地铁深基坑格构柱钻孔灌注桩施工技术

韩荣欣 高同矿 刘鑫

摘 要：吊装格构柱时采用由外定位架、内定位架、限位器、角钢、水平向和竖向螺栓等组成的自制定位架。在限位器约束水平位移、锁紧水平向螺栓、竖向螺栓微调格构柱标高的基础上实现格构柱的定位导向，保证其位于钢筋笼正中心。地铁深基坑格构柱钻孔灌注桩施工技术有效的保障格构柱钻孔灌注桩施工质量。

关键词：格构柱 自制定位架 定位导向 施工质量

随着我国城市地铁建设的吐火如荼，地铁车站基坑工程呈现长、大、深的发展趋势。作为基坑支护系统的一部分，除了采用地下连续墙等围护结构，还会采用跨度较大的混凝土内支撑。此时往往需要格构柱钻孔灌注桩作为混凝土内支撑的临时支撑。对于地铁深基，不仅要防止坍孔，更要保证格构柱的成品质量，以及其与钢筋笼的连接精度和强度。

1.工程概况

虹桥路站位于崇川区工农路与虹桥路交叉口处，沿工农路南北向敷设，为11m岛式站台地下两层车站。车站净长191.90m，净宽18.30m;标准段基坑开挖是深度16.80m，端头井基坑开挖深度为18.40m。主体建筑规模为191.9m*18.3m，有效站台规模为120m*11m，车站共设有4个出入口，2组风亭，车站主体建筑面积7892.54m?，附属建筑面积4768.89m?。车站总建筑面积12661.43m?。

2.格构柱格构柱吊装阶段

在格构柱吊装阶段，采用由外定位架、内定位架、限位器、角钢，水平向和竖向螺栓等组成的自制定位架（见图1）。其中，定位架的限位器呈四角分布固定在内定位架上，中部镂空贯通格构柱，从而限制其水平位移;角钢对称分布在格构柱两侧，通过水平向螺栓与格构柱相连，通过竖向螺栓与限位器相连;锁紧水平向螺栓，通过微调竖向螺栓改变格构柱标高使其垂直位于钢筋笼正中心，从而实现格构柱的定位导向。

在格构柱与钢筋笼固定连接阶段，自制定位架的外定位架与地表锚固，内定位架上设有钢筋笼吊筋固定孔，可与钢筋笼临时固接起到一定的约束作用（见图2），在混凝土浇筑时可防止钢筋笼发生上浮。

3.格构柱钻孔灌注桩施工

3.1测量放线

（1）根据已有基点、导线及水准点，在施工场地内建立测量控制点和水准点。为确保工程质量，施工过程中需经常复核基准点，保持到工程结束。

（2）根据设计图纸提供的坐标计算出桩位坐标，经复核无误后，采用地面导线控制点，使用全站仪或经纬仪放样确定桩体位置。钻孔灌注桩桩位偏差不大于20mm，桩身垂直度偏差不大于1/200。

3.2埋设护筒

（1）首先按测设桩位人工开挖孔口，探孔深度一般挖到原状土为宜，以确认管线情况。探孔开挖完成后安装钢护筒，护筒四周用粘土填塞紧密，并保证钢护筒的垂直度与中心位置，护筒高度高出地面约0.3米，以防止浇筑混凝土时泥浆回流（见图3）。

（2）护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于30mm。内径应大于钻头直徑100mm，其上部宜开设1-2个溢浆孔。

（3）针对高渗透富水地层的实际水位涨落情况，护筒可适时加高加深，必要时应打入不透水层。

3.3 钻孔施工

3.3.1泥浆调制

选用优质粘土或膨胀土，制作悬浮泥浆作为钻孔泥浆护壁。先将粘土加水浸透，然后加水以搅拌机拌制，现场试验检测泥浆指标，达到要求方可使用。

3.3.2成孔

①钻进前，先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，方可正式钻进。

②开始钻进时，采用自主研发的回旋钻机及其稳定装置，控制好进尺速度及钻压，采用“低压慢进”措施，待钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。

③钻进过程中，随时补充损耗、漏失泥浆，保证钻孔中的泥浆稠度及水头。注意控制钻进速度和深度，防止超钻。

3.3.3检孔及清孔

①钻孔至设计标高后，使长度和外径符合施工技术规范要求，用Ⅱ级钢筋制作的检孔器吊入孔内，检查孔径大小及垂直度等。

②采用换浆法清孔，清孔后，以开口铁盒检查泥浆，直至孔内沉淀指标达到规定标准。清孔时，保持孔内水位在地下水位或河流水位以上1.0～1.5m防止坍孔。钻孔灌注桩的孔底沉渣厚度不应大于100mm，并在此基础上尽量减少沉渣厚度，以降低桩基的沉降。

3.4 钢筋笼施工

3.4.1钢筋笼制作

钢筋笼现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。

3.4.2钢筋笼吊装

钢筋笼吊装采用吊机吊装就位，为保证钢筋笼居中、垂直，可在钢筋笼外侧设置定位筋，定位筋间距为2m，保护层为50mm，设置四个方向以便于固定钢筋笼。钢筋笼下落至孔口位置时用型钢进行固定（见图4）。

4.结论

与传统采用水准仪等测量定位技术相比，格构柱吊装定位采用由外定位架、内定位架、限位器、角钢，水平向和竖向螺栓等组成的自制定位架，定位快速精确，能够确保格构柱位于钢筋笼中心，且定位架可回收重复利用。

自制定位架的外定位架与地表锚固，内定位架上设有钢筋笼吊筋固定孔，可与钢筋笼临时固接起到一定的约束作用，在混凝土浇筑时可防止钢筋笼发生上浮，成桩质量有保障。有效的提高地铁深基坑格构柱钻孔灌注桩质量，保障工程的整体质量，降低了成本，提高了经济效益。

参考文献：

[1]王利敏，董先锋，杨凯南.钢管混凝土格构柱性能指标及应用[J].工程建设与设计， 2016（5）：22-24.

[2]秦明光，钢管混凝土格构柱力学性能研究[D].中南大学，2014.

[3]欧智菁，陈宝春.钢管混凝土格构柱发展和研究[J].福州大学学报（自然科学版），2008 （04）：585-591.