桩基在逆作法地铁车站施工中的质量控制

高 强

(石家庄市建筑设计院，河北 石家庄 050000)

钢管混凝土技术是由桩基作为钢管柱的基础。随着钢管混凝土技术在逆作法地铁车站施工中被广泛使用，桩基的重要性也就越来越突出。在石家庄地铁西三教站施工过程中通过对桩基施工质量的严格控制，确保钢管柱能够将车站顶板、中板的竖向荷载进行有效传递，确保了车站主体结构的安全可靠。

1 工程概况

西三教站位于石家庄市中华南大街上，沿中华南大街南北向布置。车站为地下两层三跨岛式站台车站，车站长219.50 m，宽21.1 m，深16.7 m。结构抗震设防烈度为7 度;主体结构抗震设防分类为乙类;抗震等级为三级。

2 桩基设计参数

车站采用盖挖逆作法施工，中部设置52 根钢管柱承担竖向荷载。钢管柱下设桩基，钢管柱插入桩基内3 m。桩基为甲级桩，直径2 m，长度12 m～14 m，混凝土标号C30。制作钢筋笼钢筋为HPB300，HRB400 级，受力钢筋保护层厚度为70 mm。桩基设计注浆管和声测管，在完成混凝土灌注后，进行后注浆施工及桩身完整性检测。

3 桩基施工

3.1 桩基施工流程

桩基钢筋笼制作(连接副笼，安装注浆管、声测管)→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→一次清孔→下放导管→二次清孔→灌注桩基混凝土→桩基后注浆。

3.2 桩基钢筋笼加工制作质量控制

桩基钢筋笼直径1.84 m，有效笼长12.77 m～15.27 m，主筋为24 根φ22HRB400 热轧钢筋，螺旋箍筋为1 根φ12HPB300 热轧钢筋，间距200 mm;在钢筋笼内侧有效笼长范围内设置6 个厚度为20 mm，宽度为100 mm，材质为Q235 级的钢板加强箍，以增加钢筋笼整体刚度;另外为便于钢筋笼吊装及在旋挖钻孔钻高度内固定注浆、声测管，需在主笼上部设置副笼，副笼长度17.19 m～18.80 m，副笼直径及钢筋规格同主笼。钢筋笼为分段制作，根据钢筋笼长度，确定分节位置和分节长度，接头采用一级直螺纹连接，钢筋笼同一截面钢筋接头相互错开，且断面间距不应小于35 d，确保接头百分率不大于50%。

钢筋笼加工制作技术要求见表1。

表1 钢筋笼加工制作技术要求

3.3 桩基施工过程控制

西三教站桩基设计直径2 m，有效桩长12 m～14.5 m，钻孔深度28 m～34 m，现场使用一台250 型旋挖钻钻机成孔。桩位上设置钢护筒，钢护筒采用壁厚15 mm 的钢板加工而成，直径设为2.3 m，长度6 m。桩基成孔采用泥浆护壁，在施工现场设置泥浆池，主要采用膨润土造浆。灌注桩成孔允许偏差见表2。

表2 灌注桩成孔允许偏差

施工现场使用一台25 t 汽车吊，吊装钢筋笼，因钢筋笼总长超过30 m，所以钢筋笼主笼与副笼需要分开制作，分两次吊装。主副笼钢筋采用一级直螺纹接头进行机械连接。搬运和吊装钢筋笼时，应采取措施防止钢筋笼变形，严禁钢筋笼一端拖地，吊放钢筋笼入孔时应对准孔位，保持垂直，轻放、缓慢入口，避免碰撞孔壁和自由落下，就位后应立即固定。

桩基混凝土标号为C30(水下)，要求混凝土坍落度为180 mm～220 mm。根据钢管柱插管施工工艺要求，桩基混凝土初凝时间应大于36 h。桩基采用导管法灌注混凝土，导管直径300 mm，采用丝扣连接。混凝土灌注前应先检查孔底沉渣厚度，并将沉渣厚度控制在50 mm 以内，如不能满足要求应进行清孔处理，直到沉渣厚度符合要求。进行桩基混凝土灌注时，导管底部距孔底0.5 m 左右，导管埋入混凝土中深度为2 m～6 m，施工期间禁止将导管拔除混凝土面造成断桩隐患，或拔导管不及时造成埋管。

3.4 工程桩桩基后注浆

桩基钢筋笼制作过程中，在钢筋笼内侧固定4 根直径42 mm，壁厚5 mm 的无缝钢管作为注浆管，其中三根为桩端注浆管，出浆口采用单向节流阀，一根为桩侧注浆管。桩基完成混凝土灌注12 h 后采用高压水劈通注浆管路，完成灌桩2 d 后才可开始进行桩基后注浆施工。考虑到桩基持力层土质为非饱和土，注浆时按照先桩端后桩侧的注浆原则进行桩基注浆，拌制浆液的水泥标号为42.5，水灰比控制到1∶2，注浆压力控制在2 MPa～2.5 MPa，泵量控制在30 L/min～40 L/min。

3.5 质量控制要点

1)桩基护筒埋设定位时，护筒中心与桩基中心的平面位置偏差不大于50 mm，倾斜度不大于1%。

2)成孔过程中应该控制钻孔的速度，防止速度过快造成塌孔危害，同时应该严格控制钻头进尺，防止进尺过大，造成卡钻。

3)为保证注浆导管顺利下入，同时为防止注浆导管脱落，注浆导管与钢筋笼主筋等必须固定牢靠;主副笼连接处，是注浆导管连接的薄弱环节，连接不好极易出现桩基混凝土水泥浆堵塞注浆管的情况，螺纹连接处应缠上止水胶带，并牢固拧紧密封。

4)水下混凝土施工隐蔽性强，易出现问题，是工程桩桩基质量控制的关键环节，浇灌混凝土前必须做好各项准备工作，封底混凝土要将导管底口埋入1 m 以上。

3.6 施工难点及应对措施

难点一，超缓凝混凝土的初凝时间控制及夏季施工混凝土坍落度控制。直接影响混凝土的初凝时间的主要因素是外加剂，但过度的掺入外加剂极易造成混凝土初凝时间较长或早期假凝，过少掺入混凝土缓凝时间不够，在实际施工中往往由于搅拌不均匀造成混凝土局部早凝使混凝土失去流动性;同时夏季施工需考虑混凝土在运输过程中的坍落度损失。

应对措施:在与混凝土供应商订立合同前做好超缓凝混凝土配合比，测定骨料的含水率，配置好的混凝土测定不同阶段的坍落度、泌水性及分层离析情况，在开机前测定外加剂的计算精度及骨料含水率，搅拌过程中采用定人定机搅拌，适当延长搅拌时间，确保混凝土搅拌均匀;搅拌站应充分掌握施工期间每天不同时间段内每小时的坍落度损失情况，根据不同时间段调整混凝土出厂坍落度，确保混凝土灌注后钢管柱安装顺利。

难点二，工程桩桩基钻孔垂直度及孔径要求精度高。地质构造不均匀等因素可引起钻机或钻杆发生偏斜，进而影响钻孔垂直度，而钢管柱的垂直度要求为不大于立柱长度的1‰，且不大于15 mm;由于是盖挖逆作法施工，桩基钻孔上部18 m 高度为空钻，因此对灌注桩成孔的垂直度要求也相应更高，钢管柱下部桩基3‰的垂直度控制要求，远远超过1%的普通桩基垂直度控制要求，控制难度较大;桩基持力层大多为含砾石中粗砂，钻头长时间使用磨损会使旋挖钻成孔孔径小于设计造成缩孔，往往施工一个阶段后桩径就很难符合设计要求。

应对措施:每次钻机成孔施工前使用经纬仪对钻杆导向装置进行校核，在钻进过程中用水平尺检查机身转盘是否水平;每次开钻前测量旋挖钻钻头直径是否符合要求;在成孔中加大上部孔钻孔径并采用高精度的成孔设备，成孔后使用钻孔垂直度检测仪检测钻孔垂直度，满足设计要求继续钻进，否则扫孔直至满足要求。

4 结语

本文通过对桩基施工流程的介绍，质量控制要点的分析，总结了施工难点及应对措施，取得了桩基施工中经验，对类似工程具有一定指导意义。

［1］GB 50299—1999，地下铁道工程施工及验收规范(2003年版)［S］.

［2］JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范［S］.