樁間噴射混凝土施工技術在地鐵車站圍護結構中的應用

薛 鵬

中鐵二十局集團有限公司，陜西 西安 712000

1 工程概況

某地鐵四號線那歷村站為地下二層島式站臺車站，為單柱兩跨箱型框架結構，總長210m。主線段施工中，開挖深度為17～19m，寬度為19.7m，車站內部適配2組風亭和4個出入口。考慮到地鐵車站施工的結構穩定性和安全性要求，在車站主體基坑施工中采用φ1000mm鉆孔灌注樁支護的方式，在樁間噴射混凝土。

2 地鐵車站的圍護樁施工方案

在現場適配2臺旋挖鉆機，在離鉆機較近的部位開挖泥漿池，用于高效清理鉆孔施工期間所產生的渣土，將該部分回填至泥漿池內。為增強各道工序間的聯系，在現場由專員根據要求集中加工樁基鋼筋，經質量檢驗后及時用于施工，以形成流水化施工作業的模式。

3 噴射混凝土施工工藝及質量控制

3.1 施工流程

噴射混凝土施工具體流程：現場勘察→土方開挖（機械為主、人工為輔）→樁間土清理→鋼筋網片制作及安裝→噴射混凝土→養護。

3.2 土方開挖

地鐵車站土方開挖施工具有工程量大的基本特點，常采取機械與人工相結合的方案，首先由機械設備組織開挖作業，距設計位置約0.2m時轉為人工開挖的方法，以提高開挖作業的精確性，避免出現超欠挖現象，且尤為關鍵的是樁間土，該部分以機械開挖的方式為宜。樁間土壁初步成型后，由人工修整，使其具有足夠的規整性。待土方開挖工作落實到位后，在隨后的2～3h內組織混凝土的噴射作業。

3.3 鋼筋網片制作及安裝

樁間施工采取掛網噴射混凝土護壁的方法，即掛設φ8@150×150mm鋼筋網，經施工后形成80mm厚的噴層。在鋼筋大批量加工前，先對原材料進行全面的質量檢查，例如形狀、尺寸等。焊接網最外部鋼筋的交叉點不可開焊，否則易影響施工質量。待各項樁的處理工作落實到位后，隨即鋪設鋼筋網片。豎向沿樁按照1m的間距依次用C16自擴底錨栓與圍護樁固定，植入樁內的長度至少需達到13cm。錨栓施工選用C16螺紋鋼筋，并對其采取固定措施。橫向拉筋施工所用材料為C16螺紋鋼筋，采用單面焊的方法，焊接長度需符合相關要求。

在鋼筋網制作成型后，在使用前需采取除銹處理措施并調直，混凝土噴射施工期間鋼筋網片不可發生晃動，網片與坡面土體的間距至少需達到20mm。在鋼筋網片的轉運以及吊裝過程中，需規避變形、扭轉等問題，適配加強架立筋，以提高支撐水平，保證鋼筋籠具有較高的剛度[1]。鋼筋網片安裝示意圖如圖1所示。

圖1 網片安裝示意圖（單位：mm）

3.4 混凝土噴射施工

混凝土的噴射厚度按80mm控制，樁間網噴分層施工，但需避免單層厚度過大的情況，并盡可能縮短樁間土的暴露時間，在經過土方開挖作業后，隨即采取噴射措施。在混凝土噴射施工前，需詳細標記噴射面，以保證其具有平整性。

初噴施工所用材料為C20早強混凝土，原材料組成方面，碎石和粗砂的粒徑為0.5～1.6cm，并選用普通硅酸鹽水泥。原材料的質量易對混凝土的綜合性能造成影響，進而影響工程的整體施工質量，因此需要在進場前加強質量檢驗，從而保證各類原材料均可滿足質量要求。

對于速凝劑等外加劑的選用，則需組織試驗，以便分析速凝效果，確定在最佳應用效果時的添加量，通常混凝土的初凝需在5min以內，終凝需在10min以內。經試驗與分析后，確定水泥的用量約為425kg/m3，水泥∶碎石∶中砂=1∶2∶2，外加劑含量以4.7%為宜，砂率約為55%。

混凝土性能將隨著時間的延長而逐步下降，因此需遵循隨拌隨用的原則，對于摻入速凝劑的混凝土，需盡可能在20min內將其投入使用，否則易結團。此外，為加強對混凝土試件的質量控制，需組織強度檢驗，以便于精準地掌握質量情況。混凝土噴射施工現場圖如圖2所示。

圖2 混凝土噴射施工現場圖

在混凝土噴射施工前，需清理受噴面的雜物，例如浮土、回彈物等，通常可采取高壓風清理的方式，具體根據實際情況控制噴射機的水壓和風壓，保證混凝土可以噴射到位。混凝土噴射施工需遵循分段、分層的基本原則，按自下而上的順序螺旋式噴射，做到一圈壓半圈，噴頭則需對準受噴面，兩者間距控制在0.6～1m，單次噴射厚度為50～70mm，噴射壓力為0.12～0.15MPa，每完成一次噴射作業后，待該處的混凝土達到終凝狀態時，方可組織后續的噴射施工，期間及時清理懸浮于鋼筋上的混凝土。

為保證施工質量，混凝土應全面覆蓋鋼筋，加強對水灰比值的控制，通常以0.40～0.45較為合適。經過噴射施工后，噴層不可出現滑移、干斑等質量問題，若有則隨即處理，盡可能從源頭上規避問題，采用符合質量要求的外加劑，確保摻外加劑后的噴射混凝土性能滿足設計要求[2]。

3.5 養護

經過混凝土噴射施工后，組織灑水養護作業，通常需在完工的2h后開展此項工作，時間根據混凝土成型質量情況而定，原則上需超過7d。若現場溫度在5℃以下，則不宜采取灑水養護措施。經過全面的養護后，使混凝土在溫濕度適宜的條件下有效成型，避免出現脫落、裂縫、漏噴等質量問題。

4 樁間噴射混凝土施工的質量控制措施

（1）加強對各道施工工序的控制，在一道工序施工完成且滿足質量要求后，方可組織下一道工序的施工，按此方式有條不紊地開展各項工作。在土方開挖和樁間清理工作中，需避免樁與混凝土間存在夾泥問題。在鋼筋籠制作及安裝階段，應以設計圖紙為準，以規范化的方式完成各項工作，避免出現磕碰、變形、扭轉等問題，以免影響鋼筋籠的質量及使用效果。控制噴射混凝土配合比、計量、攪拌時間等，噴射混凝土配合比的選擇應滿足設計要求的強度等級，并有利于節約水泥和減少回彈。在特殊情況下，還應符合抗凍性、抗滲性等要求。

（2）在組織混凝土噴射施工前，需由專員操作，確保樁間封閉面具有平整性。混凝土的工程性能易對施工質量帶來影響，因此需加強對水的用量和干料配合比的控制，切實提高混凝土的噴射施工質量。根據現場施工需求，適配400L及以上容量的強制式攪拌機，利用該設備攪拌混凝土，持續60s以上，確保混凝土足夠均勻。混凝土材料重點考慮摻入和未摻入兩類，各自拌制后的放置時間不盡相同，前者的放置時間不宜超過20min，后者不宜超過2h。產出的混凝土需及時轉運至施工現場，運輸途中可采取滴水、雨淋等方法。由于混凝土中易摻雜雜物，在施工前需采取過篩處理措施，提高混凝土的純度[3]。

（3）混凝土噴射施工時，采取的是先送風后開機的順序，按設計配比有序添加混合料，整個過程中混合料的供應需具有連續性，噴射機的工作風壓在0.1MPa左右較為合適。混凝土噴射施工采取的是分段、分層的方法，每段高度以1.5m左右較為合適，但期間應預留約300mm，用于鋼筋籠的搭接作業。經過混凝土噴射作業后，清理輸料管和噴射機內部的積料。待前一層達到終凝狀態后，方可組織后一層的噴射施工，各層的工作緊密銜接，若由于特殊情況而導致終凝時間達到1h以上，則需利用水或風清理噴層，在此前提下方可繼續噴射。

（4）混凝土終凝2h后，進入噴水養護環節，時間方面至少需達到7d。施工期間詳細記錄各項數據，包含現場施工數據、試驗數據、監控量測數據等，分類整理、妥善保管，作為質量分析的依據。

5 結束語

綜上所述，在地鐵車站施工中，樁間噴射混凝土施工為重點內容，做好此方面的工作后，有助于提高巖體的強度及工程的整體施工質量，營造安全的施工環境，以保證車輛的安全通行及乘客的高效出行，充分發揮出地鐵車站在城市軌道交通系統中的作用。