钻孔桩在地铁明挖车站围护结构中的应用

李小华

（中铁十九局集团有限公司， 北京 101300）

1 工程概况

南湖北路站主体沿南湖北路南北方向，南湖北路与南湖北路东三巷交口设站。站位偏向于南湖北路东半幅。南湖北路东三巷为单行车道，南湖北路为双向八车道，现状车流量较大。

南湖北路站标准段设计采用地下两层岛式站台车站，由于小里程端覆土较深，故设一夹层，站台宽12m。车站主体采用箱型框架结构，从里程桩号DK8+525.185起至里程桩号DK8+801.235止，中心里程DK8+716.485，全长长276.05m，车站标准段宽21.45m，最宽处为22.5m，为合理车站覆土埋深，车站高度自北向南依次为14.04m，14.94m，17.69m。车站共设4个出入口、2个风道，其中2号为预留出入口。

车站大小里程端均与暗挖区间相接，南湖广场站-南湖北路站区间左线及南湖北路站-王家梁站区间左、右线均为单线暗挖标准断面；南-南区间大里程端带258.7m停车线，停车线与右线正线间距较近，故设置暗挖大断面与车站小里程端相接，其区间分界里程位于车站端墙外侧1.3m处。

车站主体侧墙施作时需预留区间孔洞，等待区间正洞破主体小里程端围护桩完成区间贯通。

2 钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工采用ZR280C旋挖钻机成孔，局部遇到较硬岩层是采用冲击钻成孔。由于围护桩桩间距过小，施工时隔桩成孔，以防坍塌。

2.1 桩位施工放样

经图纸审核准确无误后，按施工设计图纸准确放出钻孔桩桩位中心线，在桩孔一侧设置护桩并做好保护，以备桩心对中和检查校核桩位偏差情况。

2.2 埋设护筒

本项目施工采用的护筒为6 mm钢板卷制，设置溢浆孔两个，其内径比钻头直径大20cm。护筒埋深不低于1.8m，护筒顶应高出地面0.3cm。在护筒顶部使用十字线拉线定位出护筒中心，利用铅垂吊线使护筒中心与钻孔桩中心位置重合，然后对护筒四周用粘土回填夯实。

2.3 成孔工艺

结合本站实际地质及水位情况，采用干作业成孔工艺。干作业符合以下规定：

（1）钻杆保持垂直，位置准确；

（2）及时清理孔口积土，遇异常情况及时处理；

（3）钻进过程中电流值会发生变化，钻进速度应能够根据电流的变化及时调整。

2.4 钻机就位

钻机就位前对施工场地进行平整，保证钻机就位时保持平整稳固，钻机在施工过程中不发生倾斜、移动。调整钻头至竖直位置，将钻头中心与桩中心对准。

2.5 钻进

根据施工现场的土质情况，选择钻机的机型。钻机钻进过程中应保持钻锥稳定，宜采用小冲程，慢速钻进，以保证初开孔坚实、竖直，可以起到导向作用，防止碰撞护筒。当渣土装满铲斗时，提出钻头，并旋转到钻机的一侧卸落，以防塌孔及流砂现象的发生。操作钻机重复上述工作过程，一直开挖至设计标高为止。

2.6 清孔

当钻孔达设计标高后，孔底沉渣实测符合要求后,再下放钢筋探笼。浇筑混凝土前再复查孔深和沉渣厚度,如发现孔底沉渣过多，超出规范要求，必须使用导管进行二次清孔。

2.7 钢筋笼制作及安装

（1）在制作架上进行钢筋笼制作、机械连接。制作架应保持水平，钢筋笼主筋纵向连接采用机械连接的方式，并严格控制接头处的施工质量。同时，在钢筋笼制作过程中，从任一接头中心至1.3La的区段内主筋接头数量不得超过总数量的50%。钢筋笼制作时，主筋间距偏差不得大于10mm，箍筋间距偏差不得大于20mm，钢筋笼长度偏差不大于50mm，钢筋笼直径偏差不大于10mm。为了保证钢筋保护层厚度，钢筋笼外侧应设置定位筋，且保证钢筋保护层厚度偏差不大于10mm。

（2）钢筋笼的运输选用自制的双轮拖车，运到施工现场后用25t汽车起重机进行吊装。

（3）钢筋笼起吊时采用两点吊装，为了提高整个钢筋笼的刚度，采用长木杆进行分段绑扎，长木杆在钢筋笼安装入孔前拆除。在钢筋笼底部0.5～0.8m处，主筋应向内侧弯起呈倾斜状。

（4）在钢筋笼入孔安装前，首先在钢筋笼主筋上焊接吊筋，用于固定钢筋笼并控制笼顶标高。吊筋的长度根据孔口标高与钢筋笼顶设计标高确定，为二者差值。在孔口设置一根φ50钢管，将吊筋穿入到钢管内，防止钢筋笼掉落。在钢筋笼四周焊接定位钢筋，并加设垫块，以保证钢筋保护层厚度达到70mm，同时也可保证钢筋笼对中。

2.8 水下混凝土灌注

（1）混凝土采用商品混凝土，混凝土泵车灌注混凝土。混凝土到现场后检查其配合比报告单是否与设计混凝土标号一致，现场抽样检测坍落度，控制在18～22cm左右。施工中采用提升导管法进行混凝土灌注，导管直径30cm，每节长度1～3m，每两节之间使用法兰盘螺栓联接。施工前要对导管做气密性试验，确认无误后方可使用。

（2）在浇筑导管上设置封底漏斗，容积不小于1.5m3,以达到首批混凝土浇筑后导管埋入混凝土深度不低于1m的要求。漏斗与导管间用自制混凝土球做隔水栓，采用拔球法进行封底。封底后将大漏斗卸下，换上小漏斗，并在小漏斗旁安装储料槽，灌注混凝土时先泵送到储料槽，然后再通过滑槽进入小漏斗。

（3）在进行水下混凝土灌注前，要对孔底沉淀层厚度进行一次复测。如发现超出规定要求，必须进行二次清孔。清孔完成检测合格后方可进行首批混凝土浇筑。首批混凝土灌注完成后，要对孔内混凝土面高度进行量测，从而计算孔内导管的埋入深度。如发现导管内大量进水，必须进行处理，符合要求后方可正常浇筑。

（4）水下混凝土灌注施工开始后，应保证连续施工，严禁中途停工。在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗处掉入孔底。

（5）在水下混凝土灌注过程中，要经常观察孔内混凝土下降和孔内水位升降情况，并对孔内的混凝土面高度进行测量。施工中正确指挥导管的提升和拆除，并始终保持导管轴线竖直和位置居中，缓慢逐步提升。

（6）灌注过程中用测绳探测孔深和灌入混凝土面高，随灌随测随记录，保证导管埋深大于2米，小于6米。导管深度由2人用2个测锤进行测量，可以相互校对，防止测错，并做好记录。

（7）在水下混凝土灌注过程中，如发现导管内有空气，应将混凝土灌注速度降低，缓缓灌入，不能讲整斗灌入漏斗和导管，以防止导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，造成导管漏水。

（8）为了保证桩顶质量，混凝土灌注应高出设计标高50cm。在混凝土灌注接近设计标高时，现场施工技术人员应根据现场情况确定混凝土数量，通知混凝土供应商按需要数量运送。另外，通过混凝土灌注量测算孔径是否缩径或扩孔。

3 钻孔灌注桩施工质量控制措施

3.1 桩基础质量控制

桩基础施工过程中应做好质量控制，确保其符合设计与规范的要求。成孔后，对桩孔的倾斜度、孔形、孔径使用仪器进行测定，并报监理工程师进行复检。如发现质量问题，应做好记录，并采取措施进行及时处理。在各类检验满足施工要求后，方可进行下一道工序施工。

3.2 钢筋笼施工质量控制

钢筋笼加工所使用的钢筋等原材料必须进行抽样检测，经过试验确定合格后方可使用。钢筋笼加工过程中，对钢筋笼的主筋间距、箍筋间距、长度和直径等都要进行严格的检测。为了防止钢筋笼在运输的过程中产生变形，在钢筋笼表面采用长木杆进行绑扎。另外，为了保证钢筋保护层厚度，在钢筋笼外侧焊接定位筋。为了保证钢筋笼位置准确，可在钢筋笼上设置吊筋，并在孔口设置钢管，吊筋穿过钢管，以保证钢筋笼的位置准确。

3.3 混凝土灌注质量控制

水下混凝土灌注前，必须对桩孔进行检测，必要时进行二次清孔。混凝土质量必须进行严格检验，运输到施工现场还需要对其坍落度和和均匀性进行检测。不满足要求的混凝土，严禁使用。混凝土施工必须采用导管配合，必须合理选择导管直径，并采用法兰盘进行连接。首批混凝土灌注后应能保证导管的埋置深度不小于1m。拆除导管前必须采用专用的测量仪器对导管的实际埋深进行测量，在保证最低埋深要求的前提下，才能拆导管，以防止产生断桩、夹泥及局部混凝土松散等质量事故，影响桩身的完整性。

3.4 钻孔桩施工质量控制标准

钻孔灌注桩施工过程中，必须对其进行严格的质量控制，重点对桩位、成孔垂直度、钢筋笼支座与安装质量、钢筋保护层厚度等项目进行检测，具体要求详见表1。

表1 钻孔桩质量控制标准

4 结论

钻孔灌注桩在我国明挖法地铁车站围护结构施工中得到了广泛的应用，也取得了较高的施工效益。文章通过对钻孔灌注桩施工技术与质量控制措施进行研究，得出以下结论：

（1）在钻孔灌注桩施工中做好过程质量控制，可有效提高施工质量和施工效率；

（2）在钻孔灌注桩成孔、钢筋笼制作与安装、水下混凝土灌注施工等各个环节，都要做好质量检验，对每一个分部分项工程进行验收；

（3）在施工前制定科学合理的施工方案，有针对性对钻孔灌注桩施工中存在的问题进行预防和处治，可有效提高施工质量，提高企业的经济效益。

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