚度2.712.4m,平均厚度5.7m,层顶标高-2.706.35m。在场区内均有分布。(8)粉细砂(地层代号(4-2)：灰青灰色，饱和，中密状态，压缩性低，含云母片、长石、石英等矿物，砂质较均匀，局部夹薄层粉质黏土、粉土，层底局部含有含少量中砂颗粒。其厚度8.l15.4m,平均厚度ILlnb层顶标高-7.69-3.01m。在场区均有分布。(9)中细砂(地层代号(4-3)：灰色青灰色，含云母、石英长石等矿物，局部夹薄层粉土及粉质黏土，呈饱和、中密状态，压缩性低。底部常混夹少量砾卵石。其厚度3.39.8m,平均厚度6.5m,层顶标高-20.29-12.89mo场区内局部位置缺失。(10)中粗砂夹砾卵石(地层代号(5)：灰色青灰色，饱和，中密密实状态，压缩性低，含石英、长石等矿物，砾卵石粒径1050m11b个别最大粒径达90mm,成分主要有石英岩、石英砂岩、燧石等，磨圆度呈次棱角状、亚圆形。砾卵石含量约15%40%,局部含量集中达60%,个别钻孔夹有少量黏性土。其厚度1.56.8m,平均厚度3.8m,层顶标高-27.67T9.22m。场区内局部缺失。4水文地质概况1)地下水的类型拟建XX车站范围内地下水主要为上层滞水、层间水、基岩裂隙水和岩溶水。1、上层滞水主要赋存于填土层中，受大气降水、地表水下渗及人类生产、生活用水排放影响，无统一自由水面。详勘阶段实测场区内上层滞水稳定水位埋深在1.35-2.77m之间，相当于绝对标高17.6119.05mo2、孔隙承压水主要赋存于(3-5)层、(4T)层、(4-2)层、(4-3)层、(5)层,含水层渗透性一般随深度的增加递增，受侧向地下水的补给，与长江水力联系密切，呈互补关系，地下水位季节性变化规律明显，水量较为丰富。根据2012年10月18日至2012年10月20日在场区内LQJZTn12-ML13附近主抽水孔内测得的承压水位标高在16.93m。3、基岩裂隙水赋存于泥质粉砂岩及砂砾岩中，基岩裂隙水水量较小，对本工程的影响不大。2)渗透性场地范围内土层(1-3)层、(3T)层、(3-2)层、(3-3)层为相对隔水层；(3-5)层为弱透水层(3-5)层、(4-1)层、(4-2)层、(4-3)层及层为透水层。3)抗浮设计水位根据场地地层特点、场地条件及武汉市地区经验，最不利条件下抗浮设计水位可按沿线地段规划路面标高取用。5地下水的腐蚀性场区内地下水在干湿交替作用下对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。3、车站周边建筑物现况(1)周边建筑香港路路段是商业繁华、医疗和办公机构及居住地较多的地区，道路车流、人流量都较大，是江岸区的主要城市交通干道，地铁站点周边500In分布有开源阳光城、武汉市新永安装饰材料市场、香榭里小区、香港路副食茶叶市场、武建富强楼、汉庭连锁酒店、康怡花园、武汉市国有资产监督管理委员会、武汉市六医院等。(2) XX站周边建筑物详表名称位置层数基本概况基础形式开源阳光城香港路西侧18与一号风亭最小距离8.6米基础形式不详，地下一层武汉市新永安装饰材料市场香港路西侧2位于一号风亭四号出入口之间，需拆除天然地基居民楼香港路西侧8位于四号出入口上部，需拆除天然地基变电站香港路西侧4与车站结构最小距离2米天然地基武汉市税务局直属征收管理局香港路西侧15与车站结构最小距离4.4米450*450mm静压桩，桩长30m香港路副食茶叶市场处居民楼香港路西侧8位于三号出入口结构上部，需拆除天然地基武汉市六医院及在建综合楼香港路东侧14/19在建综合楼与二号风亭共用围护结构钻孔灌注桩（80Omnb桩长38.85m临二号风亭侧1500mm»桩长40m）,地下一层武汉市国有资产监督管理委员会香港路东侧8与二号风亭最小距离0.7米400*400mm静压桩，桩长24m康怡花园香港路东侧8与车站主体结构最小距离11武建富强楼香港路东侧8与车站主体结构最小距离6.1米4、影响建筑物安全的因素分析2.1 建筑物基础XX站周边建筑物基础及结构形式见XX站周边建筑物详表。由于XX站周边高层及住宅区建筑基础主要以静压桩为主，局部采用天然地基，因此建筑物自身基础比较薄弱是影响建筑物安全的首要因素。2.2 围护结构地下连续墙施工围护结构地连墙施工采用成槽机成槽，震动较大，对建筑物保护不利。控制好泥浆浓度以及成槽速度，能减少塌孔，从而减少地表沉降。2.3 基坑降水施工本工程只采取坑内降水，无坑外降水施工。基坑内外水源由于被围护结构隔离开，基坑内降水理论上不会对建筑物造成影响。但在降水工程中，应监测基坑外水位变化，如围护结构有较大漏水，引起基坑外水位下降，应立刻停止降水，对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形。2.4 基坑开挖施工基坑开挖过程中的围护结构变形对建筑物附近土体沉降变形影响较大，对建筑物保护也有较大影响。深基坑施工讲究土方开挖与支撑的“时空效应”，基坑每块土方的开挖在16小时内完成、并在8小时内完成支撑的安装，可减少基坑变形。本工程基坑宽度为21.3m,开挖深度约16.99米左右，采用长臂挖掘机在地面直接进行基坑土方开挖，施工效率较高，可以满足“基坑每块土方的开挖在16小时内完成、并在8小时内完成支撑的安装”的要求，可有效控制基坑变形（累计变形可控制在30mm以内）。2.5 围护结构渗漏水围护结构发生渗漏水有两种情况，一种是渗漏，另一种是突泥涌沙。围护结构渗漏水较小时.，不会引起坑外水位有明显的下降，不会造成坑外有大的地表沉降；水中不携带泥沙更不会造成坑外地表塌陷。此种情况对建筑物保护影响不大。围护结构突泥涌沙时，会造成坑外地下水位下降，从而造成地表沉降；水中带有泥沙，造成基坑附近水土流失，可以在地层中形成空洞，对保护建筑物十分不利。5、对建筑物采取的保护措施5.1 优化设计方案为减少工程施工对周边建、构筑物的影响，控制基坑外土体沉降变形，首先从设计上着手，优化设计方案，将对建、构筑物的影响降至最低。采取主要措施有：1、基坑外侧设置水位观测井，及时观测站外水位变化。2、加强此处地连墙的施工质量，尤其是接头质量，此部分地连墙接头为工字钢接头，增加防水止水效果。3、在施工过程中，根据具体情况，建议设计在建筑物附近的基坑范围，适当加密钢管支撑的布置，保证将地面沉降变形控制在规范范围内。5.2 三轴搅拌桩加固在康怡花园小区住宅楼附近的基坑外侧及西马路变电站和武汉市地税局直属征收管理局的基坑外侧，设置三道三轴搅拌桩建筑物保护加固，加固住宅楼周围土体，并将围护结构发生渗漏的可能降至最低。建筑物保护加固采用三轴搅拌桩，设计桩径为850mm,桩间咬合250mm,深度为20米，局部深度25米。建筑物保护三轴搅拌桩布置情况详见图5/。护加固平面位置5.3 施工措施控制1、减少震动对建筑物的影响在建筑物附近加强对成槽机抓土的深度控制，以及抓斗的稳定性控制能减少因震动对建、构筑物造成的影响，同时加强对建、构筑物的沉降观测，根据监测结果分析地连墙施工对建、构筑物造成的影响。2、根据地质报告，严格控制泥浆的配比，防止成槽过程发生槽壁坍塌，以及控制好相邻两幅墙的成槽时间。3、基坑降水过程中对建筑物的保护在降水工程中，加强监测基坑外水位变化，如发现围护结构有较大漏水，引起基坑外水位下降，应立刻停止降水，对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形，避免不均匀沉降对建筑物造成的威胁。4、基坑开挖和支撑过程控制分段、分块、分层进行土方开挖，满足基坑开挖“时空效应”原理在土方开挖过程中快速完成开挖，及时进行支撑的安装并施加轴力，使基坑无支撑暴露的时间最短；每段基坑开挖完毕后，在最短的时间内完成该段内部结构的施工,使该段基坑暴露时间最短。基坑暴露的时间越短，基坑围护的累加变形越小，对位于基坑边缘的建、构筑物保护越有利。每段土体开挖的长度控制在6m以内，每段的土方开挖时间控制在16小时以内，钢支撑的安装控制在8小时以内，快挖快撑（及时预加支撑轴力），使基坑无支撑暴露的时间尽量缩短。基坑开挖过程中保证钢支撑随挖随支，在支撑位置和钢围楝位置进行开槽开挖，开挖深度为支撑底下50cm,及时安装钢支撑，并及时预加支撑轴力，做到先撑后挖。减少动荷载对基坑的影响土方开挖过程中，重型土方车辆和机械尽量不要在建筑物附近行走和停留，以减缓基坑的变形速率，达到保护建、构筑物的目的。土方开挖过程渗漏水的处理土方开挖过程中，设置专人观察渗漏水现象，对渗漏水及时处理。有流沙发生时，如流沙位置在开挖面以上且压力不大时，用木楔、棉纱水泥和水玻璃将其封堵，然后在地连墙上打设注浆管，用水泥水玻璃双液浆封堵。如流沙的位置在开挖面以下或压力较大时，采用麻袋堆码、土方回填平衡压力、喷射混凝土封闭相结合的方式处理，同时在发生流沙对应的咬和桩坑外位置,注水泥-水玻璃双液浆封堵，确保建筑物的安全。土方开挖至基坑底及时封闭基底土方开挖到基坑底部时，及时进行垫层的施工，并且在最短的时间内完成结构底板的施工。5.4 加强施工监测，采取不同的措施来控制基坑变形1、支撑轴力的监测在建筑物附近设置支撑轴力计，来监控支撑轴力情况。当支撑轴力减少较多时，及时进行轴力复加，满足支撑轴力的要求；当支撑轴力较大，支撑有失稳的危险时，采取增加钢支撑的措施来处理。2、基坑变形的监测在建筑物处设置了两组测斜管来监测基坑变形，当基坑变形超过报警值时，根据支撑的轴力情况来适当的增大支撑轴力或者增加支撑数量来达到控制围护结构变形。3、建筑物沉降的监测在康怡花园小区住宅楼、武汉市第六医院、武汉市地税局直属征收管理局、西马路变电站、开源阳光城等基坑附近的建筑物分别设置沉降观测点，在施工过程中对其进行观测。监测频率为每天对其观测二次。4、建筑物附近地面沉降的监测在基坑周边设置地表沉降观测点，其中建筑物附近的地面上设置地表沉降观测点，监测建筑物附近地表的沉降，为建筑物的沉降趋势提供参考数据。5、建筑物旁基坑地连墙变形、墙顶水平垂直位移的监测为了更好的了解建筑物旁基坑外土体的变形情况以及基坑变形情况，在基坑周边设置墙顶水平位移与垂直位移变化的观测点，其中建筑物附近的地连墙墙上同样设置观测点。基坑周边设置地连墙墙体变形观测点。6、建筑物附近地下水位的监测为控制因基坑降水引起的不均匀沉降，在基坑周边设置了4个水位观测井，其中在建筑物附近设置了2个。当基坑外水位发生显著下降时，应立刻停止降水,并对漏水部位围护结构进行加固补强或采取坑外注水的形式，减少地面沉降变形。7、各监测点布置位置见图5-3。图53：建筑物保护监测布点示意图6、搅拌桩施工工艺一、施工工艺流程重复搅拌上x××××××重复搅拌下l喷浆搅拌上预搅下定位搅拌桩的施工工艺示意图U- 4图二、施工万法施工准备施工平台的场地事先必须清除地上、地下一切障碍，采用人工和机械进行场地平整。场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土,施工平台高程误差控制在±15CIn的范围内。地表过软时，应采取防止施工机械失稳的措施。桩位放样按照施工图用测量仪器测放桩位，并设置好控制和控制线，在施工过程中随时检查纠正桩孔孔位偏差，使桩孔孔位偏差不超过50mmo搅拌机定位安置在修筑好的施工平台上安装深层搅拌机，机座用枕木垫实，并用水平尺检测机座的水平度，用日本进口的法勾配倾斜角度尺检测机架两个方向的垂直度。凡发现偏差过大，及时进行调整，直到合格为止。(4)预搅下沉施工准备就绪后，起动发电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电动机的电流监测表控制。如下沉速度太慢，适当从输浆系统补给清水以利钻进。水泥浆制备搅拌机下沉到一定深度按设计确定的配合比，用强制式慢速制浆机或高速制浆机拌制水泥浆液。拌制时间：强制式慢速制浆机不少于3min,高速制浆机不少于Imir1。搅拌好后，进行浆液密度测试，合格后进行过滤，放入集浆池（桶）泵送入孔，并不断搅动，防止产生沉淀。（6）提升喷浆和搅拌搅拌机下沉至设计深度后，开启灰浆泵浆水泥浆压入地基中，边喷浆边旋转，同时严格按设计确定的提升速度提升搅拌机一般提升速度不超过0.8mmirL重复上下搅拌搅拌机提升到设计加固层的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。为使水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边下沉，至设计深度后再次搅拌提升出地面。（8）清洗各集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。三、质量控制措施在施工过程中，现场质检员必须对各工序的各施工参数、质量控制点进行严格的检测。严格按质量体系文件及技术要求，进行过程控制。孔位控制：由专业测量人员负责放样定点，并设置控制点，在施工过程中随时抽测、校核，确保孔位偏差不大于5cm。孔斜控制：开钻前，对搅拌机的平整度和垂直度进行严格的检测，检测合格后方可开钻，且在施工过程中随时检测，保证孔斜偏差小于1%。水泥浆控制：水泥浆严格按设计水灰比控制，制备好的水泥浆经常搅动，不能有离析现象，对停置时间超过2小时的水泥浆坚决弃掉不用。（5）喷浆量和提升速度的控制：根据灰浆泵的排量，搅拌桩提升速度控制在0.2-0.5mnir之间，均匀连续提升，确保段浆量和水泥掺入比满足设计要求，并一次性完成喷浆工作。（6）桩底质量控制：提升喷浆时，严格按照技术要求，先在孔底喷浆30-60s,并在底部Im范围内上下活动一次，然后再按正常速度提升。