地铁明挖车站围护结构中的钻孔灌注桩施工技术

赵明星

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

地铁车站深基坑工程围护桩施工中，垂直度和定位精度是质量控制的关键。桩位定位精度不足、或桩垂直度不符合要求，都会影响开挖效果，造成桩间喷锚平整度较差以及基坑内主体结构侧墙尺寸净空不够。

1 工程概况

某地铁车站为地下5 层岛式车站，设6 个地面出入口和4个紧急疏散出口，另外设3 组风亭。该站所在区域地层结构由上至下主要为素填土、粉质黏土、强风化花岗岩、中风化花岗岩和微风化花岗岩，而车站的建设正处于中、微风化花岗岩中，地下水埋深约3.5 m。总的来说，车站施工区域地质条件较好，水下埋深较浅。

2 钻孔灌注桩施工工艺

2.1 施工工艺

该站设计钢管桩采用钻孔桩施工工艺。具体流程为：场地平整→移机就位→埋设护筒→注入护壁液→钻孔至设计孔深→孔深、孔型检测→吊放钢筋笼→下导管、清孔→灌注水下混凝土→拔护筒、桩，完成。

2.2 施工场地准备

正式施工前，需要对施工场地进行充分的、彻底的清理，完成杂物清理后，还要进行整平，夯实，为钻机提供稳定的就位处，另外还要做好用水、用料等的统筹安排，为了保证可以平行交叉作业，同时也是为了保证施工现场交通的通畅性，需要安排统一的施工便道，供施工设备行走。施工中所钻孔桩采用的JKL10冲击钻桩机。施工现场废水、废渣以及废浆的排放必须符合具体的环保标准，提高文明施工的程度。

2.3 钻孔桩测量放线

检查测量资料，复核基点和基线，确定钻孔桩位以及高程，控制桩孔中心位置的偏差不能超过5 mm。

2.4 埋设护筒

在整个施工中，护筒的埋设是较为重要的部分，埋设护筒不仅可以导正钻锥，还能实现桩位的控制和地面水渗漏的有效隔离，不仅如此，埋设过程中，通过控制固定钢筋、调整孔内静压水头，能够有效避免孔坍塌[1]。一般情况下，护筒长2～4 m，护筒内径应比桩径大30～40 cm。埋设护筒时，必须保证泥浆溢出高于施工水位1.5～2.0 m，只有这样，才能更好的保持水头。对护筒周围回填黏土，并用夯实工具进行夯实，提高护筒周围土的稳固性，防止出现坍孔、漏水、漏浆等现象。

2.5 钻机施工

（1）结合项目所在区域地层条件，合理选择钻进机械及配套设备。钻机在钻孔一侧安装就位，此过程中要保证钢丝绳、桩孔中心以及钻锥中心处于同一垂线上，随后固定钻机及扒杆。

（2）正式钻孔前，在孔内灌入泥浆，根据土层实际情况确定泥浆比重，控制好冲程，缓慢地钻进。钻进施工时，随时关注孔内水压差，避免产生涌沙。根据实际地质情况，调整钻锥落距以及泥浆比重。钻孔时，提钻或者因故障导致钻进停止，必须保证孔内液面高度符合要求，避免产生坍孔问题[2]。根据钻进施工情况，合理选择清孔方式，清孔时注意孔内液面，避免坍孔。

2.6 钢筋笼加工及吊装

（1）钢筋笼加工。根据图纸尺寸制作钢筋笼，应用点焊的方式对主筋、加强筋等进行焊接，钢筋接头尽量错开，制作完成后报送监理检查，验收合格后方可使用。将制作好的钢筋笼放置在平整的地面上，避免钢筋笼变形。在标牌上将钢筋笼的长度以及对应的桩号标识清除。应用混凝土垫块控制相邻钢筋笼的间距，保证浇筑装具有合适的保护层厚度。

（2）钢筋笼吊放。通过吊车缓慢下放钢筋笼。具体操作：在钢筋笼两端设置吊点，操作人员控制吊车吊起钢筋笼，使其对准孔位，随后慢速稳定下放。整个吊装过程需保证钢筋笼不能触碰孔壁，若下放期间遇到障碍物，需查明原因并处理，禁止强制下放。下放时技术人员必须紧密观察笼顶标高，达到设计标准和要求后，在其四周固定3 根吊杆，避免混凝土上浮。

2.7 水下混凝土浇筑

应用泵送的方式输送混凝土，控制其坍落度满足设计要求，另外，还需要控制混凝土2 h 内渗出的水分不超过混凝土总重量的1.5%。浇筑过程连续进行，保证首批混凝土还未失去塑性时，浇筑过程就可以完成[3]。

（1）水下浇筑混凝土施工工序：设置导管和漏斗，进行首批混凝土浇筑，当首批混凝土浇筑高度达到桩顶高度后，将护筒拔出。采用吊车吊放导管，控制导管和孔底之间的距离。应用导管前，需检查其密闭性能良好，将足量的首批混凝土放入漏斗中，将隔水塞设置在孔底，排净导管内的水分。连续浇筑，测探混凝土面高度，提升和拆除导管。将浇筑施工时溢出孔外的泥浆运送到指定地点，避免环境污染。

（2）水下浇筑混凝土技术要求。浇筑首批混凝土时，浇筑量根据导管底口埋入混凝土的深度确定。此外，还要检测导管内是否存在空气，如果存在，需要合理控制混凝土的灌入速度，不能过快，否则导管内部就会出现高压气囊，使得混凝土的浇筑质量无法得到保证。凿除混凝土上层浮浆，待桩身达到一定强度后，利用风镐将超出设计桩顶标高的部分进行处理。浇筑施工时一旦出现断桩事故，立即向监理工程师报告，研究补救措施。混凝土桩的质量会直接影响整个项目的施工质量和安全，所以必须仔细检查混凝土桩成品质量，保证所有基桩都达到Ⅱ类桩及以上标准。

3 钻孔灌注桩施工质量控制措施

3.1 机械设备管理

①定期对设备进行检查、保养和维修，保证设备在施工中正常使用；②所有的机械操作人员必须持证上岗，进一步提高设备及施工安全性；③如果机械设备为带电操作，启动设备前要对电线进行检查，避免出现触电事故；④施工中需要用到的机械设备很多，只有保证机械设备正常运转，才能保证项目施工连续进行，为此，对于工程中易损、重要的机械设备需有储备，设备一旦出现异常，及时切换到备用设备。

3.2 桩基础质量控制

桩基础施工时要严格控制施工细节，保证桩基础的施工质量符合规范和要求，成孔后测定孔的倾斜度和孔径，报送监理工程师进行复检。如果桩基础施工质量无法达到工程需求，需查明原因并作记录，采取相关措施加以解决，待所有施工指标满足施工要求后，方可进行下道工序的施工。

3.3 钢筋笼施工质量控制

首先对钢筋原材料进行抽样调查，检测合格才能使用。其次，在钢筋笼制作过程中，严格按照设计图纸控制钢筋笼的长度、直径及主筋间距。最后，运输钢筋笼时需绑扎，避免钢筋笼变形。

3.4 混凝土灌注质量控制

检测桩孔，若清孔不符合规范要求，必要时可以进行二次清孔。混凝土运送到施工现场后，工作人员需检测混凝土的均匀性和坍落度，不满足施工要求则拒绝进场。首批混凝土灌注后，控制导管埋入混凝土的深度必须超过1 m。拆除导管前，需应用专业仪器测量导管的实际埋深，以保证最低埋深作为前提，拆除导管，避免断桩事故的发生，进一步提高桩身的完整性。

3.5 钻孔桩施工质量控制标准

钻进施工时要重点检测以下参数：桩位、钢筋笼制作安装质量、钢筋保护层厚度以及成孔垂直度。只有保证这些参数符合设计要求，才能保证钻孔桩施工质量（表1）。

4 结束语

综上所述，在进行地铁车站围护结构钻孔灌注桩施工过程中，桩位定位不精准，垂直度超出一定范围，都可能导致桩间喷锚平整度下降或主体结构侧墙尺寸净空不足，本文以实际工程为例，分析钻孔灌注桩施工工艺，以提高桩位精准性，保证桩位垂直度。另外，应用钻孔灌注桩施工技术，可提高成孔工效，降低人力资源的投入，经济性较好，具有一定的推广和应用价值。

表1 钻孔桩质量控制标准