鉆孔灌注樁施工技術(shù)在地鐵工程的施工應(yīng)用

何萬(wàn)社

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

1 工程概況

西安地鐵一號(hào)線三期工程西起咸陽(yáng)秦都高鐵站，東至森林公園站，線路沿彩虹二路及世紀(jì)大道敷設(shè)。一號(hào)線三期工程線路全長(zhǎng)10.61km，均為地下線，設(shè)7 座車站，平均站間距1.52km。共設(shè)換乘站4 座。一號(hào)線三期工程設(shè)停車場(chǎng)1 座；設(shè)主變電站1 座。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

在施工過(guò)程中，鉆孔樁樁徑一般為φ1m，間距控制在1.5m，結(jié)合地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)和樁長(zhǎng)資料，采用的是旋挖鉆機(jī)施工方式。在鋼筋籠現(xiàn)場(chǎng)制作過(guò)程中，通過(guò)采用汽車起重機(jī)安放方式，鋼筋籠連接一般采用的是套筒連接。在混凝土集中攪拌過(guò)程中，由混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)導(dǎo)管法進(jìn)行灌注[1]。結(jié)合施工技術(shù)要求，鉆孔樁施工中樁間距不得低于4.5m 的要求，也就是要求每間隔3 根施工一根鉆孔樁，“跳三打一”循環(huán)施工，施工方法如下。

2.1 測(cè)量放樣

在地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，通過(guò)采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，不但能夠促進(jìn)施工質(zhì)量和效率的提升，也能節(jié)約施工時(shí)間與成本，保證施工建設(shè)工作的順利完成。在實(shí)際施工建設(shè)中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做好測(cè)量放樣工作，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)信息，確定施工方案。在測(cè)量放樣過(guò)程中，需要結(jié)合極限控制網(wǎng)相關(guān)要求，通過(guò)采用TC-402 全站儀測(cè)出樁位并放出護(hù)樁。

2.2 護(hù)筒制作與埋設(shè)

在鉆孔施工之前，需要設(shè)有一個(gè)比較堅(jiān)固的孔口護(hù)筒，鋼護(hù)筒一般采用的是5mm 厚的鋼板制作而成，每節(jié)高度控制在2m 左右，護(hù)筒內(nèi)徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁徑，護(hù)筒頂面高層地面30cm。在護(hù)筒埋設(shè)過(guò)程中，采用旋挖鉆施工方式，讓護(hù)筒中心位置和樁中心位置保持高度統(tǒng)一，在孔壁周圍填充粘土，讓護(hù)筒更加穩(wěn)定。護(hù)筒平面位置和樁中心線之間的偏差不得超過(guò)5cm，傾斜度不得超過(guò)1%，為了更好地完成鉆孔施工，需要在護(hù)筒頂端位置預(yù)留高度為30cm，寬度為20cm 的出漿口[2]。

2.3 鉆機(jī)就位及鉆進(jìn)

（1）在鉆孔到達(dá)使用指定位置之前，對(duì)鉆孔機(jī)座位置平整處理，建立鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)，配套相關(guān)設(shè)備。鉆機(jī)達(dá)到指定位置以后，對(duì)鉆桿、鉆具等進(jìn)行檢查，判斷是否和樁中心位置重合。

（2）在鉆孔之前，需要讓鉆機(jī)啟動(dòng)一段時(shí)間，低于護(hù)筒頂面30cm 的位置進(jìn)行鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，需要采取低速鉆進(jìn)施工方式，在鉆進(jìn)到護(hù)筒底部1m 位置以后，需要保持均勻鉆進(jìn)。

（3）在鉆孔過(guò)程中，需要采用連續(xù)施工方式，不可中斷，如果中斷需要及時(shí)停止施工，鉆孔需要采用相關(guān)措施進(jìn)行保護(hù)處理，把鉆頭提出鉆口位置，防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。對(duì)于鉆孔鉆進(jìn)速度，通常如果地下水位在設(shè)計(jì)樁以下位置，并且地質(zhì)條件比較理想，一般可以采取干鉆方式，對(duì)鉆進(jìn)速度可以適當(dāng)提高，一般控制在15m/h。如果無(wú)法同時(shí)滿足兩個(gè)要求，一般采用的是濕鉆方式，在通過(guò)砂、砂礫等卵石層時(shí)，需要選用7～12r/min 的鉆速施工，在通過(guò)含沙量比較少的黏土層，由于土層自身能夠造漿，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整泥漿稠度，通過(guò)低速鉆進(jìn)方式施工，防止出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象。

（4）在鉆孔施工過(guò)程中需要結(jié)合地質(zhì)情況選擇適宜的鉆頭、鉆速等相關(guān)參數(shù)，在土層變化位置需要抽取部分渣樣進(jìn)行檢查，判斷土層類型，認(rèn)真記錄，和設(shè)計(jì)地質(zhì)參數(shù)比較分析，如果實(shí)際巖層和設(shè)計(jì)之間有著明顯差別，需要及時(shí)反饋給監(jiān)理部門(mén)、設(shè)計(jì)部門(mén)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。在鉆進(jìn)施工過(guò)程中，為了避免出現(xiàn)塌孔、超孔現(xiàn)象，在鉆孔滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高情況下，應(yīng)該對(duì)孔深、孔徑等進(jìn)行檢查，認(rèn)真對(duì)隱蔽工程進(jìn)行質(zhì)量檢查，在監(jiān)理部門(mén)人員簽字確認(rèn)以后，才能開(kāi)展下一道施工，防止間隔時(shí)間比較長(zhǎng)而出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

2.4 成孔檢測(cè)

在孔深檢查過(guò)程中，一般選用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)錘檢測(cè)方式，測(cè)錘選用的是錐形錘，錘底直徑控制145cm 左右，高度21cm 左右，質(zhì)量控制在5kg 左右，保證孔深大于設(shè)計(jì)要求。在孔徑、孔性檢測(cè)過(guò)程中，結(jié)合設(shè)計(jì)樁徑制定檢孔器。對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查?；\式井徑器采用的是φ20 鋼筋進(jìn)行制作，外徑與鉆孔設(shè)計(jì)應(yīng)該和孔徑保持一致，長(zhǎng)度一般是孔徑5 倍。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，把井徑器吊起制定高度，讓籠的中心位置、孔的中心位置和起吊線保持統(tǒng)一，緩慢放入孔中，上下通暢，不會(huì)受到阻礙，表示孔徑大于設(shè)計(jì)的孔徑。

如果在檢測(cè)過(guò)程中受到阻礙，則表示可能會(huì)出現(xiàn)縮徑或者傾斜狀況，需要及時(shí)采取相關(guān)措施進(jìn)行處理[3]。在樁位檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)護(hù)樁恢復(fù)樁位中心，并利用全站儀完成檢測(cè)工作。樁位偏差應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求，控制在5cm 范圍內(nèi)。

2.5 鉆孔檢查標(biāo)準(zhǔn)

在鉆孔施工完成并滿足樁底標(biāo)高要求以后，需要做好孔徑檢查工作，要求監(jiān)理人員進(jìn)行復(fù)查，檢查通過(guò)以后才能開(kāi)展下一道工序。

鉆孔滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高要求以后，需要停止進(jìn)尺，適當(dāng)?shù)靥徙@頭距離孔底20cm 位置空轉(zhuǎn)，把鉆頭提出，測(cè)量孔內(nèi)深度滿足技術(shù)要求，及時(shí)停止清孔，由工程監(jiān)理人員進(jìn)行檢查通過(guò)以后放鋼筋籠。

2.6 鋼筋籠的制作

鋼筋籠一般采取的是滾焊機(jī)施工方式，加工尺寸需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行制作。鋼筋主筋一般采用的是機(jī)械連接方式，圓環(huán)封閉箍選用的是搭接電弧焊，主筋與箍筋通過(guò)點(diǎn)焊方式進(jìn)行連接。鋼筋籠主筋下端需要向內(nèi)彎轉(zhuǎn)，防止在起吊過(guò)程中和孔壁接觸。

2.7 鋼筋籠吊裝施工

在鋼筋籠長(zhǎng)度小于20m 的情況下，鋼筋籠需要采用一次加工成型的方式，整體吊裝。在鋼筋籠超過(guò)20m的情況下，需要采用分節(jié)加工方式，分節(jié)吊裝接長(zhǎng)，需要利用汽車吊車吊裝鋼筋籠。在起吊鋼筋籠時(shí)，保證鋼筋籠抽線和樁抽線高度統(tǒng)一，確保樁頂標(biāo)高按照施工要求。為了避免在混凝土灌注施工中發(fā)生鋼筋籠上浮現(xiàn)象，鋼筋籠需要設(shè)定位筋，根據(jù)孔口標(biāo)高確定定位筋長(zhǎng)度，對(duì)焊接位置進(jìn)行多次測(cè)量。在完成混凝土灌注工作以后，在初凝過(guò)程中，切斷定位骨架豎向筋，讓鋼筋籠不會(huì)給混凝土施工帶來(lái)影響，防止鋼筋混凝土粘結(jié)力受到影響。一般情況下。K 導(dǎo)管安裝選用的是φ250mm 的卡旋式導(dǎo)管，節(jié)長(zhǎng)2.0～2.5m，最底節(jié)4m，配2 節(jié)1m，2 節(jié)2m 的短管，其作用在于調(diào)節(jié)導(dǎo)管高度[4]。在導(dǎo)管施工之前，需要做好水密封試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力應(yīng)該大于0.3MPa，結(jié)合每個(gè)孔深度提前做好選擇、配管等工作，按照導(dǎo)管距離孔底距離0.5m 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。

2.8 水下灌注混凝土施工

在混凝土灌注之前，應(yīng)該在漏斗中放入一個(gè)隔水塞，之后添加首批混凝土。在確定儲(chǔ)存量以后，剪斷鐵絲，利用混凝土自身重量將導(dǎo)管中的水分排出，讓隔水塞保留在孔底。灌注首批混凝土量應(yīng)該讓導(dǎo)管埋入混凝土深度不得低于1.0m，灌注完成以后，需要持續(xù)灌注，灌注施工中利用測(cè)錘測(cè)量混凝土面高度，從而計(jì)算出導(dǎo)管下端埋入混凝土深度，便于后續(xù)導(dǎo)管提升和拆除。在導(dǎo)管下端埋入混凝土深度超過(guò)4m 的情況下，需要提高導(dǎo)管，之后持續(xù)灌注。在灌注過(guò)程中，把孔口溢出的泥漿進(jìn)行處理，避免造成環(huán)境污染，相關(guān)技術(shù)要求如下。

（1）在混凝土灌注中，需要超過(guò)導(dǎo)管下口2.0m，每次拆除導(dǎo)管之前，其下端埋入深入不得超過(guò)6.0m。在灌注過(guò)程中應(yīng)采取連續(xù)灌注方式，避免出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。隨著孔內(nèi)混凝土高度的不斷提升，需要逐節(jié)快速拆除導(dǎo)管，拆除管道停頓時(shí)間不得大于15min。在混凝土灌注操作中，在導(dǎo)管內(nèi)部混凝土不滿的情況下，含有大量空氣時(shí)，需要在后續(xù)施工中采用漏斗和導(dǎo)管。

（2）不可把混凝土整斗由上至下灌入，防止在管內(nèi)產(chǎn)生高壓氣囊，擠出管節(jié)的橡膠密封墊?；炷镣翆又锌赡軙?huì)含有一層浮漿，需要將其及時(shí)清理，樁身混凝土澆筑到0.5m，滿足強(qiáng)度要求以后，把設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上部分利用風(fēng)鎬鑿除，認(rèn)真記錄好混凝土澆筑情況，加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑過(guò)程中各種元件的保護(hù)。

3 施工質(zhì)量保證措施

3.1 鉆孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止進(jìn)尺，從孔底10～20cm處稍微提起鉆斗空轉(zhuǎn)幾圈，然后提起鉆頭，測(cè)量孔深，以滿足技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

3.2 深孔底沉渣檢測(cè)

應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)錘測(cè)試孔深和孔底沉積物，測(cè)量錘一般為錐形錘，直徑13～15cm，高度20～22cm，質(zhì)量4～6kg，將其懸掛在測(cè)量繩上，并用自身重量進(jìn)行錘擊檢查。使用鋼尺檢查測(cè)量繩，澆筑混凝土前，應(yīng)檢查孔底沉積物厚度，厚度不得超過(guò)10cm，嚴(yán)禁以加深鉆孔深度代替清孔。清孔符合以下標(biāo)準(zhǔn)：人工排出的泥漿無(wú)顆粒，泥漿比重1.15～1.25，含砂量小于或等于8%，粘度18～22s。

3.3 成孔垂直度檢測(cè)

孔檢測(cè)器用于孔成形的垂直檢測(cè)，孔檢測(cè)器由直徑為25mm 的螺紋鋼筋制成，圓周間距為15cm，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。外徑為鋼筋籠直徑加100mm（不大于鉆頭直徑），長(zhǎng)度大于或等于樁徑的3 倍。主筋內(nèi)沿長(zhǎng)度方向φ20mm 每隔2m 設(shè)置一道加強(qiáng)筋，樁籠下放后，可在拆除樁籠后檢查鋼筋傾斜情況。樁身垂直度不大于3%。鉆孔檢測(cè)儀參照樁徑1m 的灌注樁繪制。探孔器見(jiàn)圖1。

圖1 探孔器

4 施工安全保證措施

（1）加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理和施工人員安全教育為根本，定期進(jìn)行抽樣檢查，通過(guò)專人檢查和自檢，深入落實(shí)好施工安全管理工作，保證施工質(zhì)量和安全。

（2）在灌注混凝土基礎(chǔ)施工之前，需要搭建灌注平臺(tái)及運(yùn)料走道，安裝防護(hù)欄桿。在鋼筋安裝以及混凝土灌注施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行操作。在鉆孔樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，需要安裝好鉆機(jī)，保證其支撐穩(wěn)定，加強(qiáng)安全防護(hù)，防止出現(xiàn)鉆機(jī)傾斜狀況。在鉆孔樁施工過(guò)程中，應(yīng)該在作業(yè)平臺(tái)安裝防護(hù)欄，及時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)中的雜物進(jìn)行清理，設(shè)有施工孔口，安裝防護(hù)蓋。

（3）在橋基施工之前，需要對(duì)線路控制樁充分檢查，保證控制點(diǎn)的合理性，測(cè)量放樣過(guò)程中，需要對(duì)資料反復(fù)檢查。

（4）在鉆孔樁施工過(guò)程中，護(hù)筒內(nèi)徑、高度、厚度等應(yīng)該滿足鉆孔施工要求，鉆孔以后應(yīng)該保證孔深、孔徑、垂直度等。施工中采用的各種材料都要接受質(zhì)量檢查，真正做到不合理的材料不可在施工中使用，使用的水泥等材料需要供應(yīng)商提供相應(yīng)的質(zhì)量合格證，對(duì)砂石等材料性質(zhì)、強(qiáng)度等進(jìn)行檢查，嚴(yán)格控制好其粒徑和含泥量[5]。

（5）在混凝土拌合過(guò)程中，需要采用自動(dòng)計(jì)量拌合站攪拌方式，保證混凝土整體質(zhì)量。對(duì)于水下混凝土坍落度，不得大于22cm，每根樁的灌注時(shí)間不得過(guò)長(zhǎng)，需要連續(xù)灌注，任何原因中斷混凝土灌注不得大于水下混凝土初凝時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例，進(jìn)一步分析了地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁施工，根據(jù)分析結(jié)果，鉆孔灌注樁施工技術(shù)展現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以更好的滿足工程施工要求，施工比較便利，有效的保證施工質(zhì)量和安全。在地鐵車站深基坑工程施工過(guò)程中，做好圍護(hù)樁定位精度和垂直度的控制工作是非常必要的，如果操作不規(guī)范，必然會(huì)給整個(gè)基坑施工質(zhì)量帶來(lái)影響。在地鐵車站施工過(guò)程中，通過(guò)采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁施工技術(shù)，能夠有效地保證施工質(zhì)量，縮短施工期限，維護(hù)工程整體效益。