深基坑地鐵車站抗拔樁人工挖孔施工

趙才　磨衛俊

摘 要：深基坑地鐵車站抗拔樁采用人工挖孔施工，從節約空樁成本，成樁質量及安全角度來看是切實可行性的。通過分析挖孔樁施工過程中各階段的控制要素及經驗總結，能夠為巖土比差異較大的深基坑抗拔樁施工提供參考。

關鍵詞：深基坑；人工挖孔；安全質量

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0099-02

1 工程概況

深基坑地鐵車站抗拔樁施工采用人工挖孔施工在滿足抗拔力要求的前提下，能夠避免空樁，還能保證成樁的質量及垂直度。

深圳地鐵2號線三期蓮塘口岸站主體站位沿南北方向橫跨羅沙路布置。本站周邊小區分布有：北側的廣嶺家園，西南側的西嶺花園及曦龍山莊，東側四季御園、蘭亭國際。車站西南角為貓窩山，東北角為塘排山，東南側為武警六支隊軍事儲備用地。車站圍護結構采用鉆孔樁+止水帷幕，設置六道臨時支撐，其中第一、三、五為砼支撐，第二、四、六為鋼支撐。車站全長共為151m（結構內皮），其中跨羅沙路段57m為蓋挖逆作段，標準段寬度20.8m，車站主體埋深約31m，基坑深度33m。

1.1 工程地質

根據地質勘查資料可知，施工所揭露的地層從上至下主要為人工填土、粉質粘土、強風化石英砂巖、中風化石英砂巖、微分化石英砂巖，其中存在幾條斷層帶，存在強風化碎裂巖和中風化碎裂巖。中風化石英砂巖天然單軸抗壓強度13.1～44.54MPa，微風化石英砂巖天然單軸抗壓強度41.8～68.6MPa，強風化碎裂巖天然單軸抗壓強度42.62Mpa，中風化碎裂巖天然單軸抗壓強度45～50.9MPa。抗拔樁主要穿越中-微風化石英砂巖，局部穿中風化碎裂巖。

1.2 工程水文

基巖裂隙水：基巖裂隙水具非均一性。基巖裂隙水主要賦存于強、中風化帶中，微風化巖的導水性和富水性主要受構造裂隙控制，具各向異性。斷裂破碎帶含水量相對較豐富。

1.3 施工優化

車站圍護結構受到管線遷改，武警用地征地，西嶺花園小區征拆及林業用地征用的影響，進場施工時間較計劃晚了7個月左右。并且車站橫跨羅沙公路，跨路段的圍護結構需進行三期倒邊才能完成施工，因此車站圍護結構整體封閉的時間必然滯后，進而影響車站主體結構的施工，以及出于每樁33m空樁成本的考慮，項目部在車站1/3處設置一道中隔墻，使中隔墻以南基坑可以搶先開挖，與此同時車站抗拔樁由旋挖機成孔改為人工挖孔施工。

2 抗拔樁施工

2.1 設計參數

主體抗拔樁采用直徑1400mm的灌注樁，樁長8m，主筋凈保護層為70mm，采用C35P12混凝土澆注，主筋為28根C25按截面環向均勻布置，螺旋箍筋為A12@150mm。鎖口圈梁高出地面30cm，厚度為20cm。護壁混凝土采用C25細石混凝土澆筑，護壁混凝土厚度15cm。樁底往上1.5m范圍進行擴孔，擴孔半徑1.2m。

2.2 施工前準備

（1）設計圖紙會審及設計交底；（2）施工方案上報監理審批（根據人工挖孔樁作業的相關要求，當深度超過16米時要向相關建設主管部門或委托的監督機構備案，本次作業樁位深度最深為8米，因此無須向相關部門報備）；（3）完成作業人員三級安全教育，人工挖孔樁三級技術交底，人工挖孔樁安全技術交底，上報監理作業人員信息；（4）完成卷揚機，空壓機，鼓風機，風鎬等進場設備報驗；（5）場地平整，鎖口圈梁及孔口臨邊防護完成，作業設備，電箱安裝到位并正常運行；氣體檢測儀讀數正常；（6）護壁混凝土配合比，沙，石，水泥及護壁鋼筋原材送檢合格；（7）準備就緒，向業主，監理申請開工前條件驗收。驗收通過即正式開工。

2.3 施工組織

人工挖孔樁作業隨著土石方開挖的由南向北平行進行，除了與土石方垂直運輸交叉作業外，鋼支撐吊裝也會對挖孔作業產生一定影響。土石方開挖及鋼支撐架設是車站施工進度和安全的保證，因此兩者優先施工。當土石方開挖及支撐架設與挖孔樁拉開30m的距離后，在防護得當的情況下才能平行施工。

2.4 施工工序

（1）定位：測量精準定位，施工高于孔口30cm的鎖口圈梁并施作臨邊防護。（2）開挖：每孔由兩名工人進行配合，往下施工時采用風鎬配合水磨鉆施工，以每節作為一個施工循環，每節高度為0.7m，如遇特殊地段每節高度小于500mm，必要時下鋼護筒護壁，特殊地質下挖速度視護壁的安全情況而定。護壁模板采用鋼模板，模板一般由四塊組成。注：樁位穿越中微風化石英砂巖時，護壁及擴孔施工不施作。（3）出渣：出土采用電動卷揚機提運出孔外，人工用斗車運至較寬位置集中堆放，然后利用抓斗垂直運輸至堆土場，由自卸式汽車進行外運至棄土場。（4）鋼筋籠制安：將70cm箍筋范圍內的數量扎成一束，在護壁上插入鋼筋頭將箍筋束固定；將主筋按設計數量間距依次放入孔內，與箍筋束固定；將箍筋束從下往上一次按設計間距散開，同步在鋼筋外側按一米間隔放置保護層墊塊及綁扎加勁箍。（5）砼澆筑： 澆筑前，應將孔內水抽干，然后利用天泵將混凝土輸送到孔口，砼由孔口設置的串筒下料至孔底，串筒底端出料口距砼筑面不超過2m，防止產生砼離析現象。當樁內滲水量較大時，樁身砼利用導管進行水下砼澆注。此外，在干澆過程中注意振搗混凝土，保證混凝土的密實。

2.5 抗拔力計算

無護壁無擴孔情況下抗拔力計算（穿微風化巖層樁體）：

K=qssλ=110KPa*3.14*1.4m*8m*0.8=3094.78KN>2000KN

有護壁擴孔半徑1.2m情況下抗拔力計算（穿中風化裂隙巖層樁體）

K=qssλ=110KPa*3.14*1.7m*8m*0.73=3429.13KN>2000KN

2.6 日常管理

（1）安全：班前教育；深基坑挖孔作業時需從基坑上方持續往下送風，同時每孔仍需配兩臺鼓風機；每次作業前需進行活體及儀器雙重檢測有毒氣體；孔口臨邊做半開防護及孔口上方做全覆蓋防護，防護高度1.2m；每孔必備一座軟爬梯；用電設備一機一閘，線路套管，漏電保護有效；渣土從孔內外運時不可裝載過滿，以免外漏砸傷孔內作業人員；卷揚機套具要定期檢查磨損。（2）質量：規避地層上軟下硬旋挖成孔易偏孔問題，確保狀體垂直度及平面位置準；澆筑樁身混凝土之前應將孔內水抽干，利用串筒下料，同時利用振搗棒進行振搗確保樁神質量，若孔內水無法抽干時應采用濕灌；樁身完整性采用超聲波檢測法。（3）技術：在斷裂帶施工時，要在護壁混凝土中預留泄水孔；樁位上方為鋼支撐，鋼筋籠無法整體下放，因此采用孔內冷軋；護壁混凝土采取現場量重或體積配比自拌，確保及時支護。

2.7 資源配置

每根樁位配備2名工人，工作時間為7：30-23：00，設備有JY-0.5卷揚機1臺（盛渣桶高度70cm，直徑50cm），CZB60鼓風機1臺，XF160手持式沖擊鉆2臺，水磨鉆1臺（直徑200mm，鉆頭高度70cm），W-28/5空壓機1臺。

2.8 工效分析

純風鎬作業時，中風化石英砂巖單日平均進尺0.8m（巖石裂隙較發育），水磨鉆加風鎬協同作業時，孔壁外圍需要鉆進25個小孔，每個小孔鉆進需要1.5h，每天工作時間內可以鉆進12個小孔，孔壁外圍25個小孔完成鉆進需要2天。剩余中間部位破除需要兩天時間，綜合中風化石英砂巖單日平均進尺0.6m，微風化石英砂巖單日平均進尺0.3m。

3 結語

深基坑車站主體結構抗拔樁采用人工挖孔施工能夠有效的保證樁體的垂直度，樁身混凝土質量以及抗拔要求，安全質量上可控。同時，還可以避免旋挖機成孔造成的空樁，節約施工成本。

參考文獻

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