鉆孔灌注樁在地鐵明挖車站圍護結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

單志偉

（中鐵十九局集團第七工程有限公司，廣東珠海 519000）

1 工程概況

某地鐵車站采用明挖方式建設(shè)，車站外包長195.10 m，開挖基坑為196.10 m，項目在實際考察后，特將明挖段的開挖標(biāo)準(zhǔn)段定為寬20.7 m，深17.69 m，圍護結(jié)構(gòu)用吊腳樁和鉆孔樁+內(nèi)支撐型式共同完成，其中支護樁均采用Φ1000 mm×1200 mm的鉆孔樁進行結(jié)構(gòu)的圍護，以保證工程質(zhì)量和提高工程效率。

2 施工前準(zhǔn)備工作

在地鐵明挖段圍護結(jié)構(gòu)施工前，需要做一些相關(guān)準(zhǔn)備以便后續(xù)作業(yè)的順利展開，如對施工現(xiàn)場的導(dǎo)線點和水準(zhǔn)控制點內(nèi)容的核對與檢查，如發(fā)現(xiàn)不良情況要及時上報并根據(jù)實際情況進行方案的修正，確保施工放樣時基準(zhǔn)點的準(zhǔn)確位置和復(fù)測工作的順利開展。

3 施工技術(shù)探討

3.1 護筒埋設(shè)作業(yè)

護筒埋設(shè)是鉆孔灌注樁施工的首要工作之一，作為整個圍護結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，埋設(shè)時要根據(jù)項目的實際情況逐一展開。首先將路面用振動錘搗碎后采用人工挖埋法展開護筒的埋設(shè)工作，并將十字交叉法運用到開挖區(qū)域內(nèi)，按照埋設(shè)順序?qū)ψo筒進行編號標(biāo)記，成孔后才可將護筒引回區(qū)域中心，使其與樁中心處于重合位置，并用黏土對樁頂進行填充以防止頂部坍塌。

此外，埋設(shè)護筒前還需要在樁位處挖出個別的圓坑便于護筒的放置和穩(wěn)定，并在周圍用黏土再次夯實回填，回填要求高于地面30 cm左右并埋入巖土的分界線以下，以降低成孔過程中出現(xiàn)的護筒下陷和上口溢漿等現(xiàn)象[1]。

3.2 鉆孔作業(yè)

3.2.1 設(shè)備安放

鉆機作為首要使用設(shè)備，其位置安放正確與否會直接影響到后續(xù)的鉆孔作業(yè)，鑒于此，在鉆機定位時要調(diào)整鉆機的水平方向和垂直儀的方向，在氣泡居中的情況下將鉆桿進行伸縮，之后將鉆頭底部的導(dǎo)向尖對準(zhǔn)樁位的中心位置，這樣可使鉆頭處于自然放松的狀態(tài)，便于鉆頭外壁距離的校核工作[2]。

3.2.2 鉆孔

設(shè)備校準(zhǔn)就位后將鉆頭對準(zhǔn)樁為中心，依次將清水灌入護筒內(nèi)，隨后開始下放鉆桿開展鉆進工作，其間技術(shù)人員要隨時觀察和測定鉆機的工作狀態(tài)，控制和保證泥漿的供應(yīng)并在鋼機架和鉆桿上用數(shù)字做出標(biāo)記，為后續(xù)出現(xiàn)不良現(xiàn)象時能夠及時找到問題所在位置并及時處理。

3.2.3 檢孔及清孔

鉆孔結(jié)束后隨即開展檢孔工作，需要借助專業(yè)的鋼筋檢孔器來完成，每鉆進5～7 mm的距離即進行檢孔工作，當(dāng)檢孔器出現(xiàn)不能降到最初深度情況時，要觀察護筒位置是否發(fā)生位移或出現(xiàn)彎孔和縮孔等現(xiàn)象，以便隨時處理。

另外，當(dāng)鉆至設(shè)計標(biāo)高底時可按照特定要求展開清孔工作，實際操作中控制好孔底的泥漿比重以及含沙率和黏度，立柱樁的孔底沉渣厚度和抗拔樁孔底的沉渣厚度均要滿足相關(guān)設(shè)計要求。

3.3 鋼筋籠吊放和立柱樁施工

鋼筋籠采用鉆機的塔架整體吊入樁孔內(nèi)，為杜絕鋼骨架的變形，將吊點設(shè)置在籠頂下方的第二根鋼筋上，此外還要架設(shè)一些鋼材作為臨時支撐以增加鋼筋的剛度，做好接頭依次緩慢放入樁孔內(nèi)。實際操作中，還需注意鋼筋籠的頂面距離要與地面標(biāo)高符合初始設(shè)計要求，誤差控制在±5 cm上下，并在上、下鋼筋籠焊接完后再用鉆孔機塔架將鋼筋籠送入樁孔內(nèi)，最后通過計算鋼枕木的標(biāo)高及籠頂標(biāo)高來確定吊筋的長度，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

需要注意的是，吊放的鋼筋籠骨架為分段制作并通過雙面焊接的方式進行接頭，連接部分要確保在下節(jié)骨架的主筋里面，上節(jié)骨架主筋則在外面，同時上下鋼筋籠搭接處最好加一道環(huán)箍，以此避免導(dǎo)管卡掛鋼筋的現(xiàn)象發(fā)生[3]。

為保證較高的工程質(zhì)量和效率，立柱樁在施工時要嚴(yán)格按照初始方案逐一展開。首先是立柱樁的格構(gòu)樁樁型在進行鋼加工時要保證焊縫飽滿且外表面無漏焊夾渣等情況，焊縫厚度≥10 mm。此外，格構(gòu)型鋼以Φ1400 mm的鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)方可將型鋼插入灌注樁內(nèi)，還要與灌注樁的主筋部分進行焊接，格構(gòu)柱插入灌注樁深度控制在5 cm以下，垂直誤差控制在1/400，定位誤差在2 cm以下，這樣可以很好地控制因格構(gòu)柱樁頂標(biāo)高為-1.6 m情況下產(chǎn)生吊筋不穩(wěn)的現(xiàn)象。

定位結(jié)束后開始下放格構(gòu)柱，下放位置以實際鉆孔樁設(shè)計的標(biāo)高為準(zhǔn)，且每側(cè)面與兩根主筋部分要進行焊接使之更為牢固，焊縫長度要在5 d以上，還要用定位鋼筋將格構(gòu)柱固定在樁孔的中心部位，對于加強筋的處理，需要在籠頂?shù)谝坏牢恢糜脙筛?0 mm的加強筋對易變形位置進行變形處理，隨后可徹底將格構(gòu)柱和鋼筋籠整體下放，操作過程中還需借助經(jīng)緯儀進行隨時觀測，確保放入的格構(gòu)柱位置趨于中心部位，即使出現(xiàn)偏差也要控制在25 mm以內(nèi)，這樣才能實現(xiàn)一柱一樁的垂直精準(zhǔn)度[4]。

最后是對格構(gòu)柱頂標(biāo)高的控制和固定工作，先用水準(zhǔn)儀測定樁孔的原地面標(biāo)高位置，再根據(jù)插入孔內(nèi)的實際深度在鋼立柱上用特殊顏色標(biāo)出具體位置，在鋼立柱下放精準(zhǔn)時便可在格構(gòu)柱兩側(cè)用吊筋將其固定在地面上，且將格構(gòu)柱標(biāo)高控制在±25 mm為最佳。

3.4 導(dǎo)管作業(yè)

鉆孔灌注樁中所用的導(dǎo)管均屬于無縫鋼管制作，管壁厚度在3 mm以下且管徑保持在1.5～2 cm并分節(jié)段確定導(dǎo)管的長度，其中底管長度盡量超過4 m，中間段控制在2 m，上部段控制在1 m為最佳，而節(jié)與節(jié)之間用雙螺紋絲扣連接接頭。

此外，導(dǎo)管使用前要先在地面進行試拼試壓工作，安裝結(jié)束后直接加悶蓋并注入高壓泥漿，隨機開展二次清孔。在導(dǎo)管作業(yè)期間，相關(guān)技術(shù)人員要做到隨測隨報，定期將鉆孔樁的沉渣和泥漿指數(shù)給予控制，具體可參照以下數(shù)值進行把控：①沉渣厚度＜0.1 m；②立柱樁沉渣厚度＜0.5 m；③抗拔樁沉渣厚度＜0.2 m，黏度16～22 s；④泥漿比重1.06～1.20；⑤含砂率＜4%。

以上條件具備后方可開始澆灌。灌注前還需對孔底進行擾動以此降低泥漿產(chǎn)生沉淀。

3.5 混凝土澆筑

本項目中，混凝土澆筑在水下完成，所用的商品原材料在到達施工現(xiàn)場前要進行特定的檢驗以確定混凝土的性能，方便后續(xù)配比試驗順利展開，配比所用的細(xì)骨料采用級配良好的粗砂，且將砂率控制在45%～55%，粗骨料則用粒徑5.5～44 mm的碎石。澆筑步驟可按以下順序展開：

（1）設(shè)置隔水栓：隔水栓用混凝土預(yù)制成圓錐形后設(shè)置在漏斗底口，之后用提升隔水栓的方式對首批混凝土進行灌注，開灌前要保證儲料斗內(nèi)有足夠的存儲量，方便將導(dǎo)管底端一次性埋入水下混凝土100 mm以上，且混凝土澆灌的上升速度掌控在每小時2 m之內(nèi)，灌注時間根據(jù)樁的大小確定。

（2）提升和拆卸導(dǎo)管：該項工作可隨著混凝土的上升而靈活掌握，必要時將導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下3 m左右地段，最大不超過7 m的距離，且杜絕將導(dǎo)管底提出混凝土面層，否則會出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，不利于后續(xù)的澆筑作業(yè)。需要注意的是，在水下混凝土灌注作業(yè)中，要派有專人對導(dǎo)管的埋深進行測量，確保整個灌注過程不中斷、一次完成。另外，提升導(dǎo)管時要杜絕碰掛鋼筋籠，當(dāng)混凝土面上升至鋼筋籠內(nèi)4 m距離后方可提升灌注導(dǎo)管并使其高于鋼筋籠底端，降低鋼筋籠上浮現(xiàn)象的多次發(fā)生[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工作為地鐵明挖車站圍護結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，在保證工程質(zhì)量的同時，提高了工程的經(jīng)濟效益，應(yīng)用前景廣闊。本文從埋設(shè)護筒、鉆機施工、鋼筋籠制作安裝及水下混凝土澆筑等方面對鉆孔灌注樁施工在明挖地鐵車站中的實際應(yīng)用予以闡述和分析，對類似項目作業(yè)具有一定的借鑒作用。