淺析地鐵深基坑抗拔樁施工技術(shù)

譚勇 楊志華 湯川

摘? ? 要：結(jié)合本工程特點(diǎn)，針對(duì)地鐵車站基坑抗拔樁鋼筋籠定位難、上浮、塌孔、偏孔以及混凝土澆筑控制等施工重難點(diǎn)，采取有效和可行的應(yīng)對(duì)措施，確保了抗拔樁施工質(zhì)量合格，規(guī)避基坑開挖后需對(duì)樁基質(zhì)量問題進(jìn)行處理，提高了工作效率和降低施工成本，為類似工程提供施工技術(shù)的參考。

關(guān)鍵詞：地鐵深基坑;抗拔樁;鋼筋籠定位;施工技術(shù)

1? 工程概況

本工程為某市軌道交通一座三線換乘車站，該車站為地下五層框架現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，基坑長(zhǎng)210m，寬55m，深40m，采用地下連續(xù)墻+五道混凝土支撐基坑支護(hù)形式。為有效起到抗浮作用，基坑內(nèi)設(shè)計(jì)圖紙要求縱向布置9排間距為6m抗拔樁，抗拔樁錨入主體結(jié)構(gòu)底板，樁基直徑為[Φ]1200mm，樁身長(zhǎng)度12m，主要地質(zhì)層為雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層、粉砂質(zhì)泥巖，地層上軟下硬，現(xiàn)場(chǎng)采用旋挖鉆進(jìn)行施工。

2? 抗拔樁施工特點(diǎn)、難點(diǎn)分析

2.1? 施工特點(diǎn)

2.1.1? 抗拔樁先于基坑開挖施工

房屋建筑工程的地下室基坑，抗拔樁一般均在基坑開挖后再進(jìn)行樁基施工。而對(duì)于本地下車站狹長(zhǎng)超深基坑，設(shè)計(jì)圖紙布設(shè)密集五層混凝土支撐，基坑開挖后受到混凝土支撐影響，無(wú)足夠空間作業(yè)面進(jìn)行樁基施工;且該地鐵車站施工工期緊，要求工序銜接極為緊湊。因此，抗拔樁必須在基坑開挖前完成施工。

2.1.2? 成孔過程塌孔、偏孔頻繁發(fā)生

基坑內(nèi)地質(zhì)自上而下分布雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)細(xì)砂、淤泥質(zhì)中粗砂、中粗砂以及粉砂質(zhì)泥巖。通過地質(zhì)詳勘和補(bǔ)勘結(jié)論，硬化場(chǎng)地下-2m～-10m分布淤泥質(zhì)砂層，成孔過程經(jīng)常出現(xiàn)塌孔、串孔現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆機(jī)垂直度無(wú)法有效控制，塌孔和偏孔現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重影響成孔質(zhì)量和進(jìn)度。

2.1.3? 成孔深度深、空樁長(zhǎng)

抗拔樁樁頂位于基坑結(jié)構(gòu)底板，有效樁身長(zhǎng)度12 m，空樁長(zhǎng)度與基坑深度相同40m，成孔深度需達(dá)到52m。整個(gè)車站抗拔樁數(shù)量240根，樁基成孔難度大，施工成本高，施工質(zhì)量難以控制。

2.2? 施工難點(diǎn)

2.2.1? 垂直度控制

樁基鉆孔深度達(dá)52m，采用旋挖鉆施工工藝垂直度較差，如何有效利用和校核旋挖機(jī)本身垂直度調(diào)控及人為進(jìn)行定期復(fù)核，減少樁基偏差，提高垂直度。

2.2.2? 成孔過程塌孔、偏孔頻繁發(fā)生

地質(zhì)詳勘和補(bǔ)勘結(jié)論基坑范圍分布有雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)細(xì)砂、淤泥質(zhì)中粗砂、中粗砂以及粉砂質(zhì)泥巖。典型上軟下硬地質(zhì)，旋挖鉆泥漿護(hù)壁對(duì)砂層的作用影響較小，固壁效果差，加上施工期為雨季，經(jīng)常出現(xiàn)塌孔，穿過軟弱層進(jìn)入巖層又存在偏孔。

2.2.3? 鋼筋籠定位及抗浮控制

抗拔樁空樁40m，鋼筋籠吊裝采用150t吊車焊接吊筋方式入孔，因空樁較長(zhǎng)，鋼筋籠下放準(zhǔn)確定位極其困難，鋼筋籠下放后以及混凝土澆筑過程中，一旦出現(xiàn)鋼筋籠上浮將無(wú)法進(jìn)行掌握或難以采取措施進(jìn)行預(yù)防。

2.2.4? 混凝土灌注控制

樁基混凝土灌注，一般采用“測(cè)繩法”或“桿件插入法”，通過操作者手感混凝土澆筑位置來推算和控制樁頂標(biāo)高。由于該車站抗拔樁埋深較底，施工又是采用泥漿護(hù)壁成孔，受到孔內(nèi)泥漿影響，容易造成混凝土澆筑高度不夠產(chǎn)生的施工質(zhì)量問題或混凝土超灌過大增加后期破除樁體施工成本等隱患和風(fēng)險(xiǎn)。

3? 抗拔樁關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1? 垂直度控制

鉆機(jī)就位時(shí)，應(yīng)使轉(zhuǎn)盤、底座水平、使天輪的輪緣、鉆桿底卡盤和護(hù)筒的中心在同一垂直線上，通過旋挖機(jī)自身監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)和全站儀動(dòng)態(tài)跟蹤觀察校核垂直度配合方式進(jìn)行。因旋挖鉆機(jī)使用過程中，受外界因素影響，系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)存在偏差很難避免，測(cè)量人員所以在鉆孔過程中采用測(cè)量設(shè)備全站儀進(jìn)行鉆桿垂直度校核，發(fā)現(xiàn)偏位調(diào)整，直到孔位成孔完成。

3.2? 塌孔、偏孔控制

孔內(nèi)水位必須穩(wěn)定地高出孔外地下水位1m以上，且不得低于護(hù)筒底部，在粉砂質(zhì)泥巖進(jìn)入中風(fēng)化泥巖層的軟硬地層交匯處施工加大泥漿比重，降低鉆孔速率，避免鉆速過快，因泥巖層較硬，且?guī)蛎浶裕鏊菀状蚧?，使鉆頭鉆偏。通過多次試驗(yàn)嘗試后，最終選用長(zhǎng)護(hù)筒跟進(jìn)施工，護(hù)筒采用直徑1400mm、壁厚8mm的鋼護(hù)筒，護(hù)筒長(zhǎng)度12m，埋入原狀土11.5m，露出地面0.5m，利用超長(zhǎng)護(hù)筒直接穿越軟弱地層是最為理想工法。

3.3? 鋼筋籠定位及抗浮技術(shù)

按設(shè)計(jì)圖給定的樁位坐標(biāo)進(jìn)行放樣，利用全站儀精確放出抗拔樁的中心點(diǎn)位，沿樁中心呈“十”字型引出四個(gè)樁位點(diǎn)用來控制樁位。當(dāng)混凝土上升到接近鋼筋籠底部時(shí)，應(yīng)放慢灌注速度，減少鋼筋籠上浮的可能性。

3.4? 混凝土灌注控制技術(shù)

由于抗拔樁樁頭埋深約52m，故混凝土灌注問題是一大難題?；炷敛捎盟翪35商品混凝土，混凝土輸送罐運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土灌注。灌注前，需對(duì)孔底沉渣厚度進(jìn)行測(cè)定，沉渣厚度不得超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)200mm。混凝土運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土從輸送罐中直接傾倒入導(dǎo)管提升架進(jìn)行混凝土灌注。灌注首次混凝土之前在漏斗中放入隔水栓，灌注首次混凝土量導(dǎo)管應(yīng)埋入混凝土中深度不小于2m，第一倉(cāng)混凝土澆筑不得少于3m?。拆管時(shí)要求緩慢提升混凝土導(dǎo)管，以免孔內(nèi)因?qū)Ч懿鸪粝虏荒鼙恢車潘畛?，樁體中出現(xiàn)空芯。為確保樁頭混凝土質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，樁身混凝土需超澆100cm，澆注過程做好詳細(xì)施工記錄?；炷潦┕み^程中，要嚴(yán)格檢測(cè)混凝土坍落度，坍落度200±20mm，按照要求留置混凝土試塊。灌注過程中要及時(shí)測(cè)量混凝土面高度，灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，再超灌1m，方可停止灌注，通過測(cè)繩測(cè)量混凝土頂面深度，確認(rèn)超灌高度達(dá)到要求后，拔出導(dǎo)管。

4? 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)該地鐵車站抗拔樁施工工藝技術(shù)分析和研究，有效解決了抗拔樁施工垂直度控制、塌孔和偏孔、鋼筋籠定位及抗浮等難題，為主體結(jié)構(gòu)施工打下了良好的基礎(chǔ)和創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。目前，該車站正處于主體結(jié)構(gòu)施工階段，開挖出來的抗拔樁施工質(zhì)量良好，證明了該施工技術(shù)的可操作性和可行性，可為類似深基坑樁基指導(dǎo)施工及提供一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ 240—2015.建筑地基檢查技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 郝喆.深基坑開挖時(shí)抗拔樁承載力及變形特性研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2018（S2）：673～678.

[3] 張忠坤，侯學(xué)淵，曹正康，等.粉煤灰與EPS路堤研究綜述[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001（4）：538～542.