浅谈全套管钻孔咬合桩在贵阳轨道交通某号线车站基坑围护施工中的应用

李鹏飞

(贵阳市城市轨道交通集团有限公司，贵州 贵阳 550081)

1 工程背景

1.1 工程概况

贵阳轨道交通某号线车站位于贵阳市南明区花果园湿地公园旁，沿中山南路东西向敷设，地下3层岛式车站，净长717.3m，标准净宽23.3m，采用半盖挖顺作法施工。车站主体基坑深度约21.4m～27.4m，总面积76 006m2，属于典型的超大深基坑工程。

1.2 地质、水文情况

车站西高东低，两端高差约为4.1m，地质条件复杂，有人工杂填土、素填土、红黏土、碎石土、溶洞堆积、空洞、强风化泥岩、中风化泥岩、强风化炭质页岩、中风化炭质页岩、强风化石灰岩、中风化石灰岩等各种地层。车站基坑开挖深度范围内以杂填土层为主，填筑时间约为2011年，未完成自重固接。地下水主要为第四系松散岩类孔隙水和岩溶水。

1.3 周边环境情况

基坑紧邻花果园一期住宅区、金融大厦、花果园双子塔、花果园湿地公园、南方电网主变电站等重要建(构)筑物和设施，最近距离约13m。沿线敷设110KV(铜)电力管、DN800(砼)雨水管、DN1200老城区主供水管、DN300(PE)燃气管和中国电信(144芯)干线光缆等重要管线。

2 全套管钻孔咬合桩施工方案

本站杂填土含大量石块，地连墙成槽困难，施工质量不宜控制，且目前贵阳地区暂无地连墙施工经验，经综合考虑，采用钻孔全咬合桩作为基坑围护结构，全套管钻机硬法切割工艺施工。

车站主体基坑围护结构形式均为桩撑体系。围护桩采用φ1400@1100钢筋混凝土咬合桩，嵌入中风化层3m以上，沿车站四周分布，共计1 355根，平均桩长约35m。支撑采用两道混凝土支撑和五道φ609钢支撑。

2.1 施工工艺流程

场地平整→导向墙施工→钻机钻孔→吊放安装套管→I序(先期桩)成孔→吊放钢筋笼(方桩)→灌注混凝土→拔管成桩→I序桩终凝后钻机就位钻孔→吊放安装套管→II序桩(后期桩)切割成孔→吊放钢筋笼→灌注混凝土→拔管成桩。

2.2 主要工序施工要点

2.2.1 导向墙施工

为提高钻孔咬合桩定位精度,需施作混凝土导墙，导墙宽3.5m，厚度为0.3m；定位孔直径比桩径大4cm，这是钻孔咬合桩施工的关键步骤。

2.2.2 咬合桩施工

(1)套管桩机就位。待导墙混凝土达到强度后，重新定位咬合桩中心位置，将点位反到导墙面上，作为钻机定位控制点；移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应咬合桩桩位中心。

(2)压入套管钻孔。首先检查和校正单节套管的顺直度，然后检查按全长连接起来套管的顺直度，符合要求后对各节套管编号，并做好标记，以便拼装。

吊放并压入第一节套管、校对垂直度、钻机就位后，调整套管垂直度后，磨桩机下压套管，压入深度约2.5m～3m，始终保持套管底口超前开挖面2m以上。第一节套管压入土中后(地面上留1.2m～1.5m，以便于接管)，检测垂直度，如不合格则进行纠偏，合格后从套管内取土，一边钻进、一边下压套管。待第一节套管施工完后，安装第二节套管继续钻进，如此重复，直至达到设计孔底。

咬合桩成孔后应立即验孔，进行后续工序施工。

(3)钢筋笼制作与安装。钢筋笼必须利用胎膜加工。伸入冠梁内的主筋采用PVC管外套，方便后续桩基环切工艺施工；方形钢筋笼短边绑扎φ12mm@2000圆形定位钢筋进行定位，圆形钢筋笼使用定位耳筋定位，防止钢筋笼偏位。

(4)灌注混凝土。混凝土浇筑采用导管水下灌注。导管使用前进行水压气密性试验，试水压力在0.6MPa～1.0MPa，保证导管密封耐压。

(5)拔管成桩。随混凝土面上升拔高套管和导管，逐步拆除套管和导管。套管提升时，慢慢上拔并左右摇晃，使砼能流入套管所占空间。

3 全套管钻孔咬合桩质量控制措施

3.1 编制专项施工方案

施工前应编制专项施工方案；施工过程中须严格按照《建筑桩基技术规范》《贵州省建筑桩基设计与施工技术规程》等规范、规程的要求施工。

3.2 孔口定位控制

孔口的定位精度，主要靠导墙浇筑精度控制。在进行导墙浇筑前，需对每根桩进行进行定位，保证导墙的中心与桩位中心重合。

3.3 钻机就位控制

应按成孔深度配备钢套管，并应进行钢套管顺直度检查和校正，整根套管的顺直度应小于1/500。硬切割施工的钢套管采用双套管，外侧钢板厚度不应小于15mm。内侧钢板厚度不应小于12mm。钻机就位后应对钻管进行垂直度控制。垂直度应小于1/350。

3.4 桩的垂直度控制

当咬合桩垂直度超过允许范围时，可能造成咬合桩底部未进行咬合或后期桩无法钻进。在钻进过程中，应对其桩孔垂直度进行严格的控制。每节套管压完后安装下一节套管之前，都要进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。

3.5 试桩要求

施工前应进行试桩试验，试桩主要确定施工设备、工艺参数、成孔时间、取土面高度和混凝土凝结时间等数据。试桩位置的工程地质条件应具有代表性；试桩数量不少于1组，每组不少于2根，其中先期桩不少于2根，后续桩不少于1根。

3.6 钢筋笼制作与安装

基坑转角处均应采用II型桩(圆笼桩)，在确保咬合厚度的前提下局部调整方形钢筋笼的宽度。

钢筋笼底部须焊接抗浮钢板，抗浮钢板厚度为3～5mm。

钢筋笼安放平面位置允许偏差为10mm，矩形钢筋笼平面转角允许偏差为5°。矩形钢筋笼须设置PVC管等安装定位装置，定位装置尺寸应根据孔径、钢筋笼截面、钢筋笼安装位置、邻桩搭接咬合量计算确定。

3.7 混凝土灌注

成孔应连续施工，成孔完成至浇筑混凝土的间隔时间不应大于12h。

3.8 不良地质处理

根据岩土工程勘察报告，工程区域下伏基岩为中风化白云岩，基坑开挖范围及基坑底部存在局部溶洞。应对基底以下5m深度范围内进行详细探测，探明底板下的溶洞分布情况、溶洞大小(如，直径、深度、洞顶至基坑底距离)等。围护桩施工遇溶洞时应采用C30素砼，在灌筑时进行回填处理。如发现地勘报告未探明溶洞应通知工程参建各方单位协商处理。

4 结 语

贵阳轨道交通某号线车站基坑支护工程具有如下特点：车站两端高差大，地质条件复杂，基坑开挖深度范围内以杂填土层为主，填筑时间约为2011年，未完成自重固接，地下水较浅，且临近明浜，周边环境复杂、安全文明施工程度高、水土保持要求高、工期要求紧等特点，普通的钻(冲)孔灌注桩和地下连续墙很难满足实际要求。

通过全套管咬合桩在本工程中的应用，验证了咬合桩在贵阳岩溶地区及杂填土地层中施工的可行性和可靠性。在施工过程中总结了以下4点，供后续类似工程人员参考和借鉴：(1)通过使用全套管施工工艺，在周边环境复杂，地质多变的情况下，有利于环境保护和水土保持，能满足施工区周边构筑物的安全。(2)与地下连续墙施工相比，咬合桩具有施工速度快，本工程的咬合桩每台设备的平均施工进度为2根/天，可应用于在工期十分紧张且对环境保护要求高的工程。(3)相对于地下连续墙，其配筋率低，在地质情况相近条件下，咬合桩施工成本约为地下连续墙施工成本的60%。(4)本工程主要是杂填土层，采用全配筋桩基，增强了桩基的支撑体系。