地鐵車站咬合樁施工技術分析

任仕超 陳鍵 黎邦飛

一、前言

廣州目前正在進行大規模地鐵建設，其中大部分車站采用了明挖法.由于地鐵建設主要位于人口密集，建筑物、交通設施稠密地帶，故地鐵工程的基坑開挖只能在支護結構保護下進行垂直開挖。目前地鐵深基坑圍護結構一般采用的形式有鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁復合結構，地下連續墻結構和SMW工法.相對上述圍護結構，鉆孔咬合樁在地鐵圍護結構施工中較少有應用。該方法在國外及國內部分地區，已具備成熟的施工經驗與工法，有很多成功的工程實例。其適用于沿海地區軟弱地層、含水砂層地質情況下的地下工程深基坑圍護結構的施工。它采用的是鋼筋混凝土樁與素混凝土樁切割咬合成排樁的型式，其圍護和止水效果很好，為此，在廣州地鐵7號線二期蘿崗站深基坑工程中引入了鉆孔咬合樁工法。

二、工程概況

2.1工程概況

蘿崗站位于開創大道與香雪三路交叉口處，沿香雪三路南北布置，位于既有6號線蘿崗站北側。為地下三層島式站臺車站，總長度166m，標準段寬23.1m，車站基坑開挖深度約25.2m;共設5個出入口及兩組風亭，其中A、B出入口采用頂管法施工，其它采用明挖法施工，圍護結構采用鉆孔咬合樁+內支撐形式，

2.2設計概況

蘿崗站基坑分兩期實施，一期為北端基坑（長度123m），二期為南端基坑（長度43m），一期基坑及二期基坑普通段咬合樁采用直徑1.2m葷樁與1m素樁咬合，咬合350mm，部分為300mm，葷、素樁中心間距1.5m（部分為1.6m），深度約32.185～34m，利用旋挖鉆成孔。二期基坑加深段咬合樁采用直徑1.2m葷樁與1m素樁咬合，咬合350mm，葷、素樁中心間距1.5m，深度約36～38m，利用全回鉆全套管鉆機成孔。

旋挖鉆孔樁底嵌入地層深度分別為全風化花崗巖（6H）8m、強風化花崗巖（7H）7.5m（6m葷樁+1m素樁）。為確保既有6號線蘿崗站結構安全，對靠近既有六號線部分（南端頭）咬合樁在此基礎加深了4～7m。葷樁混凝土等級為水下C35P8混凝土，素樁混凝土等級為水下C20P8混凝土。

三、工程地質情況

蘿崗站基坑地層從上到下依次為素填土、粉質黏土、砂質粘性土、全風化花崗巖及強風化花崗巖，該區段孤石較為發育，詳勘揭示率達到39%，后期進場根據“一槽兩鉆”孤石揭示率達75.6%，如圖2-1

四、施工情況

4.1施工工藝選擇

由于蘿崗站臨近既有地鐵六號線蘿崗站距離較近，水平距離最近4.2m，車站根據詳勘揭露孤石較發育，孤石揭示率高達76%，施工前專家對設計方案審查時提出，車站施工期間嚴禁采用“沖、振、爆”等施工工藝，為了保證既有線的安全，減少對周邊環境的影響，車站圍護結構由地下連續墻變更為鉆孔咬合樁施工，臨近既有線端頭為了保證咬合樁成孔的質量，采用全回轉全套管鉆機進行施工，其他均采用旋挖樁機施工。

4.1.1機械選型

通過調查、比選及現場試驗，全套管鉆機能滿足成樁垂直度3 ‰ 的精度要求，同時具有定位速度快、靈活、下壓力大、施工噪聲小等特點。旋挖鉆機在成孔過程中有泥漿護壁，無孔壁坍垮問題，且成孔垂直度能由旋挖鉆機垂直度控制系統自動調整和保證，在樁身混凝土處于塑性狀態下完成切割咬合過程形成的排樁圍護結構整體性狀好、支護強度大、防滲效果佳。

施工初期現場配備一臺260回旋鉆機及一臺360回旋鉆機，由于該施工區域處于存在大量孤石，單軸抗壓強度60～135MPa，260回旋鉆機成孔時間較長（約3天）。360回旋鉆機成孔時間較短（約24小時）。

經項目部對比分析360回旋鉆機施工機械化程度高、成孔速度快、樁機就位迅速、成樁效率明顯高于260回旋鉆機故決定采用360回旋鉆機施工。

4.2咬合樁施工工藝流程及方法

4.2.1咬合樁施工流程

咬合樁施工內容主要有：導墻施工、咬合樁鉆孔、鋼筋籠制作、鋼筋籠吊裝、咬合樁混凝土灌注。

4.2.2導墻施工

為了保證鉆孔咬合樁孔口定位的精度并提高樁體就位效率，應在咬合樁成樁前首先在樁頂部兩側施作混凝土導墻或鋼筋混凝土導墻。

4.2.3單根咬合樁施工工藝流程

（1）鉆機就位：當導墻強度達到100%后，移動鉆機就位，重新定位樁中心位置，使鉆機主桿中心和磨盤中心對應于導墻孔位中心，并調整樁機于水平。另外將點位反到導墻頂面上，作為鉆機定位控制點。樁位偏差不大于5cm。本工程采用咬合樁施工，樁位鉆孔順序及其重要，開放樁前應由現場技術人員確認樁號及鉆孔順序，保證相鄰樁咬合，避免出現兩個葷樁或兩個素樁相鄰的情況。

（2）成孔：采用旋挖鉆成孔作業，旋挖鉆的泥漿循環系統由泥漿池，沉淀槽、泥漿泵等組成，并設置排水、排漿等設施。成孔到設計深度后進行孔深、孔徑、垂直度、泥漿濃度、沉渣厚度等指標測試檢查，確認符合要求后，才可進行下一道工序。

（3）吊放鋼筋籠：對于B樁，成孔檢查合格后進行安放鋼筋籠工作，此時應保證鋼筋籠標高正確;

（4）灌注混凝土：如孔內有水，需采用水下混凝土灌注法施工;如孔內無水，則采用干孔灌注法施工并注意振搗;

4.2.4排樁施工工藝流程

總的施工原則是先施工A樁，后施工B樁，其施工工藝流程是：A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如圖所示：

4.4咬合樁施工質量控制要點

1、做好試樁及工藝總結，合理確定各項工藝參數。

支護樁施工前必須進行試樁，選取有代表性的工程地質地段，每種施工工藝樁數量不少于一組，每組不少于3根，其中Ⅰ序樁不少于2根，Ⅱ序樁不少于1根。蘿崗站部分咬合樁進入8H、9H地層，試樁階段共計施工4組，通過試樁，驗證了施工設備適應性，確定了不同地層工藝參數。