北京地铁16号线苏州街站边桩及中桩施工工艺

作者简介：李宝（1988—），男，助理工程师，本科，从事地铁建设方面的工作。

摘要：本文以北京地铁16号线建设工程作为研究对象，着重对边桩、中桩施工技术展开研究分析，涉及人工破口、钻进、泥浆制备、清孔、钢筋笼施工、压力箱安装、混凝土浇筑、后注浆施工、桩基检测环节，明确指出实际施工过程中的技术关键点，最后针对边桩施工和中桩施工两大方面提出相应的质量控制措施，提高施工的质量，从而取得良好的施工效果。

关键词：地铁工程  中桩  边桩  施工技术

1工程概况

本文以北京地铁16号线作为研究案例，该项目位于苏州街与海淀南路交汇口部位，地铁隧道的施工走向为沿着苏州街路向南北方向展开，沿线与地铁10号线成垂直交叉状，10号线与16号线设计的是通道式换乘方式。车站设计为端厅式，具体位于10号线的下侧，所以轨道埋设的深度约为30m。主体结构的总长度设计为240.65m，站台中间部位的历程右侧为BK23+056.000，站台中间部位的轨面高程设计为19.942m，桩基使用旋挖钻完成成孔作业，使用C30混凝土进行浇筑，桩身部位严格按照设计图纸配置钢筋。边桩直径设计为1m，桩心距为1.25m，单根边桩的长度保持在14.8～15.9m;中桩直径设计为1.8m，桩心距为5m，单根边桩的长度为23.8m。

2边桩及中桩施工技术

2.1人工破口

洞内机械桩的开口地段可以使用人工挖孔，施作护臂将其作为护筒，护臂的厚度确定为15cm，深度为1.3m，开口段的直径设计为1.1m。护筒顶部的高度与工作面保持平齐。钻孔作业之前需测量放线，并做好妥善的保护工作，以桩基为中心将底板部位的混凝土初期支护拆除，边桩破除的半径为70cm，中洞部位的桩基破除半径为1150mm。为了保证成孔后的格栅纵筋不被切断，可在边桩部位设置6根环形钢筋，将钢筋焊接成环，并将钢筋与底板部位的格栅进行连接，使用焊接方式进行连接，在格栅钢架上设置2道φ8mm箍筋，然后沿着护壁1m范围以内安装C14钢筋，钢筋安装的间距控制在150mm。

当环形钢筋连接牢固则可以浇筑混凝土，混凝土的强度标号为C25。混凝土浇筑完成且混凝土强度养护至设计强度后进行开挖施工，每开挖一段立即浇筑混凝土。混凝土采用人工浇筑，浇筑过程中使用振捣棒进行振捣，保证振捣密实[1]。护壁混凝土的强度标号为C25，浇筑的厚度控制为15cm，混凝土坍落度控制在80～100mm，相邻两节段之间的护壁搭接宽度不得低于5cm，避免护壁出现失稳现象。

2.2钻进

成孔使用反循环钻进行钻孔，钻孔之前向孔内注入泥浆，启动砂石泵，且反循环运行正常的情况下缓慢启动钻机：初期钻孔的过程中，按照轻压慢转的原则操作，当钻头钻进的状态趋向稳定方可逐步增大钻速并调整钻压，确保钻头吸口部位不会出现堵水现象。

加装钻杆的过程中先暂停钻进作业，将钻适当提起一定高度（距离孔底20cm比较合适），持续旋转1～2min，将管道内的渣土清理干净，然后开始加装钻杆。

钻头钻进的过程中假若出现塌孔、涌砂现象时，立即停止钻进作业并提起钻具，严格控制泵量，保证冲洗液处于循环作业状态，将孔内的坍落物及涌砂清除干净再继续钻进，合理控制泵排量，泵排量不宜过大以防吸坍孔壁。机钻进时做好前期的泥浆护壁工作，加大观测力度，按照30min的间隔观测泥浆的密度与黏度，结合观测的结果采取合理的应对措施。此外，钻机附近需准备足够的膨润土、锯末，当泥浆比例降低时，及时将锯末或膨润土投入孔内。

2.3泥浆制备

（1）钻孔灌注桩使用泥浆护壁的方式展开作业，同时设置泥浆循环系统。泥浆储备池、循环池及废渣池全部设置在竖井中，假若泥浆循环系统渗漏现象比较严重，可以结合实际情况设置钢箱，保证泥浆不会对周围环境造成污染。结合该项目所在地的地质条件，施工单位选择使用黏性土拌制浆液，为保证浆液的质量，可适当在浆液中掺加膨润土或其他外加剂。

（2）泥浆的调制：在沉淀池中拌制浆液，在拌制之前将黏性土与膨润土破碎处理，促使浆液搅拌均匀，降低浆液搅拌的时间，同时提高泥浆的质量。浆液拌制采用机械搅拌的方式，搅拌过程中先将水注入沉淀池中，然后缓慢向沉淀池中掺加黏性土或膨润土，并启动搅拌设备开始进行搅拌，泥浆拌制完成后，将成浆放置在泥浆池中。

（3）废泥浆处理：钻孔作业时产生的多余泥浆可堆放在竖井中，使用净化装置对泥浆进行过滤处理方可使用，将过滤掉的废渣外运至废弃渣场。

2.4清孔

钻孔至设计标高，在钻头保持位置不变的情况下继续旋转，确保孔底不会出现缩孔现象。施工人员检查成孔的直径、深度、垂直度等内容，一旦检查不合格则立即采取有效措施处理[2]。清孔选择泵吸反循环抽浆的方式进行，清孔作业需合理控制泥浆的含砂率，利用砂石泵排出孔底的泥浆，浆液会流回流泵中。檢查合格的成孔，安装钢筋笼与注浆管，当钢筋笼安装完成后，开始安装导管。然后检测孔底沉渣厚度，假若沉渣厚度过大则需要进行二次清孔作业。将导管当成吸浆管，与吸泥泵进行连接，导管插入沉渣以内的深度控制在10cm，开始启动吸泥泵进行循环排渣作业，清孔作业完成后，拆除弯管则可以开始浇筑混凝土。当钢筋笼安装完成，应及时灌注混凝土避免出现塌孔事故。

2.5钢筋笼施工

2.5.1.边桩施工

边桩钻孔作业结束后安装钢筋笼，直接在加工场地内完成加工制作，钢筋加工尽量在钻孔作业结束之前完成[3]。结合上侧导洞的尺寸及钢筋笼的长度，计算出边桩的长度大概为3m，具体长度可结合现场实际情况而定，钢筋笼下侧40cm处设置为倾斜状。因施工过程中机械设备会不断移动，所以使用后接方式连接冠梁部位的钢筋。

边桩灌注长度为15.15m（1a导洞）、16.25m（1d导洞），冠梁部位的灌注长度为1m。主筋选择使用C25钢筋，数量为16根，螺旋箍筋的规格为φ12@150mm，此外，沿着边桩的内侧设置C25@1500mm加强筋。

加强箍筋内侧均匀分布3根A42×3.25注浆管，注浆管绑扎在加强箍筋上，与钢筋笼主筋分节相同，通过丝扣连接，上端高出桩顶200mm，下端低于桩底300mm。钢筋笼吊装的过程中必须保证笔直稳定，吊机下放时尽量保持缓慢匀速，确保钢筋笼吊装的过程中不会与井壁发生碰撞，钢筋笼不得出现偏移、错位现象[4-5]。将钢筋笼吊装在孔内以后，钢筋笼的上段需要预留50cm，并在该部位做临时加固。

2.5.2.中桩施工

边桩钻孔作业完成则开始安装钢筋笼，将钢筋笼加工制作场地设在车站北站施工区域，钻孔作业之前完成钢筋制作。单段的长度为3m，钢筋笼的下侧0.8cm设置为弯曲状。中桩的长度设计为23.3m，中桩直径为1.8m。主筋使用C28钢筋，钢筋数量为32根，主筋的外侧需使用螺旋箍筋进行连接，箍筋的规格为φ10@150mm，加强筋的规格为C28@1500mm，此外主筋部位需设置注浆管。

2.6压力箱安装

2.6.1压力箱安装对成孔的要求

（1）钻孔过程中应保证不会出现孔位偏斜现象，密切观察孔内的水头情况，保证不会出现塌孔现象，在终孔时，检查孔底部位的沉渣厚度是否满足设计要求，假若沉渣过厚则需进行处理。

（2）试桩钻孔作业完成后，对成孔质量进行检测。

（3）压力箱上侧的套管与钢筋笼采用焊接方式进行加固，将位移杆安装在套管内，并与压力箱中的位移杆进行连接，套管与压力箱采用焊接方式加固;油管则直接使用铁丝绑扎在主筋上即可。

2.6.2声波管安装

将3根直径为50mm的声测管依次穿在前期预留的压力箱孔洞中，声测管应与桩底保持平齐，单根声测管的长度、钢筋位移量、钢筋笼的分节长度必须保持一致，当所有的钢管安装连接完成以后，确保管口至少高于地面1m，然后使用保护帽对管口进行封堵处理，避免混凝土浇筑的过程中部分混凝土进入钢管内。

2.6.3压力箱安装具体技术要求

（1）护套管、位移杆使用铁丝进行连接，与钢筋笼形成一个整体;护套管与压力箱的顶盖使用焊接方式进行连接，实际焊接作业时需保证焊缝的强度符合规范要求，同时不得出现漏浆现象，位移杆及护套管严格按照规范要求分段进行连接，在连接过程中，保证焊缝的强度符合规范要求，同时不得出现漏浆现象。

（2）钢筋笼直接在地面进行加工制作，加工过程中将压力箱放置在钢筋笼的正中间部位，压力箱与钢筋笼底部的距离保持在1.5m，压力箱与钢筋笼位移方向之间的夹角控制在5°以内。压力箱的上板、下板直接与钢筋笼的上下部分钢筋进行连接，同时设置喇叭筋。喇叭筋的一端采用焊接的方式与主钢筋进行连接，另一端连接在压力箱的外缘部位，喇叭筋的直径、数量与主钢筋保持一致。

（3）在埋设压力箱之前，施工人员需检查桩的长度、钢管间距、油管的长度等内容。

（4）荷载箱外径约1550mm。正式施工过程中使用导管对桩端部位浇筑混凝土，当混凝土表面接近压力箱时，则可以适当放慢拔管速度，当压力箱上部的混凝土浇筑厚度超过2.5m时，导管底端方可拔过荷载箱，且直接浇筑混凝土至设计标高;压力箱下侧的混凝土坍落度不得低于20cm，确保能够实现浮浆。

（5）当压力箱埋设完成后，采取合理的措施保管钢管封头与油管;各管的上端全部套丝加盖并作密封处理。

2.7混凝土浇筑

当钢筋笼安装完成后开始浇筑混凝土。边桩及柱下桩基均选择使用C30混凝土。混凝土使用商品混凝土，使用混凝土泵车运输至施工现场，混凝土的坍落度控制在180～220mm。在浇筑混凝土之前，施工人员需严格检查钢筋笼绑扎质量、安装质量及成孔质量，混凝土浇筑应一次成型。水下混凝土灌注使用219mm的钢管，钢管分节连接必须密实、牢固，不得出现漏浆现象。

混凝土浇筑至设计标高即可，混凝土的强度须满足设计图纸的要求，设计标高部位的混凝土表面不得出现浮渣。

2.8后注浆施工

使用YJ340型搅拌机、2SNS型高压注浆泵进行压浆作业，压浆设备的功率设计为14kW。桩侧部位与桩端部位同时进行注浆，当成桩2d以后开始进行压浆作业，同时控制在30天以内，将地面注浆系统与注浆管进行连接，向注浆管内注入适量的清水，将管内的残渣清理干净，当注浆管的另一侧开始出现清水以后，则开始灌注浆液，另一侧溢出水泥砂浆以后，则停止灌浆，并安装上丝堵，继续注浆，注浆压力达到1.5MPa时，持续15min，封堵注浆管，开始进行二次注浆作业，当注浆的压力保持在1.8～2MPa时，稳压15min。

2.9桩基检测

（1）成桩检测的内容：承载力桩身的完整性，实际检测严格按照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106—2014）[6]执行。

（2）中桩采用静载试验来检测单桩的抗压承载力，试验桩的数量最低2根，检测活动由具备资质的第三方检测单位完成，检测活动严格按照《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）[7]、《建筑地基基础设计规范》（GB 5007—2011）[8]实施。

（3）边桩承载力检测、桩身质量检测，抽检的数量不得低于总桩数量的10%，同时不得低于5根。检验方法可以参照《建筑桩基技术规范》和《建筑基桩检测技术规范》的要求进行选择。

3质量控制措施

3.1边桩施工

（1）边桩施工需保证成桩长度、直径、强度符合设计要求，不得出现断桩、混凝土离析等现象，混凝土混合料中的粗骨料粒径控制在主筋间距的1/3以内，桩底的沉渣厚度保持在50mm以内。

（2）边桩使用“隔四施一”的方式进行施工，当相邻桩的混凝土强度达到设计强度以后，方可对下一个桩位进行施工。泥漿护臂成孔施工过程中需要符合《地下铁道工程施工质量验收标准[两册]》（GB/T 50299—2018）[9]要求。

（3）注浆作业必须符合《建筑桩基技术规范》相关要求。

（4）边桩的检测项目主要是桩身质量及承载力，使用低应变动测法来检测桩身的质量，抽检的数量不得低于总桩数量的10%，同时不得低于5根。检测方法可以参照《建筑桩基技术规范》和《建筑桩基检测技术规范》要求进行确定。

3.2中桩施工

中桩采用钻孔灌注桩施工工艺，单桩的直径设计为1800mm，单桩的长度设计为23.3m，施工前需要进行单桩的抗压静载试验，检测的数量不得低于2根，检测活动由具备资质的第三方检测单位完成，检测活动严格按照《建筑桩基技术规范》《建筑地基基础设計规范》实施。假若发现检测结果与实际情况存在较大偏差，应立即通知设计单位进行设计变更。

4结语

综上所述，边桩、中桩施工技术在地铁建设项目中使用的频率比较高，施工单位的施工水平会直接影响到最终的施工质量。所以，在实际施工时必须要加大对混凝土施工、钻孔、后浇筑、桩基检测的管理力度，以保证施工质量符合设计及规范要求。

参考文献

[1]闫书诚.地铁暗挖车站“PBA”洞桩法施工技术[J].智能城市，2018，4（9）：124-125.

[2]吴卫，王海斌，梁志海，等.低含砂率富水卵石地层暗挖地铁车站施工关键技术[J].都市快轨交通，2020（4）：90-96.

[3]任晨.地铁暗挖车站洞桩法施工技术[J].城市住宅，2020（3）：225-226.

[4]戴宗辉.首都主干道路下方洞柱法地铁车站施工微扰动变形控制技术研究[D].北京：北京交通大学，2020.

[5]任桂陶.上跨既有地铁盾构隧道PBA工法施工悬挂边桩变形控制及支撑优化[D].北京：北京交通大学，2019.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基桩检测技术规范：JGJ 106-2014[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑桩基技术规范：JGJ 94-2008[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[8]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑地基基础设计规范：GB 5007-2011[S].北京：中国计划出版社，2012.

[9]北京城建集团有限责任公司.地下铁道工程施工质量验收标准[两册]：GB/T 50299—2018[S].北京：中国建筑工业出版社，2018.