鉆孔灌注樁在地鐵明挖車站圍護結構中的應用

單志偉

（中鐵十九局集團第七工程有限公司，廣東珠海 519000）

1 工程概況

某地鐵車站采用明挖方式建設，車站外包長195.10 m，開挖基坑為196.10 m，項目在實際考察后，特將明挖段的開挖標準段定為寬20.7 m，深17.69 m，圍護結構用吊腳樁和鉆孔樁+內支撐型式共同完成，其中支護樁均采用Φ1000 mm×1200 mm的鉆孔樁進行結構的圍護，以保證工程質量和提高工程效率。

2 施工前準備工作

在地鐵明挖段圍護結構施工前，需要做一些相關準備以便后續作業的順利展開，如對施工現場的導線點和水準控制點內容的核對與檢查，如發現不良情況要及時上報并根據實際情況進行方案的修正，確保施工放樣時基準點的準確位置和復測工作的順利開展。

3 施工技術探討

3.1 護筒埋設作業

護筒埋設是鉆孔灌注樁施工的首要工作之一，作為整個圍護結構的基礎，埋設時要根據項目的實際情況逐一展開。首先將路面用振動錘搗碎后采用人工挖埋法展開護筒的埋設工作，并將十字交叉法運用到開挖區域內，按照埋設順序對護筒進行編號標記，成孔后才可將護筒引回區域中心，使其與樁中心處于重合位置，并用黏土對樁頂進行填充以防止頂部坍塌。

此外，埋設護筒前還需要在樁位處挖出個別的圓坑便于護筒的放置和穩定，并在周圍用黏土再次夯實回填，回填要求高于地面30 cm左右并埋入巖土的分界線以下，以降低成孔過程中出現的護筒下陷和上口溢漿等現象[1]。

3.2 鉆孔作業

3.2.1 設備安放

鉆機作為首要使用設備，其位置安放正確與否會直接影響到后續的鉆孔作業，鑒于此，在鉆機定位時要調整鉆機的水平方向和垂直儀的方向，在氣泡居中的情況下將鉆桿進行伸縮，之后將鉆頭底部的導向尖對準樁位的中心位置，這樣可使鉆頭處于自然放松的狀態，便于鉆頭外壁距離的校核工作[2]。

3.2.2 鉆孔

設備校準就位后將鉆頭對準樁為中心，依次將清水灌入護筒內，隨后開始下放鉆桿開展鉆進工作，其間技術人員要隨時觀察和測定鉆機的工作狀態，控制和保證泥漿的供應并在鋼機架和鉆桿上用數字做出標記，為后續出現不良現象時能夠及時找到問題所在位置并及時處理。

3.2.3 檢孔及清孔

鉆孔結束后隨即開展檢孔工作，需要借助專業的鋼筋檢孔器來完成，每鉆進5～7 mm的距離即進行檢孔工作，當檢孔器出現不能降到最初深度情況時，要觀察護筒位置是否發生位移或出現彎孔和縮孔等現象，以便隨時處理。

另外，當鉆至設計標高底時可按照特定要求展開清孔工作，實際操作中控制好孔底的泥漿比重以及含沙率和黏度，立柱樁的孔底沉渣厚度和抗拔樁孔底的沉渣厚度均要滿足相關設計要求。

3.3 鋼筋籠吊放和立柱樁施工

鋼筋籠采用鉆機的塔架整體吊入樁孔內，為杜絕鋼骨架的變形，將吊點設置在籠頂下方的第二根鋼筋上，此外還要架設一些鋼材作為臨時支撐以增加鋼筋的剛度，做好接頭依次緩慢放入樁孔內。實際操作中，還需注意鋼筋籠的頂面距離要與地面標高符合初始設計要求，誤差控制在±5 cm上下，并在上、下鋼筋籠焊接完后再用鉆孔機塔架將鋼筋籠送入樁孔內，最后通過計算鋼枕木的標高及籠頂標高來確定吊筋的長度，保證數據的精準度。

需要注意的是，吊放的鋼筋籠骨架為分段制作并通過雙面焊接的方式進行接頭，連接部分要確保在下節骨架的主筋里面，上節骨架主筋則在外面，同時上下鋼筋籠搭接處最好加一道環箍，以此避免導管卡掛鋼筋的現象發生[3]。

為保證較高的工程質量和效率，立柱樁在施工時要嚴格按照初始方案逐一展開。首先是立柱樁的格構樁樁型在進行鋼加工時要保證焊縫飽滿且外表面無漏焊夾渣等情況，焊縫厚度≥10 mm。此外，格構型鋼以Φ1400 mm的鉆孔灌注樁為基礎方可將型鋼插入灌注樁內，還要與灌注樁的主筋部分進行焊接，格構柱插入灌注樁深度控制在5 cm以下，垂直誤差控制在1/400，定位誤差在2 cm以下，這樣可以很好地控制因格構柱樁頂標高為-1.6 m情況下產生吊筋不穩的現象。

定位結束后開始下放格構柱，下放位置以實際鉆孔樁設計的標高為準，且每側面與兩根主筋部分要進行焊接使之更為牢固，焊縫長度要在5 d以上，還要用定位鋼筋將格構柱固定在樁孔的中心部位，對于加強筋的處理，需要在籠頂第一道位置用兩根Φ30 mm的加強筋對易變形位置進行變形處理，隨后可徹底將格構柱和鋼筋籠整體下放，操作過程中還需借助經緯儀進行隨時觀測，確保放入的格構柱位置趨于中心部位，即使出現偏差也要控制在25 mm以內，這樣才能實現一柱一樁的垂直精準度[4]。

最后是對格構柱頂標高的控制和固定工作，先用水準儀測定樁孔的原地面標高位置，再根據插入孔內的實際深度在鋼立柱上用特殊顏色標出具體位置，在鋼立柱下放精準時便可在格構柱兩側用吊筋將其固定在地面上，且將格構柱標高控制在±25 mm為最佳。

3.4 導管作業

鉆孔灌注樁中所用的導管均屬于無縫鋼管制作，管壁厚度在3 mm以下且管徑保持在1.5～2 cm并分節段確定導管的長度，其中底管長度盡量超過4 m，中間段控制在2 m，上部段控制在1 m為最佳，而節與節之間用雙螺紋絲扣連接接頭。

此外，導管使用前要先在地面進行試拼試壓工作，安裝結束后直接加悶蓋并注入高壓泥漿，隨機開展二次清孔。在導管作業期間，相關技術人員要做到隨測隨報，定期將鉆孔樁的沉渣和泥漿指數給予控制，具體可參照以下數值進行把控：①沉渣厚度＜0.1 m；②立柱樁沉渣厚度＜0.5 m；③抗拔樁沉渣厚度＜0.2 m，黏度16～22 s；④泥漿比重1.06～1.20；⑤含砂率＜4%。

以上條件具備后方可開始澆灌。灌注前還需對孔底進行擾動以此降低泥漿產生沉淀。

3.5 混凝土澆筑

本項目中，混凝土澆筑在水下完成，所用的商品原材料在到達施工現場前要進行特定的檢驗以確定混凝土的性能，方便后續配比試驗順利展開，配比所用的細骨料采用級配良好的粗砂，且將砂率控制在45%～55%，粗骨料則用粒徑5.5～44 mm的碎石。澆筑步驟可按以下順序展開：

（1）設置隔水栓：隔水栓用混凝土預制成圓錐形后設置在漏斗底口，之后用提升隔水栓的方式對首批混凝土進行灌注，開灌前要保證儲料斗內有足夠的存儲量，方便將導管底端一次性埋入水下混凝土100 mm以上，且混凝土澆灌的上升速度掌控在每小時2 m之內，灌注時間根據樁的大小確定。

（2）提升和拆卸導管：該項工作可隨著混凝土的上升而靈活掌握，必要時將導管底端埋入混凝土面以下3 m左右地段，最大不超過7 m的距離，且杜絕將導管底提出混凝土面層，否則會出現斷樁現象，不利于后續的澆筑作業。需要注意的是，在水下混凝土灌注作業中，要派有專人對導管的埋深進行測量，確保整個灌注過程不中斷、一次完成。另外，提升導管時要杜絕碰掛鋼筋籠，當混凝土面上升至鋼筋籠內4 m距離后方可提升灌注導管并使其高于鋼筋籠底端，降低鋼筋籠上浮現象的多次發生[5]。

4 結語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工作為地鐵明挖車站圍護結構施工的關鍵技術之一，在保證工程質量的同時，提高了工程的經濟效益，應用前景廣闊。本文從埋設護筒、鉆機施工、鋼筋籠制作安裝及水下混凝土澆筑等方面對鉆孔灌注樁施工在明挖地鐵車站中的實際應用予以闡述和分析，對類似項目作業具有一定的借鑒作用。