钻孔桩在地铁明挖车站围护结构中的实践探索

张 三

中交四航局第一工程有限公司

1 引言

从布局上考虑，地铁车站大多设置在城市路口区域，这意味着地铁车站将面临极为复杂的地下管线问题。采用明挖法对此结构进行施工，一方面具有较高的可行性，在长期的发展下该技术已经较为成熟；另一方面所耗费的工程成本相对更低，施工所需工期也更短，因此被广泛应用于当前的地铁车站项目中。

2 工程概况

在文章所探讨的地铁车站中，其设置为典型的双层岛式结构，在进行小里程施工时覆土较深，因此需要设置相应的夹层。车站整体采用的是箱型框架结构，设计标准宽度为21.45m，符合车站覆土埋深的相关要求。

3 钻孔灌注桩施工工艺

3.1 桩位施工放样

施工单位审核图纸，正确保无误后方可在其指导下进行放样，从而明确钻孔桩桩位中心线所在的位置，并在其一侧设置好防护桩，此举可以为桩心对中以及校验创设良好条件。

3.2 埋设护筒

在施工过程中需要使用到护筒结构，其材料为6mm厚的钢板，在护筒上设置两个溢浆孔，施工时应控制好该孔的直径，即应比钻头直径大20cm为宜。对护筒进行埋深处理，实际深度需≥1.8m。基于十字拉线的方式确定出护筒的中心位置，然后在铅垂吊线的作用下使其与钻孔桩中心处于重合的状态，在此基础上使用黏土对护筒周边区域进行夯实处理。

3.3 钻进

分析项目所在区域的土质，由此确定合适型号的钻机设备，在钻进时应确保钻锥具有足够的稳定性，基于慢速小冲程的方法施工，确保初开孔具有足够的坚实性。经此环节施工后会产生大量的渣土，此时应将其装入铲斗并卸载至指定区域，由此避免塌孔等质量问题。以上述工序为基准，经多次施工后达到设计标高方可停止[1]。

3.4 清孔

完成钻进施工后应分析孔底的沉渣情况，确保无误后下放钢筋探笼。在混凝土浇筑前应做好检查工作，确保孔深以及沉渣厚度达到工程标准，当孔底沉渣量偏多时则使用导管对其清理。

3.5 钢筋笼制作及安装

（1）在指定的制作架上完成钢筋笼的制作工序，然后进行连接。在制作过程中应确保架子满足水平度的要求，基于机械连接的方式进行纵向连接，检验施工后的接头质量。严格控制接头区间内的主筋接头数量，即应在总量的1/2范围内。制作过程中施工人员应频繁检测主筋间距，确保其偏差控制在10mm范围内，同时箍筋偏差控制在20mm范围内。基于确保钢筋保护层厚度的要求，需要在其外侧设置定位筋，具体内容如图1所示。

（2）以双轮拖车作为主要运输设备，将钢筋笼移动至指定的地点，当到达施工现场后使用25t的起重机展开下一步的吊装作业。

（3）基于两点吊装的方式进行起吊，此举可以确保钢筋笼具有足够的刚度；以分段的原则使用长木杆绑扎；控制好钢筋笼底部0.5m~0.8m区间内的主筋形状，即应向内侧略微倾斜一些。

（4）在钢筋笼入孔前，应在其主筋部位焊接上一定数量的吊筋，起到加固钢筋笼的效果，同时满足笼顶标高要求。依据孔口标高以及笼顶标高两大方面因素，将二者的差值作为吊筋的实际长度。在孔口位置安装一根Φ50mm的钢管，由此确保吊筋顺利穿入钢管内部，起到稳定钢筋笼的效果。基于焊接的方式将定位钢筋固定在钢筋笼周边区域，同时增设一定数量的垫块，施工后所得到的钢筋保护层厚度以70mm为宜。

3.6 水下混凝土灌注

（1）施工中以商品混凝土为宜，基于泵车进行灌注施工。当混凝土材料被运输到指定位置后校验其强度等级，同时以抽样的方式检测坍落度，使其达到18mm~22mm状态。基于提升导管法展开混凝土灌注施工，所使用的导管直径以30cm为宜，单节长度以1m~3m为宜，利用法兰盘螺栓对其进行固定处理。

（2）给浇筑导管设置一个封底的漏斗，容积应达到1.5m3，在其作用下确保首批混凝土埋入深度达到1m的标准。在漏斗与导管间设置隔水栓，在此基础上使用拔球法进行封底处理。经此操作后将大漏斗卸下，并及时更换上小漏斗，在其临近区域设置一个储料槽，基于滑槽的作用将混凝土顺利运输至小漏斗中。

（3）做好水下混凝土灌注的前期准备工作，即校验孔底沉淀厚度；若达不到工程标准则展开清孔处理。

（4）灌注过程应连续进行，中途不得出现停工；在实际施工过程中工程人员应密切关注混凝土拌和物，确保其不掉入孔底中。

（5）灌注施工时应密切关注孔内的施工情况，确保混凝土下降量以及孔内水位升降值均达到工程标准；在拆除与安装导管时，确保导管轴线时刻处于居中的状态，并基于缓慢匀速的原则提升。

（6）利用测绳测量灌注孔深，并做好所得结果的记录工作，经灌注施工后埋深应稳定在2m~6m区间内。

（7）水下灌注施工的复杂性较高，当其导管内存在空气时需要放慢施工速度，避免导管内出现高压气囊现象。

（8）基于确保桩顶施工质量的目的，相比于设计标高，所得到的实际灌注高度应比该值略高50cm为宜；施工中密切监测灌注高度，当快接近设计标高时控制好混凝土材料的运输量，从而避免浪费现象。

4 钻孔灌注桩施工质量控制措施

4.1 桩基础质量控制

成孔后对其倾斜度以及孔径等指标进行测量，然后将所得结果上报给监理工程师以便复检。当存在质量问题时应采取针对性措施，同时做好相关记录工作。

4.2 钢筋笼施工质量控制

基于抽样的方式对所使用的钢筋原材料进行质量检测，当达到工程标准后方可投入使用。在钢筋笼制作过程中，需要频繁测量主筋以及箍筋的间距。为了避免出现钢筋笼运输变形的现象，将长木杆绑扎在钢筋笼上，此举可以提升钢筋笼的稳固性。此外，出于对钢筋保护层厚度的考虑，应在其外侧焊接一定数量的定位筋[2]。

4.3 混凝土灌注质量控制

清孔是进行水下混凝土灌注施工中尤为重要的一道工序，具体如图2所示。混凝土材料在运输过程中极容易出现离析等问题，因此需要控制好运输温度，到达施工区域后对其坍落度以及均匀性进行检测[3]。当完成混凝土灌注施工后使用高精度仪器测定埋深情况，在确保无误后方可将导管拆除。此举可避免断桩等质量问题，对于确保桩身的完整性至关重要。

4.4 钻孔灌注桩施工技术要点

灌注桩施工期间潜在诸多隐蔽性的影响因素，在缺乏控制时易影响桩体施工质量，因此应当高度重视各环节的工作，兼顾地质条件、钻孔工艺、混凝土制备、灌注等多方面的内容，从源头上避免缩颈、塌孔、断桩等质量问题。实际施工中应遵循因地制宜的原则，从实际情况出发，采取与实际情况相符的钻孔施工方法。例如，位于车辆两侧的桩推荐采用旋挖钻的方法；对于横跨公路的中间段，该部分施工若采用旋挖钻的方法容易对周边正常交通秩序带来干扰，因此更适宜采取人工挖孔桩的施工方法；对于建设现场岩层较浅的情况，则可以采用冲击钻成孔的方法。在围护结构的桩基施工中还需精准控制桩基的位置，对于临近主体结构侧墙的桩基应当远离侧墙边约10cm，并加强对桩基垂直度的检测与控制，除了保证桩基自身的施工质量外，还需避免桩基侵入主体结构的情况。

4.5 旋喷桩施工技术要点

考虑到钻孔灌注桩间的止水要求，在灌注桩施工结束后进一步组织旋喷桩的施工，通过该桩体的应用有效处理淤泥、淤泥质土等稳定性较差的地质，增强其稳定性。通过旋喷桩和钻孔桩的协同作用，共同组成完整、可靠的围护结构止水帷幕，给后续明挖施工创设良好的条件，以免出现地下水汇集、喷涌等异常状况。为保证旋喷桩的稳定性，桩底宜深入至强风化岩层。以设计要求为准，钻机稳定运行，待钻至指定的标高位置后启用高压旋喷机，利用该装置将注浆管（提前设置好喷嘴）下放至孔底，通过高压作用喷射水泥浆，从而切割土体，在此过程中破碎状土体与注入的浆液均匀结合，发生物理化学反应，得益于浆液的固结作用，可构成完整、稳定的桩体结构。旋喷桩截面应与钻孔桩相互咬合，从而切实增强支护效果和止水效果。在技术持续升级的背景下，旋喷桩施工工艺的应用水平大幅度提高，作为一种较为成熟的工艺，其在地铁车站围护结构止水施工中能够取得较显著的成果，有利于维持基坑的稳定性，确保基坑在开挖后不会受到地下涌水以及潜水的干扰。

5 结束语

综上所述，地铁车站明挖法是当前地铁工程中极为常见的一种方法，在施工过程中应确保钻孔灌注桩的质量。对此，文章围绕钻孔灌注施工展开探讨，得出了如下几点结论。

（1）在施工过程中应做好质量控制工作，此举是确保整体施工质量的必要前提。

（2）钻孔桩施工技术所涉及的工序环节极为复杂，当进行钢筋笼安装以及灌注施工等各个工序时均需要检验质量，每一环节的质量达到工程标准可为后续施工创造良好条件。

（3）一套高效可行的施工方案是确保工程顺利进行的必要基础，施工前应做好现场勘查工作，针对其中可能存在的问题制定出应急方案，由此确保工程的顺利进行。