淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下洞內(nèi)機(jī)械成樁施工技術(shù)

鐘磊

摘 要 洞內(nèi)機(jī)械成樁技術(shù)是地下車站主體建設(shè)的新型常用方法，具有可在特殊復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境實(shí)施的優(yōu)勢，可減少下導(dǎo)洞開挖對土體的擾動(dòng)次數(shù)，改善作業(yè)環(huán)境，提升作業(yè)效率，并保證施工質(zhì)量與安全。本文以一具體工程為例，詳述復(fù)雜地質(zhì)條件下洞內(nèi)機(jī)械成樁施工技術(shù)，以供行業(yè)借鑒。

關(guān)鍵詞 復(fù)雜地質(zhì)條件;洞內(nèi)機(jī)械成樁施工技術(shù);地鐵車站

近些年，我國地鐵車站建設(shè)頻繁，對應(yīng)的樁基成樁技術(shù)不斷發(fā)展，有傳統(tǒng)PBA、人工挖孔樁、洞內(nèi)機(jī)械成樁等，工程實(shí)踐表明，與前兩種技術(shù)相比，洞內(nèi)機(jī)械成樁技術(shù)具有多方面優(yōu)勢，應(yīng)在特殊作業(yè)環(huán)境下優(yōu)先應(yīng)用。相關(guān)工程單位及人員要對洞內(nèi)機(jī)械成樁技術(shù)進(jìn)行深入探究，明晰其施工流程及關(guān)鍵點(diǎn)，保障應(yīng)用效果。

1工程概況

一城市地鐵地下車站，為雙層島式，總長306.74m，軌面埋深約25m，主體段寬24.6m，高20.14m，覆土約15m，站址周圍規(guī)劃基本實(shí)現(xiàn)，兩側(cè)多為高層建筑。由于車站埋深較深，受地下水位影響較大，決定采用洞內(nèi)機(jī)械成樁技術(shù)針對車站中樁與邊樁。

本工程中，洞內(nèi)機(jī)械成樁施工技術(shù)應(yīng)用流程為施工準(zhǔn)備-鉆機(jī)就位及鉆進(jìn)-泥漿制備-成孔清空-鋼筋籠（樁基、鋼管柱內(nèi)）施工-液壓插入機(jī)就位-灌注混凝土（樁基、鋼管內(nèi)），各流程要點(diǎn)如2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6所述。

2復(fù)雜地質(zhì)條件下洞內(nèi)機(jī)械成樁施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 人工破口與鉆進(jìn)

以人工挖孔壁為鉆進(jìn)護(hù)筒，進(jìn)行開口段破口，護(hù)壁厚16cn、深1.8m，開口段直徑1.1m，高度平齊于工作面。護(hù)壁以C25混凝土灌注，混凝土厚15cm，坍落度范圍80mm～100mm，為保證孔壁具有較好穩(wěn)定性，在上下護(hù)壁間搭接5cm。

破口后，以反循環(huán)工藝進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

謹(jǐn)慎查看進(jìn)尺與砂石泵排除渣情況，若排量較少或水中有較多渣時(shí)，要控制鉆進(jìn)速度，以防循環(huán)液比重過大導(dǎo)致反循環(huán)中斷。

鉆桿加接時(shí)，要停止鉆進(jìn)，以沖洗液循環(huán)清洗孔底并順便帶出管道鉆渣，維持2min左右后，再加接鉆桿。

坍孔、涌砂是鉆進(jìn)過程中常出現(xiàn)的異常狀況，本項(xiàng)目施工中就曾遇到。一旦此等異常狀況出現(xiàn)，要立刻從孔底提離鉆具，控制泵量，并進(jìn)行沖洗液循環(huán)，將坍落物與涌砂清除，與此同時(shí)，輸送合格泥漿于孔內(nèi)，并維持水頭壓力，繼續(xù)抵制坍孔、涌砂。之后再恢復(fù)鉆進(jìn)，此時(shí)要保持較小泵排量，以免出現(xiàn)孔壁坍落[1]。

泥漿成分在鉆進(jìn)過程中會(huì)發(fā)生一定變化，鉆進(jìn)過程中要良好維護(hù)與管理泥漿，每半小時(shí)對泥漿黏度與相對密度進(jìn)行一次測量，若發(fā)現(xiàn)泥漿成分發(fā)生變化，則及時(shí)采取對應(yīng)處理方法。

2.2 泥漿制備

考慮本工程地質(zhì)條件，采用優(yōu)質(zhì)黏土制備泥漿，必要時(shí)可適量加入一定性能外加劑，如膨潤土、碳酸鈉等。具體制備在沉淀池完成，過程為：先在沉淀池中放入一定量水，之后將與水對量的黏土、膨潤土緩慢加入其中，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，最后將成漿放入泥漿池，且要邊鉆進(jìn)邊多次測定泥漿樣品性能指標(biāo)，循環(huán)不間斷地向孔內(nèi)補(bǔ)入一定稠度水泥漿。

2.3 成孔與清孔

將三翼鉆與筒鉆結(jié)合形成復(fù)合鉆頭，以適用本工程的復(fù)雜地質(zhì)條件，提升成孔效率，減少塌孔發(fā)生。成孔高度達(dá)標(biāo)后，繼續(xù)在原處旋轉(zhuǎn)鉆頭數(shù)圈，以免孔底出現(xiàn)縮孔，并檢查各孔的多項(xiàng)參數(shù)，包括深度、直徑、垂直度，孔壁等，及時(shí)對不合格孔進(jìn)行針對化處理，待各孔均符合要求，則成孔完成[2]。

清孔以泵吸反循環(huán)抽漿法進(jìn)行，要注意控制泥漿黏度與含砂量，以砂石泵將孔底懸浮鉆渣泥漿排出，再以回流泵將凈化后的排出泥漿排入孔內(nèi)。鋼筋籠與導(dǎo)管安設(shè)就位后，如若檢測出孔底沉渣已超標(biāo)，則還應(yīng)進(jìn)行二次清孔。

二次清孔時(shí)，當(dāng)導(dǎo)管底與孔底沉渣面相距約10cm，以導(dǎo)管為吸漿管，進(jìn)行吸泥泵反循環(huán)排渣，并慢慢下放導(dǎo)管，至孔底口再抽吸5min。

2.4 鋼筋籠施工

首先，鋼筋籠吊裝以鈍粗式直螺紋連為接頭;

其次，鋼筋籠施工中，應(yīng)切實(shí)保障鋼筋籠不發(fā)生變形，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)要對其實(shí)施加固措施，豎直后要檢查其垂直度，進(jìn)入孔口后要扶正下放，切不可使其擺動(dòng)，以免碰撞孔壁，下放過程中，應(yīng)同時(shí)拆除內(nèi)撐;

再者，要用套筒將后一鋼筋籠與前一鋼筋籠連接于同一豎直線上，并抽出支撐工字鋼，方可下放，直至鋼筋孔下放至與標(biāo)高同樣位置。最后一節(jié)鋼筋孔吊裝完成后，將鋼筋籠以鋼筋固定焊接在孔口護(hù)筒。

2.5 混凝土澆筑

鋼筋籠安裝完成后，進(jìn)行混凝土澆筑，過程及方式為：

澆筑前應(yīng)檢查成孔、清孔及鋼筋孔施工質(zhì)量，確定合格后，以C30混凝土進(jìn)行一次澆筑;

水下灌注鋼管直徑為219 mm，各管節(jié)應(yīng)連接緊密、牢固，應(yīng)用前先進(jìn)行試拼，并實(shí)施隔水栓通過試驗(yàn);

導(dǎo)管底端與孔底距離保持400±100mm，導(dǎo)管深入混凝土大約3m，且提升與拆除同時(shí)進(jìn)行，導(dǎo)管活動(dòng)切不可碰撞鋼筋籠;

混凝土澆筑至與設(shè)計(jì)標(biāo)高同位置，強(qiáng)度須滿足有關(guān)要求，樁頂不得出現(xiàn)淤泥、浮渣。

2.6 后注漿施工

后注漿注漿管安裝隨鋼筋孔分節(jié)，長度亦與之相同。注漿依據(jù)實(shí)際情況在成樁2～30天內(nèi)完成，并同時(shí)進(jìn)行樁端與樁側(cè)注漿，本工程注漿期限為20天。注漿具體過程為：樁孔內(nèi)共安設(shè)3根注漿管，先將地面注漿系統(tǒng)與第1根注漿管相連，再打開第2根注漿管堵絲，并向其壓入一定清水，以沖洗樁底注漿腔室，待此根注漿管出水后，將漿液注入第1根管中，待第2根管流出漿液后，注漿即停止，用堵絲將其堵上，再繼續(xù)注入漿液于第1根管中，直至壓力達(dá)1.5MPa，并穩(wěn)壓大約15min，堵上第1根管，而后再將地面注漿系統(tǒng)與第3根注漿管相接，以其進(jìn)行水泥二次注入，待壓力達(dá)2.0MPa，并穩(wěn)壓大約15min，注漿完成[3]。

3結(jié)束語

洞內(nèi)機(jī)械成樁施工技術(shù)應(yīng)用流程多個(gè)，各流程實(shí)現(xiàn)過程及要點(diǎn)不同，需要施工單位及人員在具體地鐵站工程實(shí)踐中嚴(yán)謹(jǐn)、合理地把握，以避免縮孔、坍孔、清孔不善、鋼筋孔變形、混凝土澆筑不符合要求、后注漿施工不良等問題，進(jìn)而高質(zhì)量完工。

參考文獻(xiàn)

[1] 李棟.地鐵富水大直徑卵石地層隧洞內(nèi)機(jī)械成樁難點(diǎn)及對策[J].鐵道建筑，2015，（12）：59-62.

[2] 董志云，苑雪峰，楊彬.地鐵暗挖車站機(jī)械成孔洞樁法施工技術(shù)[J].山西建筑，2017，43（13）：171-173.

[3] 李賀.四導(dǎo)洞PBA暗挖車站洞內(nèi)機(jī)械成孔樁研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017，44（14）：36-37.