吊脚桩在地铁围护结构中的应用及注意事项——以徐州某地铁基坑为例

郭鹏举

（中建交通建设集团有限公司河南分公司，郑州450000）

1 吊脚桩简述

吊脚桩又称锁脚桩，属于钻孔灌注桩的一种，但在施工过程中没有深入基坑底以下，桩身深入岩层中规定深度，视地质情况，可在桩身以下设置岩石锚杆进行加固。吊脚桩有具有钻孔灌注桩的优越性，同时，由于桩身较短，施工工期短，造价比其他钻孔灌注桩低，近几年的施工中在慢慢推广应用。本文以徐州某深基坑吊脚桩维护结构施工为例，分析吊脚桩的施工注意事项及解决措施，指出吊脚桩施工的重难点，为吊脚桩在今后类似地质条件下深基坑的施工提供经验。

2 吊脚桩在徐州某地铁基坑施工中的应用

2.1 工程地质条件

徐州市某深基坑深约16m，为地铁车站基坑，地貌类型属岩溶丘陵（残丘）与冲（坡）洪积平原之间的过渡带，勘察时，孔口标高为31.94～37.83m，浅表层由厚度不均的第四系中上更新统褐黄～棕红色黏土构成，局部分布全新统黄褐～灰褐色黏性土；第四系覆盖层以下主要为奥陶系肖县组灰岩。车站位于徐州弧形构造中部相对凹陷的堆积盆地内，多属第四系覆盖区，覆盖层厚度大致分布在数米至数十米之间，其下伏基岩层多为古生代至中生代地层，工程场地区没有活动断层通过。

本基坑内主要地层划分为新生代第四系覆盖层与古生代沉积岩层2个大类，具体包括：①人工堆积层（Q4ml：杂填土①1层、素填土①2 层，厚 0.4～2.0m）、②全新统冲击层（Q4al：黏土②3a层，厚度最大为6.20m）、上中更新统冲击层（Q3al：黏土⑤3a层，厚度最大为18.80m；粉质黏土⑤3b层，厚度最大为4.50m）、奥陶系下统肖县组沉积岩层（O1x：灰岩11○2 层，泥灰岩11○2a层）。

另外，在灰岩及泥灰岩中发育的溶洞、溶槽与溶穴多被硬塑～可塑的黏性土及黏性土混碎石物质充填，局部半充填或未充填。充填物的颜色为棕色、棕黄色，岩性多为黏土，切面光滑，干强度高，韧性高。车站主体结构的北侧基底位于奥陶系下统肖县组岩层中，南侧基底位于第四系的黏性土中，属不均匀地基。

2.2 水文地质条件

基坑附近地表水主要是场地东侧景观河，河道宽约15.0m，深约1.5～3.5m（水位标高为34.30m），且同南侧河道相通。场区赋存的地下水类型为碳酸盐岩裂隙岩溶水。根据现场勘察期间量测的稳定地下水位标高22.56～26.60m（埋深为8.70～12.20m）。

基坑沿线可能赋存的松散岩类孔隙水（主要为上层滞水）以大气降水、管道渗漏、绿地灌溉用水及河渠补给为主；其受大气降水影响最大，大气降水的补给作用明显，雨季地下水位持续上升，雨季结束后，水位逐渐下降。该层地下水主要以囊状滞水赋存，无整体的渗流场及径流方向，以蒸发排泄为主，其次为向地表水侧渗排泄。

2.3 设计概况

根据工程特性、环境条件和设计原则及标准，主体结构采用明挖顺作法施工，主体围护结构1～5轴范围采用放坡+岩石锚杆支护体系，围护结构5～16轴采用吊脚桩+内支撑+锚索+岩石锚杆支护体系，围护结构16～37轴采用灌注桩+内支撑支护体系。在北侧吊脚桩桩底位置设计800mm宽的平台，并设置混凝土腰梁，桩底以下施作岩石锚杆，有效利用岩石的自稳性能。

3 施工中的问题及解决措施

吊脚桩施工采用新型BG26旋挖钻机进行施工作业，新型BG26旋挖钻机在外观、结构、动力和性能方面有了较大的改进。设备到达工地后，现场人员站在地面就能安装动力头，不仅更安全、符合HSE的标准，还在动力头上部做了改装，大大简化了安装过程、缩短了安装时间。

基坑西侧5m处设立塔吊吊装材料，配合主体结构的施工，由于环保压力停工4个月，复工后，项目部组织机械进行开挖，要求监测单位加强监测频率做好监控量测工作，边开挖边施工腰梁及岩石锚杆。由于爆破石方具有不确定性，设计预留桩底平台宽度未达到设计要求。在吊脚桩加岩石锚杆的施工过程即将完成时（距离基坑见底仅有3m），初期3个月监测数据表明地表沉降及桩身倾斜无异常变化，其后突然地表沉降数据异常，随后一天时间内，地面沉降近10cm，施工项目部采取紧急措施，回填土堆载反压，对吊脚桩支护施加侧向约束力，从而及时止住险情。

事后，勘察与设计单位到达现场进行实地考察，勘察及时进行补勘，对沉降区域范围内严密布控勘察。根据补勘资料，此处可能有充填型溶洞，而且此段岩石较为破碎，基坑暴露时间较长。此外，由于环保压力停工4个月，根据监测数据显示无异常变化，故停工期间未做防范措施，险情发生后，项目部积极组织专家开会研讨，针对此项险情后续处理及注意事项做分析。专家指出，此时采用背后注浆的工艺可行，但是要注意施工完成后要保证桩后土体的严密性，否则在后续架设钢支撑时可能导致吊脚桩受剪断裂，引发后续险情[1]。

与设计院沟通后，采用增设岩石锚杆的方法进行处理，在施工吊脚桩的过程中，要做好勘察工作，对于岩石完整性要严格要求，另外，在施工吊脚桩桩底腰梁位置平台时，要控制好平台的高度和宽度，防止吊脚桩处于半悬空状态。其后施工时，由于基坑岩石较为破碎，增设岩石锚杆方法无法保证其效果，设计针对此种情况，对此实地勘察研究，但图纸迟迟未经审核下发。

为保证基坑顺利开挖施工，项目部积极协调业主、设计、勘察各方，多次组织开会讨论，与设计交流施工信息，全力配合设计出图。设计综合各方考虑、最后决定基坑1～5轴放坡位置基坑回填，采用人工挖孔桩施工，与基坑5～37轴之间围护桩相连，保证基坑安全稳定，项目部在后续施工中及时反馈施工效果。

4 注意事项

综上所述，吊脚桩在施工中的应用要注意以下几点：（1）勘察做好详勘工作，对地层复杂处做好补勘，保证吊脚桩施工处岩层完整性，溶洞处详细说明；（2）设计出图时，视地层情况辅助岩石锚杆，施作腰梁平台；（3）施工时有需要及时施作腰梁平台，并保证平台宽度及高度满足要求，避免基坑长时间暴露，及时施工主体结构；（4）监测应加强施工监测频率，信息及时反馈，为施工提供可靠信息。

5 结语

吊脚桩是对传统钻孔灌注桩施工技术的一种创新型应用，初期应用肯定有各种问题，但是对地质条件相对较好的地区，吊脚桩不失为一种综合性能较好的支护方式。地铁工程在迅速发展，建筑技术也在不断创新，吊脚桩在地铁围护结构中的应用将越来越广泛，在今后的吊脚桩施工中做好吊脚桩施工的注意事项，吊脚桩是可以在支护领域大放异彩的。