浅析地铁深基坑抗拔桩施工技术

谭勇 杨志华 汤川

摘    要：结合本工程特点，针对地铁车站基坑抗拔桩钢筋笼定位难、上浮、塌孔、偏孔以及混凝土浇筑控制等施工重难点，采取有效和可行的应对措施，确保了抗拔桩施工质量合格，规避基坑开挖后需对桩基质量问题进行处理，提高了工作效率和降低施工成本，为类似工程提供施工技术的参考。

关键词：地铁深基坑;抗拔桩;钢筋笼定位;施工技术

1  工程概况

本工程为某市轨道交通一座三线换乘车站，该车站为地下五层框架现浇混凝土结构，基坑长210m，宽55m，深40m，采用地下连续墙+五道混凝土支撑基坑支护形式。为有效起到抗浮作用，基坑内设计图纸要求纵向布置9排间距为6m抗拔桩，抗拔桩锚入主体结构底板，桩基直径为[Φ]1200mm，桩身长度12m，主要地质层为杂填土、淤泥、淤泥质粉细砂层、粉砂质泥岩，地层上软下硬，现场采用旋挖钻进行施工。

2  抗拔桩施工特点、难点分析

2.1  施工特点

2.1.1  抗拔桩先于基坑开挖施工

房屋建筑工程的地下室基坑，抗拔桩一般均在基坑开挖后再进行桩基施工。而对于本地下车站狭长超深基坑，设计图纸布设密集五层混凝土支撑，基坑开挖后受到混凝土支撑影响，无足够空间作业面进行桩基施工;且该地铁车站施工工期紧，要求工序衔接极为紧凑。因此，抗拔桩必须在基坑开挖前完成施工。

2.1.2  成孔过程塌孔、偏孔频繁发生

基坑内地质自上而下分布杂填土、淤泥、淤泥质细砂、淤泥质中粗砂、中粗砂以及粉砂质泥岩。通过地质详勘和补勘结论，硬化场地下-2m～-10m分布淤泥质砂层，成孔过程经常出现塌孔、串孔现象，导致钻机垂直度无法有效控制，塌孔和偏孔现象频繁出现，严重影响成孔质量和进度。

2.1.3  成孔深度深、空桩长

抗拔桩桩顶位于基坑结构底板，有效桩身长度12 m，空桩长度与基坑深度相同40m，成孔深度需达到52m。整个车站抗拔桩数量240根，桩基成孔难度大，施工成本高，施工质量难以控制。

2.2  施工难点

2.2.1  垂直度控制

桩基钻孔深度达52m，采用旋挖钻施工工艺垂直度较差，如何有效利用和校核旋挖机本身垂直度调控及人为进行定期复核，减少桩基偏差，提高垂直度。

2.2.2  成孔过程塌孔、偏孔频繁发生

地质详勘和补勘结论基坑范围分布有杂填土、淤泥、淤泥质细砂、淤泥质中粗砂、中粗砂以及粉砂质泥岩。典型上软下硬地质，旋挖钻泥浆护壁对砂层的作用影响较小，固壁效果差，加上施工期为雨季，经常出现塌孔，穿过软弱层进入岩层又存在偏孔。

2.2.3  钢筋笼定位及抗浮控制

抗拔桩空桩40m，钢筋笼吊装采用150t吊车焊接吊筋方式入孔，因空桩较长，钢筋笼下放准确定位极其困难，钢筋笼下放后以及混凝土浇筑过程中，一旦出现钢筋笼上浮将无法进行掌握或难以采取措施进行预防。

2.2.4  混凝土灌注控制

桩基混凝土灌注，一般采用“测绳法”或“杆件插入法”，通过操作者手感混凝土浇筑位置来推算和控制桩顶标高。由于该车站抗拔桩埋深较底，施工又是采用泥浆护壁成孔，受到孔内泥浆影响，容易造成混凝土浇筑高度不够产生的施工质量问题或混凝土超灌过大增加后期破除桩体施工成本等隐患和风险。

3  抗拔桩关键施工技术

3.1  垂直度控制

钻机就位时，应使转盘、底座水平、使天轮的轮缘、钻杆底卡盘和护筒的中心在同一垂直线上，通过旋挖机自身监测控制系统和全站仪动态跟踪观察校核垂直度配合方式进行。因旋挖钻机使用过程中，受外界因素影响，系统经常会存在偏差很难避免，测量人员所以在钻孔过程中采用测量设备全站仪进行钻杆垂直度校核，发现偏位调整，直到孔位成孔完成。

3.2  塌孔、偏孔控制

孔内水位必须稳定地高出孔外地下水位1m以上，且不得低于护筒底部，在粉砂质泥岩进入中风化泥岩层的软硬地层交汇处施工加大泥浆比重，降低钻孔速率，避免钻速过快，因泥岩层较硬，且带膨胀性，遇水容易打滑，使钻头钻偏。通过多次试验尝试后，最终选用长护筒跟进施工，护筒采用直径1400mm、壁厚8mm的鋼护筒，护筒长度12m，埋入原状土11.5m，露出地面0.5m，利用超长护筒直接穿越软弱地层是最为理想工法。

3.3  钢筋笼定位及抗浮技术

按设计图给定的桩位坐标进行放样，利用全站仪精确放出抗拔桩的中心点位，沿桩中心呈“十”字型引出四个桩位点用来控制桩位。当混凝土上升到接近钢筋笼底部时，应放慢灌注速度，减少钢筋笼上浮的可能性。

3.4  混凝土灌注控制技术

由于抗拔桩桩头埋深约52m，故混凝土灌注问题是一大难题。混凝土采用水下C35商品混凝土，混凝土输送罐运至施工现场，采用导管法进行水下混凝土灌注。灌注前，需对孔底沉渣厚度进行测定，沉渣厚度不得超过规定标准200mm。混凝土运至施工现场，混凝土从输送罐中直接倾倒入导管提升架进行混凝土灌注。灌注首次混凝土之前在漏斗中放入隔水栓，灌注首次混凝土量导管应埋入混凝土中深度不小于2m，第一仓混凝土浇筑不得少于3m?。拆管时要求缓慢提升混凝土导管，以免孔内因导管拆除留下不能被周围砼所填充，桩体中出现空芯。为确保桩头混凝土质量达到设计要求，桩身混凝土需超浇100cm，浇注过程做好详细施工记录。混凝土施工过程中，要严格检测混凝土坍落度，坍落度200±20mm，按照要求留置混凝土试块。灌注过程中要及时测量混凝土面高度，灌注至设计标高时，再超灌1m，方可停止灌注，通过测绳测量混凝土顶面深度，确认超灌高度达到要求后，拔出导管。

4  结束语

通过对该地铁车站抗拔桩施工工艺技术分析和研究，有效解决了抗拔桩施工垂直度控制、塌孔和偏孔、钢筋笼定位及抗浮等难题，为主体结构施工打下了良好的基础和创造了经济效益。目前，该车站正处于主体结构施工阶段，开挖出来的抗拔桩施工质量良好，证明了该施工技术的可操作性和可行性，可为类似深基坑桩基指导施工及提供一定参考价值。

参考文献：

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