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1工程概況
北京地鐵四號(hào)線菜市口車站位于廣安大街與菜市口大街、宣武門外大街的交叉路口,呈南北走向,線路中心與道路中心基本一致,與規(guī)劃地鐵七號(hào)線形成“十”字換乘關(guān)系。
菜市口車站起訖里程k6+591.6~k6+764.8,全長(zhǎng)173.2m,寬21.9m,三層車站結(jié)構(gòu)高19.73m,結(jié)構(gòu)頂板最小覆土3.5m。車站設(shè)計(jì)為北端47.8m、南端57.4m的三層車站蓋挖段,車站中段68m的暗挖結(jié)構(gòu)及部分七號(hào)線結(jié)構(gòu),四號(hào)線與七號(hào)線形成島島換乘關(guān)系,七號(hào)線在四號(hào)線之上,為明挖施工。車站設(shè)四個(gè)出入口,兩個(gè)風(fēng)道和兩個(gè)安全出口。
2施工原理及工藝流程
首先進(jìn)行交通疏解,在圍擋區(qū)進(jìn)行人工挖孔樁為底板以上的鋼管柱施工提供可操作的施工空間,在地面通過(guò)先進(jìn)的自動(dòng)對(duì)中bg-20旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鋼管柱下樁基的成孔施工,采用導(dǎo)管進(jìn)行樁基水下混凝土灌注,進(jìn)行鋼管柱定位器的安裝和鋼管柱的施工,為鋼管柱的承重提供傳力的基礎(chǔ)。
在施工過(guò)程中,利用鋼管柱和圍護(hù)樁作為主要承重結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)頂板的保護(hù)下進(jìn)行頂板以下土方開(kāi)挖工作。每層土方開(kāi)挖完成后自下向上逆作施工結(jié)構(gòu)二襯,土方開(kāi)挖完成后利用地膜施工技術(shù)及時(shí)完成開(kāi)挖空間后的底板結(jié)構(gòu)施工,保證開(kāi)挖空間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工安全。
車站兩端的蓋挖逆作法的工藝流程:圍護(hù)結(jié)構(gòu)→立設(shè)主體結(jié)構(gòu)中間立柱→澆筑頂板混凝土→回填土、恢復(fù)路面→開(kāi)挖中層土體→構(gòu)筑上層主體結(jié)構(gòu)→開(kāi)挖下層土體→構(gòu)筑下層主體結(jié)構(gòu)。
3施工方法
3.1人工挖孔樁施工
鋼管柱施工有效部位采用人工挖孔樁,其下樁基采用機(jī)械成孔,為便于樁機(jī)下鉆、提鉆,人工挖孔部分的有效內(nèi)徑定為1.9m。人工成孔段采用鋼筋混凝土護(hù)壁,護(hù)壁厚度200mm,混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào)c20,并且在混凝土中摻加適量高效早強(qiáng)減水劑。護(hù)壁鋼筋主筋采用12ф16(ⅱ級(jí)),箍筋ф8@150(ⅰ級(jí)),主筋上下層之間采用孔內(nèi)焊接,焊接長(zhǎng)度不小于10d(d為鋼筋直徑),以使上下兩節(jié)形成整體。護(hù)壁形式采用外齒式護(hù)壁,上下搭接5cm,作為施工用的襯體,增加抗塌孔的能力。
3.2樁基鉆孔樁施工
鉆機(jī)就位前,先將鉆機(jī)底座調(diào)整水平,再用線垂將鉆塔調(diào)整垂直,護(hù)壁泥漿采用膨潤(rùn)土來(lái)制備泥漿;施工選用德國(guó)寶峨wg-22c旋挖鉆機(jī)。在鉆進(jìn)過(guò)程中,根據(jù)地層情況控制鉆進(jìn)和鉆速。開(kāi)孔時(shí)做到穩(wěn)、準(zhǔn)、慢,充分利用上部地層造漿,鉆進(jìn)施工時(shí)泥漿沿著泥漿溝流向泥漿沉淀池,泥漿經(jīng)沉淀循環(huán),形成鉆孔施工的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。施工中清孔采用二次清孔,一次清孔以孔內(nèi)排渣為主,使用排渣筒排渣,排渣同時(shí)要及時(shí)補(bǔ)給泥漿,使孔內(nèi)泥漿指標(biāo)滿足規(guī)范規(guī)定,第二次清孔在初次清孔完畢至灌注水下混凝土前,應(yīng)使用泥漿泵抽漿換漿保證樁底沉渣量滿足設(shè)計(jì)要求。清孔后,孔內(nèi)泥漿要達(dá)規(guī)范規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),指標(biāo)為:孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重小于1.25;含砂量不大于8%;粘度28%;孔底允許沉渣厚度為100mm;鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一加工,鋼筋主筋焊接采用閃光對(duì)焊;鋼筋籠完成后吊裝要平穩(wěn),對(duì)準(zhǔn)樁孔后緩慢放下,不得磕碰井壁;鋼筋籠下放就位后,及時(shí)進(jìn)行成孔和清孔質(zhì)量驗(yàn)收,合格后,立即灌注水下混凝土。
3.3鋼管柱施工
為便于定位器的安裝,用吊車將定位器及其配件吊入樁底,隨后施工人員下入樁底,通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整定位器標(biāo)高,推移定位器調(diào)節(jié)至樁心。精確校核其平面位置、標(biāo)高、垂直度后,緊固定位器調(diào)節(jié)螺栓。
1)鋼管柱的安裝。
鋼管柱采用分節(jié)吊裝,準(zhǔn)備工作完成后,采用25t吊機(jī)作業(yè)。鋼管柱下放時(shí)對(duì)準(zhǔn)樁位,慢插入孔,至單節(jié)頂部時(shí),用卡具卡住鋼管柱,重復(fù)施工其他單節(jié),兩鋼管柱用螺栓連接好,最后吊車下放鋼管柱使底部直接嵌入定位器上,其管端穩(wěn)固坐落于定位器環(huán)行定位板上,然后對(duì)柱上端精確定位。鋼管柱柱體上端定位通過(guò)調(diào)節(jié)4只花籃螺栓定位,由于鋼管柱下端平面位置、標(biāo)高、垂直度已由定位器確定,鋼管柱上端空間位置校定后,即可認(rèn)為鋼管柱位置已精確定位。
2)鋼管柱的穩(wěn)定加固。
鋼管柱定位完成后,為了保證鋼管柱混凝土在灌注過(guò)程中鋼管柱柱體不產(chǎn)生位移,施工過(guò)程中,要從上至下進(jìn)行加固,加固位置為鋼管柱頂部及鋼管柱兩個(gè)連接法蘭處,加固處采用四面對(duì)頂,加固采用頂絲杠。
3)灌注鋼管柱內(nèi)混凝土。
根據(jù)cecs28:90鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程的規(guī)定,并結(jié)合蓋挖逆作鋼管柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇高位拋落無(wú)振搗法。其原理是利用混凝土自管口自由下落時(shí)所獲得的重力加速度沖擊能量,使混凝土擠密而無(wú)需振搗。對(duì)于拋落高度不足4m的,采用內(nèi)部振搗器振實(shí)。施工中一次拋落的混凝土量不小于0.7立方,用料斗裝填,料斗的下口尺寸應(yīng)比鋼管柱內(nèi)徑小,以便混凝土下落時(shí),鋼管柱管內(nèi)空氣能夠排出。
4)鋼管柱與挖孔樁護(hù)壁之間回填砂。
為了保護(hù)鋼管柱柱體成品,防止施工時(shí)對(duì)其破壞,施工時(shí)需對(duì)柱體與挖孔樁孔壁之間進(jìn)行回填處理,從孔口地面沿挖孔樁環(huán)形均勻填入砂。