研究深厚軟土地基上跨淺埋地鐵樁板結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

郭文芳

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 湖北武漢 430000）

1 引言

傳統(tǒng)的路基形式很難再適應(yīng)高速發(fā)展的交通事業(yè)，因此經(jīng)過(guò)逐漸的實(shí)踐與探索，人們總結(jié)出來(lái)一種新的路基結(jié)構(gòu)形式，那就是樁板結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)是一種較為新型的地基處理技術(shù)，同時(shí)也是地基加固的重要方式。樁板結(jié)構(gòu)一般由兩到三部分組成，它們分別是鋼筋混凝土樁以及托梁和承載板。在有些工程中將托梁省略掉，這也是考慮到實(shí)際工程的需要。之所以樁板結(jié)構(gòu)能夠得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)檫@一結(jié)構(gòu)有著較高的強(qiáng)度，并且其剛度和穩(wěn)定性較好，該結(jié)構(gòu)可以有效地將橋梁與傳統(tǒng)路基結(jié)合在一起，有利于交通事業(yè)的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，樁板結(jié)構(gòu)有著廣泛的應(yīng)用，比如在深厚軟弱地基以及濕陷性黃土地基和橋隧間短路基過(guò)渡段等區(qū)域，都會(huì)應(yīng)用這一技術(shù)。另外，在國(guó)內(nèi)外的高速鐵路的建設(shè)過(guò)程中，這一方法也得到了廣泛的應(yīng)用。以下文章通過(guò)對(duì)樁板結(jié)構(gòu)實(shí)際的施工過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行探討，并進(jìn)一步對(duì)施工過(guò)程中的主要應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行探討。

2 深厚軟土地基上跨淺埋地鐵樁板結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工中主要的技術(shù)難點(diǎn)

（1）在施工過(guò)程中存在地鐵盾構(gòu)地表上浮的問(wèn)題。實(shí)際的工程中，經(jīng)常會(huì)遇到淺埋地鐵盾構(gòu)上表覆土不到20m厚的情況，一旦在施工中進(jìn)行托梁和承載板開挖一定厚度的土層時(shí)，就極容易導(dǎo)致土層厚度進(jìn)一步減少的問(wèn)題。實(shí)際的工程中一般托梁和承載板最少要下挖1.5m，每立方米的土層大約有32kN，這樣就會(huì)導(dǎo)致地鐵盾構(gòu)地表上浮的問(wèn)題。

（2）在進(jìn)行軟土地基施工時(shí)，存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)?；娱_挖的施工過(guò)程與實(shí)際工程所處的地質(zhì)環(huán)境有著密切的關(guān)系。軟土中的含水量較大，并且軟土的靈敏度與壓縮性較高，同時(shí)軟土的密度與強(qiáng)度很低，并且滲透性能較弱，這些特點(diǎn)就給實(shí)際的工程帶來(lái)了不小的麻煩。由于軟土具有較高的含水量，并且滲透性較差，因此在施工中基坑開挖卸載，就會(huì)在坑底和周圍土體中產(chǎn)生負(fù)的超靜孔壓。施工的開挖工作結(jié)束后負(fù)的超靜孔壓將會(huì)消散，會(huì)造成坑底土體吸水膨脹。由于負(fù)超靜孔壓的產(chǎn)生與消除將土體有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度急劇下降，因此就會(huì)影響基坑穩(wěn)定。所以軟土地基進(jìn)行開挖深基坑將會(huì)使施工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

（3）緊貼地鐵盾構(gòu)進(jìn)行樁基施工將會(huì)給工程帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)。施工中地鐵盾構(gòu)管片將會(huì)給外圍土體產(chǎn)生較大的擾動(dòng)作用，這一過(guò)程中一旦管片位移或變形較大時(shí)，就會(huì)給地鐵整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來(lái)威脅，同時(shí)還有可能產(chǎn)生破壞已有工程的威脅。此外，一旦管片發(fā)生了位移或變形，將會(huì)導(dǎo)致相關(guān)結(jié)構(gòu)的開裂以及周圍水體的滲漏，甚至有可能出現(xiàn)軌道變形等問(wèn)題，這將嚴(yán)重影響工程的安全性。在實(shí)際的樁板結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，如果使用常規(guī)的施工工藝，就一定會(huì)造成周圍土體的擾動(dòng)，因此在實(shí)際的施工過(guò)程中一定要考慮到施工對(duì)于周圍環(huán)境的影響，尤其是對(duì)既有工程的影響。此外，在樁板施工的過(guò)程中，使用樁底注漿處理技術(shù)可以減少沉降的問(wèn)題，但這一方法也會(huì)給淺埋隧道帶來(lái)一定的影響，因此在施工中尤其要注意。

3 全套管鉆孔樁施工工藝在樁板結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

3.1 超深度鋼護(hù)筒施工方案的對(duì)比與選用

在施工時(shí)，通過(guò)深水墩平臺(tái)法中鋼護(hù)筒一次性插打以及二次跟進(jìn)的施工技術(shù)的學(xué)習(xí)，在進(jìn)行具體的施工過(guò)程中精確定位相對(duì)來(lái)說(shuō)比較的簡(jiǎn)單，并且容易滿足插打深度的需求。因此在施工中對(duì)于設(shè)備的要求不高，同時(shí)由于施工工藝較為成熟，這一過(guò)程中的成本相對(duì)較低且容易控制。可是以上兩種辦法在具體的施工中有著較多的不足之處，因此現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的施工方法是振動(dòng)下沉的辦法。其中工程中的表層回填土以及淤泥質(zhì)土質(zhì)能夠受到自身重力的原因而產(chǎn)生下沉，但是工程中的砂層以及密實(shí)的粉黏土如果不進(jìn)行振動(dòng)處理，將很難進(jìn)行下沉。這樣一來(lái)，就會(huì)給盾構(gòu)周圍的土體產(chǎn)生一定的擾動(dòng)影響，這一過(guò)程中一旦有地下障礙物的存在，將會(huì)給會(huì)后期的處理工作增加難度。最后一種方法主要采用的是日本的SuperTop工法進(jìn)行施工，這一方法應(yīng)用的儀器是全套管液壓全回轉(zhuǎn)機(jī)?，F(xiàn)階段這一設(shè)備主要依靠日本進(jìn)口，因此實(shí)際的工程中就會(huì)增加造價(jià)。但是這一儀器可以進(jìn)行不同套管內(nèi)徑的選擇，通過(guò)調(diào)整設(shè)備的不同內(nèi)徑，可以應(yīng)用于不同的土層。這一儀器有著較多的優(yōu)點(diǎn)，比如實(shí)際的地鐵盾構(gòu)范圍遇到人工回填砌塊或者混凝土塊和孤石等材料時(shí)，儀器可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)切割以及液壓靜態(tài)下沉等處理方法將這些問(wèn)題處理掉。因此將會(huì)減小施工過(guò)程中對(duì)于地鐵盾構(gòu)的影響，同時(shí)改善了施工過(guò)程的安全性能，提高了工作的效率，同時(shí)也對(duì)既有工程的運(yùn)營(yíng)提供了保證。另外，通過(guò)這一儀器的應(yīng)用，可以有效的保證施工質(zhì)量，提高企業(yè)的施工效益。因此現(xiàn)階段的工程中，大多應(yīng)用的是全套管全回轉(zhuǎn)工法。

3.2 全套管全回轉(zhuǎn)不拔除施工流程的概述

①在進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備過(guò)程中，要進(jìn)行樁位中心的測(cè)設(shè)工作。②通過(guò)應(yīng)用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行實(shí)際的定位與吊裝工作。③在定位和吊裝工作完成以后，使用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)全套管切工作并完成削鉆進(jìn)工作。④在鉆進(jìn)工作完成之后，要及時(shí)的使用大噸位的吊機(jī)沖抓取鋼套管鉆進(jìn)沉入樁底，之后將鉆機(jī)移開。⑤使用正循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔樁的施工工作。需要注意的是在完成這些工作以后要進(jìn)行樁基檢測(cè)，之后還要對(duì)樁底進(jìn)行壓漿處理。在相關(guān)人員檢查合格之后，重復(fù)的進(jìn)行以上工作，直至施工結(jié)束。

3.3 在施工之前要做好地面硬化工作

實(shí)際的施工中要用到大型的設(shè)備，并且這些儀器設(shè)備要求地面具有較好的平整程度，并且能夠承受一定的壓力，因此要做好地面硬化工作。施工過(guò)程中多應(yīng)用素混凝土進(jìn)行地面的硬化。在施工過(guò)程中，做好全套管固定工作以后，還要做好灌注樁的施工工作。施工中還要對(duì)套管上端進(jìn)行固定，以免出現(xiàn)成孔后管套沉降的問(wèn)題。

3.4 施工中承載板以及托梁施工工藝的控制

施工中做好克服淺埋地鐵盾構(gòu)減載上浮的工作十分重要，因此施工中結(jié)束鉆孔樁施工工作之后，一定要處理好托梁的施工，最后進(jìn)行施工連續(xù)承載板的開挖工作。在具體的承載板開挖過(guò)程中，可以使用左右線按順序作業(yè)的施工方法，這一方法能夠有效地降低盾構(gòu)上浮的問(wèn)題。施工中混凝土澆筑托梁和承載板要一次性完成。圖1是托梁以及承載板的示意圖。

圖1 托梁以及承載板示意圖

3.5 施工中樁底注漿工藝的控制

進(jìn)行樁底注漿工作時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：①注漿時(shí)間要控制好。②要對(duì)注漿過(guò)程中使用的注漿管進(jìn)行除銹處理。同時(shí)注漿管的底部要使用彎頭或者是彎管把圓根注漿管連接成一個(gè)回路。在注漿管的回路底部還要安裝兩個(gè)以上的套筒部件，并且在鋼管上要設(shè)置較多的被橡膠套筒緊密包裹的出漿孔。③要做好漿液濃度的控制。一般在進(jìn)行施工時(shí)，先使用稀漿進(jìn)行澆筑，隨后漿體的濃度漸漸增大。這一過(guò)程中還要控制好注漿過(guò)程的壓力，以免對(duì)盾構(gòu)產(chǎn)生較大的擾動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文的研究，我們可以看出全套管全回轉(zhuǎn)工法的應(yīng)用，能夠處理好樁基施工給地鐵盾構(gòu)帶來(lái)的擾動(dòng)影響。另外，對(duì)上跨地鐵段樁板結(jié)構(gòu)鉆孔樁樁底采用注漿加固的方法能夠減少對(duì)地鐵的影響。最后，施工中樁板結(jié)構(gòu)基坑開挖以及混凝土澆筑要按照一定的工序進(jìn)行。

[1]郭呼厚.深厚軟土地基上跨淺埋地鐵樁板結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2013（28）：110～111.

[2]劉家兵.深厚軟土地基上跨淺埋地鐵樁板結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013（7）：218～219.