地铁保护区近距离桩基施工技术

胥牛伟

摘  要：随着地铁保护区内的桩基施工项目规模越来越大，并且数量也越来越多，随之而来的是也发生了一些桩基施工对地铁隧道的结构和运行产生破坏的安全事件，那么在施工中就更应充分的认识到保护地铁隧道的必要性和重要性，针对我国很多地区存在着的受盾构扰动、降水和超挖影响的黄土地层，详细的探讨了在地铁保护区内近距离桩基施工对现场地铁隧道结构可能产生的影响，同时也针对其关键施工技术进行了介绍，并提出了有针对性的施工工艺。文章便从桩基施工对运营线路的影响研究和地铁保护区内桩基近距离施工工艺分析两方面详细的讨论了地铁保护区近距离桩基的施工工艺技术。

关键词：地铁保护区;近距离桩基;施工工艺

中图分类号：TU753.3       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）35-0120-02

Abstract： With the increasing scale and number of pile foundation construction projects in subway protection areas， there are some safety incidents that pile foundation construction has damaged the structure and operation of subway tunnels. then in the construction， we should be more fully aware of the necessity and importance of protecting subway tunnels， aiming at the loess strata disturbed by shield， precipitation and over-excavation in many areas of China. In this paper， the possible influence of short-distance pile foundation construction in subway protection area on the structure of subway tunnel is discussed in detail， and the key construction technology is introduced， and the targeted construction technology is put forward. In this paper， the construction technology of short-distance pile foundation in subway protection area is discussed in detail from two aspects： the influence of pile foundation construction on operation line and the analysis of short-distance construction technology of pile foundation in subway protection area.

Keywords： subway protection area; short distance pile foundation; construction technology

在我國经济稳步快速增长的新形势下，我国的城市道路交通设施建设也逐步完善，城市空间的利用率大大提升，城市地铁交通在城市发展的进程也发挥着更加重要的作用。目前我国已经34个城市开通了地铁线路，其运行线路的总里程数也已超过了8000km，地铁交通现场在城镇范围内不断延伸和扩张，桩基项目的施工在地铁保护区内的数量越来越多，而所导致的地铁运行安全事故也会经常出现，2017年12月在我国某城市地铁在运行期间出现了盾构隧道北外部桩基施工桩头击穿的事故，列车与桩头相撞，隧道结构、接触网和列车都严重受损，运行线路全面受阻;某城市地铁车站侧墙突然渗出了泥浆，车站的电扶梯被迫关闭，地面大面积湿滑，运行单位的工作流程受到严重影响，经调查发现桩基施工中由于工艺不当，回填土存在着严重的探空现象，泥浆大量渗入到车站中。因此，针对桩基的施工，我们对地铁保护区应采取有效的防护措施，采取科学的施工工艺，从而保证线路的运营安全。

1 桩基施工对运营线路的影响研究

我国的陕西、山东、山西、湖北、河南等多个省市的地层主要原材料就是湿陷性黄土，黄土地层的成因特殊，并且其结构和工程性质也有着自身特点，那么在黄土地层进行桩基施工就会容易出现一些如泥石流、滑坡、地基湿陷和水土流失等特殊的环境和工程问题，黄土的密度低、空隙大、易溶盐，并且遇水容易湿陷，容易导致建筑物的不均匀沉降问题。在我们分析地表监测数据以及分层沉降数据的过程中，我们发现在超挖或是扰动等因素的影响下，盾构隧道在掘进的过程中就会出现一个空腔，其是会导致土体出现松散的现象，严重时还会导致土体垮塌;同样的我们还监测了地表及建筑物的相关数据，从数据中我们知道降水对整个施工进程也有着重要影响，地层会出现明显的扰动现象。

近距离的桩基施工作业一定会对地铁保护区内的既有结构的地层产生扰动的情况，地铁的正常运营对于变形也是有着严格要求的，桩基施工时不但要满足变形的要求，同时更要严格的把控施工中可能会产生的隧道结构和地面沉降的位移。桩基的施工一定会扰动土体并导致其应力发生变化，对隧道承受周围的荷载会产生十分不利的影响。如果隧道结构产生太大的变形，那么就会大大降低隧道结构的工作能力，桩基的远近及其施工顺序和施工方法都可能导致隧道结构发生变化，因此，为保证地铁的正常运营，应采取有效的施工工艺来避免这类问题的发生。

2 地铁保护区内桩基近距离施工工艺分析

要想有效的降低地铁已经存在的结构在桩基施工期间所受到的影响，那么在施工的准备阶段施工单位就必须严格遵从相关管理规定和条例的各项内容，当施工作业需要在地铁保护区内进行时，必须采取有针对性的安全防护策略，同时所指定的策略方案还必须在相关运营单位审查过后才可执行。施工的过程中，由第三方监测单位做好施工进度的全程监测，并将监测数据及实时收集相关的动态监测数据及时报送地铁保护部门及运营公司，从而有效的保护地铁结构及地铁运营安全。为了尽可能的降低桩基施工带来的不利影响，建议采用“跳桩”的施工技术，同时制定科学合理的施工工艺，我们主要介绍合同跟进以及上挖下钻变径这两种应用较为广泛的施工工艺。

2.1 护筒跟进法施工工艺

应用这一施工工艺的技术原理为利用钢护筒能够及时的分析泥浆和现状土，护筒的外侧面能够有效的承载土体的侧压力，这样地层原有的压力平衡状态就被保持住了。（1）场地平整。在桩基施工的准备阶段，应对施工现场采取有效的平整和加固作业，充分的保证场地的牢固性和平整度，同时在钻机工作位置的下方鋪设钢板，钢板的厚度不应小于2cm，这样做能够更好的保证钻孔的垂直度，从而有效的避免钻机在施工中出现倾斜的问题;（2）桩位

放样。严格的遵循设计方案中的数据方案，采用全站仪来准确的找到桩孔的所在位置，在技术审核人员的确认后，根据所定位的孔位用十字线引出四个方向的控制点，这四个控制点就是护筒埋设位置以及钻机停放位置的基准了，施工中必须对护桩采取有效的保护措施，严禁出现施工中破坏或是扰动桩的问题;（3）钻机就位。当钻机的护筒中心与桩径的中心处于重叠的位置时，应固定钻机的位置并开机，从而保证钢护筒的垂直度和中心位置，同时也保证了钻机的校准与对中是能够与设计的要求相适应的，在液压泵的作用下可实时调整钻机的四周支腿，保证钻机是一直处于水平状态的;（4）钢护筒的制作和埋设。制作钢护筒

时，我们要保证将护筒打入到地铁结构地层的超过2m的范围内，并且钢护筒的焊接质量和整体刚度也要严格把控，应采用厚度超过20mm的钢板来制作护筒，每节长度都要与设计文件中的具体数值相匹配，搭配时可以选择不同的长度，施工的过程中建议按照每节3m来打设护筒，以焊接的方式将护筒连接起来，遵照我国所制定的相关钢结构焊接规范中的具体要求进行焊接作业，焊接的方式选用45度坡口焊，在连续并且饱满的状态下进行焊接作业，不能出现漏水的问题，要与施工中的相关要求相适应。护筒的埋设作业应具备较高的稳定性和准确性，护筒中心与桩位中心的偏差不能超过5mm，每节护筒打入到桩内2m之后才能进行下一节钢护筒的焊接操作;（5）钻进成孔。最后一步就是施挖钻进的作业了，借助于施挖钻杆上的液压马达向下压，同时在扭矩的旋转作用下，旋挖钻头不断的挤压土体并切入进去，这样钻头内部就直接装入土体了，之后在钻机提升装置和伸缩式钻杆的作用下，空外部的卸土就被提出了，反复进行此项操作，不断的进行取土和卸土的作业，当达到了设计深度时停止操作。而孔外的钻渣则会被送至弃土场。

2.2 上挖下钻变径施工工艺

这一施工工艺在整个过程中是不会产生泥浆的，也不会出现太大的坍塌问题，施工中可能会出现微小的塌孔，只需要将混凝土及时的回填到塌孔处就可以了，护筒外侧同样可以承载土体的侧压力，压力平衡性高，大大的降低了桩基施工对近距离既有结构可能产生的不利影响，并且下半部分采用的是钻机成孔工艺，施工的工期进度也得到了充分保证。（1）锁口施工。为了切实的保证桩孔中不会混入周围的土石等杂物，并保证地表水不会流入到桩孔中，进行开挖作业前应先进行浇筑井圈锁口的作业。进行选用C25的混凝土作业浇筑井圈锁口的材料，同时预埋插筋来连接第一圈的护壁砼。井圈的壁厚不应小于15cm，顶面最少要高出施工几面30cm;（2）开挖及护壁作业。以“分节开挖和分节支护”为原则进行人工挖孔桩的施工，如果地层是砂卵石结构的，那么建议每层的开挖深度大概为1m，同时先中间后四周为开挖顺序，开挖作业全部完成后应立即进行混凝土护壁的浇筑作业，桩护壁上段竖向筋应根据设计要求进行搭接，并且上下节护壁的搭接长度不应小于50mm。当开挖到地层交界面的位置处时，可适当缩短开挖的进尺，同时要实时的观察土层是否有渗水问题及自身变化情况，采用砼修补的方法及时处理坍塌处。当开挖的深度超过了6m时，应充分的保证施工人员的安全性，确保现场具备良好的通风条件;（3）钻机成孔。进行人工挖孔的施工作业过程中，如果其挖孔的深度已经低于现有的地铁结构超过了2m时，为了有效的提升施工工期，可采用其他的钻进成孔方式。

3 结束语

通过以上的论述，我们对桩基施工对运营线路的影响研究和地铁保护区内桩基近距离施工工艺分析两个方面进行了详细的分析和探讨。在桩基施工的过程中我们应充分的认识地铁保护工作的必要性和重要性，根据施工区域的地层实际情况并结合盾构施工扰动、施工降水和超挖等因素所产生的不利影响，制定出更加科学合理的桩基近距离施工工艺，现阶段护筒跟进法和上挖下钻变径法是应用效果较好的两种施工工艺，其能够较好的提升地铁保护区既有结构的安全性，同时也充分的保证地铁项目的运行服务质量，为后续的桩基施工提供了重要的参考价值。

参考文献：

[1]陈林，李明，许博，等.全护筒桩基施工方法在临近构筑物桩基施工中的应用[J].市政技术，2011（04）：49-52.

[2]王伟良.地铁两侧大面积桩基施工对隧道结构影响分析[J].建筑施工，2014（06）：641-642+650.

[3]陈震.复合式防护快速成孔技术在临近地铁桩基施工中的应用[J].珠江水运，2020（11）：7-8.

[4]张繁荣.邻近地铁全护筒全回转钻机施工技术[J].低碳世界，2018（05）：274-275.

[5]刘鹏，李祥祥，李剑锋，等.临地铁结构物桩基施工技术研究[J].公路，2019（12）：89-96.