淺析地鐵明挖基坑鉆孔灌注樁施工質量控制要點

陳 亮

(石家莊鐵道大學四方學院，河北 石家莊 050043)

0 引言

目前我國地鐵明挖基坑支護結構主要采用鉆孔灌注樁+鋼管內支撐的結構形式，其中鉆孔灌注樁會直接承受基坑土壓力作用，因此其施工質量的控制攸關地鐵明挖基坑施工安全，我們必須高度重視。為了確保鉆孔灌注樁的施工質量，有效地消除地鐵明挖基坑的安全隱患，在此結合以往地鐵施工經驗，擬從施工測量放線、鉆進成孔、鋼筋籠制作與安裝、澆筑水下混凝土等主要環節對其施工質量控制要點進行較為全面、系統的分析研究，以期對同類工程施工質量的控制有所裨益。

1 施工測量放線

1.1 施工復測

一般在業主組織交接樁后進行。交接樁后，施工單位需根據業主測量大隊移交的平面控制點和高程控制點及時進行復測，復測數據需提交地鐵測量大隊復核確認后才能正式使用。

1.2 加密點的測設

由于業主提交的平面與高程控制點較少且距離工地較遠，為滿足工程開工以后施工測量的需要，故施工復測以后一般要根據施工需要設置施工測量加密點。加密點應設置在基坑沉降變形范圍以外，并與工地具有較好的通視條件，以便有效地進行施工測量及放線工作。

1.3 樁孔定位

樁孔定位應分三步進行：第一步測定基坑控制樁位(即測定基坑平面布置形式中陰陽角處的樁位)；第二步根據測定的控制樁放出控制樁之間的軸線；第三步根據設計明確的樁間距在樁位軸線上測定每一個樁位。樁孔定位時應注意的事項：一是需根據設計藍圖中明確的坐標值(x，y)準確測定控制樁；二是測定樁位時需考慮施工外放量，根據以往地鐵施工經驗，樁位外放量一般控制在10 cm～15 cm為宜；三是樁位軸線上極少數特殊樁位受管線影響難以測定時，可報請設計對樁位作適當調整。

2 鉆進成孔

2.1 設備的選擇

地鐵工程一般位于城區，為確保施工工期與文明施工等需要，施工時采用旋挖鉆機為宜。根據以往地鐵施工經驗，旋挖鉆機的成孔功效能達沖擊鉆機的20倍以上，每臺旋挖鉆機配置一臺正鏟施工時，渣土基本不散落在場地之內。因此，使用旋挖鉆機施工，不僅能大大縮短施工工期，而且能極大地提高圍護樁施工現場的文明施工水平。

2.2 鉆進成孔基本要求

1)施鉆前應對旋挖鉆筒的開口尺寸進行檢查，鉆筒開口尺寸應大于設計樁徑。

2)鉆機就位后應對鉆機底座水平、鉆桿垂直度、鉆筒中心與樁位中心吻合度等進行檢查，上述各項指標經檢查、調整符合要求后方可開鉆。

3)開鉆后應慢速鉆進、勻速壓鉆，提鉆時應平穩、勻速提鉆，嚴防鉆筒提升不穩碰撞孔壁誘發塌孔事故。

4)在鉆進過程中，應隨時注意觀察自動鉆進導向系統，及時對鉆桿垂直度偏差進行調整，確保成孔垂直度符合工藝要求。

2.3 終孔孔深檢查

鉆進進尺達到設計標高后，采用懸錘法(正錐懸錘)測定實際孔深(L1)，實際孔深應大于設計孔深。

2.4 沉渣測定

鋼筋籠吊裝就位且安放導管后，需測定孔底沉渣厚度(在灌注混凝土之前進行)。測定方法：采用倒錐懸錘法測定沉渣面深度(L2)，然后計算沉渣厚度，沉渣厚度d渣=L1-L2(d渣<設計沉渣厚度)。

2.5 成孔垂直度測定

成孔垂直度攸關樁身垂直度，樁身垂直度直接制約支護樁的安全。如在基坑一側樁身垂直度不好嚴重侵限時，侵限部位的樁身混凝土則需要鑿除，鑿除量較大時樁體支護能力可能會大大減弱，甚至誘發樁體斷裂事故，這勢必會給基坑施工安全造成嚴重隱患。因此，在地鐵明挖基坑圍護樁成孔施工過程中，應特別注意加強成孔垂直度的檢查與控制，尤其要加強基坑一側成孔垂直度的檢查與控制，以確保基坑施工安全。

成孔垂直度檢查可用全自動超聲成孔檢測儀、全站儀測定，也可在現場用簡易有效的手工操作辦法測定。如圖1所示，某樁成孔中心偏差8 mm符合設計要求，手工操作測定其孔斜率的步驟是：孔口拉好十字線→采用正錐懸錘法手工測定成孔深度h→穩定測繩沿著十字線用鋼尺測定測繩至孔邊距離a,此時孔斜率i=a-d/h(d為懸錘半徑)。根據以往地鐵施工經驗，地鐵明挖車站基坑圍護樁成孔孔斜率控制在3‰以內時，開挖基坑施作側墻時樁身混凝土基本不用鑿除，基坑支護較為安全。

3 鋼筋籠制安

3.1 鋼筋籠加工與制作

一般情況下地鐵明挖車站主體結構基坑圍護樁樁徑為1 200 mm、間距2 400 mm。樁長L因部位不同而異，兩端盾構始發、接收段較之中間標準段來講，其樁長要大一些(因兩端結構底板需滿足盾構始發或接收條件，其底板標高相對較低一些)，因此加工、制作鋼筋籠之前應按照不同樁長將圍護樁逐一編號，主筋下料時應按不同長度分類進行，鋼筋籠加工、制作時應編號、掛牌與具體樁號一一對應，加工完成后及時按對應的籠號、樁號逐一檢查驗收(除需檢查鋼筋規格、間距，籠徑、測斜管質量外，還應檢查相應編號鋼筋籠的長度與對應孔深是否相符)，以確保鋼筋籠安裝的準確性。

3.2 鋼筋籠加工、制作工藝要求

鋼筋籠加工、制作時，必須確保主筋長度與焊接質量；加強筋需彎制成環狀按設計間距布置(一般為2.0 m)并與主筋焊接牢固，以確保加工成形的鋼筋籠不得變形；環形箍筋應均勻布置，與主筋應點焊或綁扎牢固，不得松動變形。為確保水下混凝土保護層的厚度，應在鋼筋籠外部焊接數量足夠的耳筋(順主筋方向間隔布置)；同時，鋼筋籠上部應焊接吊耳，以滿足安全吊裝的需要。

3.3 測斜管的安裝

為確保基坑監控量測的需要，在鋼筋籠加工、制作過程中應根據設計要求，在相應樁位鋼筋籠上安裝測斜管。安裝測斜管的基本要求如下：

1)測斜管與鋼筋籠必須綁扎牢固不得松動變形；

2)安裝好的測斜管，上下必須垂直不得彎曲；

3)測斜管上下兩端必須封堵牢固，嚴防澆筑水下混凝土時漿液滲進管內堵塞管道，否則測斜將無法進行。

4 澆筑水下混凝土

澆筑圍護樁水下混凝土時，應采用商品混凝土，混凝土導管應做氣密性試驗。為確保其澆筑質量，應從如下三個方面加強質量管控。

4.1 商品混凝土進場質量控制

商品混凝土進場時，應逐車檢查供料單、坍落度，測試入模溫度，查看和易性，批量制作混凝土抗壓試件，檢查合格后方可同意開盤施工。

4.2 首盤混凝土封底質量控制

開盤前應對儲料斗容積、活動鋼隔板設置、簡易隔水裝置安裝進行檢查。澆筑1 200 mm鉆孔樁時，儲料斗體積應大于3.0 m3(應滿足封底要求)；活動鋼隔板應在吊環另一端開100 mm×10 mm的小槽，以便使用固定栓、固定繩連接固定簡易隔水裝置；料斗底部應按活動鋼隔板直徑制作成圓形平面，以利安裝活動鋼隔板；簡易隔水裝置可利用編織袋及樁體同級混凝土設置(如圖2所示，這種簡易隔水裝置為柔性混凝土袋，其實際圖形可能有所出入，該圖僅示意其封堵位置)，每個簡易隔水裝置大約需要40 kg～50 kg混凝土，用繩索捆綁好后利用固定栓懸掛在活動鋼隔板上，開盤時拉動吊起鋼隔板時便自動滑落與混凝土一起有效地實施封底。實踐證明這種隔水裝置，簡便實用，現場操作很方便，可有效地阻隔孔內泥漿對首盤混凝土的侵蝕，減少樁底沉渣，確保樁底混凝土的封底質量。

4.3 后續混凝土澆筑質量控制

經檢查首盤混凝土封底情況正常后，繼續澆筑樁身混凝土。后續混凝土澆筑時，供料必須連續不得中斷，導管拔出高度應嚴格控制，嚴防斷樁現象發生。樁頭混凝土灌注高度需及時檢查，一般情況下，灌注高度大于樁頂30 cm～50 cm即可，不可超灌過高，以免增加后期鑿除樁頭的難度。