地道工程鉆孔灌注樁及鋼筋混凝土梁支撐技術分析

孫寶璋

(中鐵十八局集團有限公司第四工程有限公司，天津 300350)

大量工程應用實例表明，在地道工程施工建設中，合理應用鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土梁支撐技術，具有施工速度快、噪音小、污染少、質量好、成本低的優勢。現有鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土梁支撐施工方法為：采用四角鉆機和起重機械聯合施工，存在很多明顯的缺點，如鉆機需要起重機配合才能實現，增加了成本（起重機械費用約占樁基總成本的3%～5%）；鉆進安裝穩定性不足，產生的晃動比較大，難以滿足鉆孔質量。本文采用了自行式可調平鉆機，不但有效解決了上述問題，而且大幅度降低了消耗，節約了工程成本，提前了工期。符合目前我國地道工程施工建設相關標準和規范的要求，值得大范圍推廣應用。

一、工程概述

天津空港經濟區地鐵2號線，規劃設計35個站點，總長度為815.4m，受到空港經濟區基礎設施建設的影響，在地鐵施工中，需要下穿高速公路、市政道路、排水管道等工程。地道工程的總長度為335m，設計寬度為33.2m，其中前130m為暗埋段地道工程，后205m為敞口段地道工程。其中暗埋段采用了單箱雙室矩形框架梁結構，敞口段為U型槽結構形式。

二、地道工程支護施工方案

下穿京津塘高速地道基坑支護的安全等級為二級，根據不同區段采取不同的支護方式，根據地道工程圍護結構的不同，采用了兩種支護施工方式。

第一種，采用密排混凝土灌注樁進行施工(具體情況如圖1所示)。

圖1 密排混凝土灌注樁施工圖

第二種，基坑支護水泥攪拌樁擋土墻，φ700＠500，具體情況如圖2所示：

圖2 水泥攪拌樁擋土墻

三、地道工程鉆孔灌注樁施工技術

（一）制備泥漿

為滿足施工需求，現場配置了三臺泥漿機同時工作，選擇優質膨潤土，并加入適量的Na2CO3來中和酸性腐蝕的影響，泥漿比重控制在1.1～1.3之間，黏度在16～28S之間，提升泥漿施工質量，含砂率要控制在4%下，膠體率則不能低于95%，呈現弱酸性，pH值控制在6.2～6.5之間。

（二）護筒埋設

護筒埋設是地道工程鉆孔灌注樁施工的關鍵，在本工程施工中，護筒由5mm厚鋼板制作而成。為滿足施工需要，護筒的內徑要略大于樁徑，但最大不能超過20cm，護筒長度控制在2.0m左右。在埋設為提升埋設效果，可采用人工埋設的方法，地層和土層要用黏土夯實?？卓谄矫嫖恢煤驮O計偏差按照小于5cm進行控制，豎向傾斜度控制在1°以下。

（三）成孔試驗

成孔試驗的主要目的是為后期鉆孔施工提供真實有效的參考數據，因此，可選擇3～5樁進行試驗，以選擇出最佳的施工方案。

（四）成孔

在鉆機就位前，要在鉆機的底部墊上方形木墊，然后根據鉆孔放線位置合理調整鉆頭，誤差控制在2cm以內。在實際鉆孔時，可以正向循環旋轉鉆孔法，并根據成孔試驗結果配制泥漿，邊鉆進，邊添加泥漿，如果發生掉鉆或者卡鉆等現象，要立即停止施工，待所有問題都解決以后，再緩慢啟動鉆機進行成孔操作。確?？變人^差時刻保持在特定位置避免發生塌孔。每鉆進5m～8m進行一次鉆渣作取樣分析，根據地層變化情況，合理調整鉆進參數，并經常測定鉆孔深度和傾斜度，發現問題及時處理，提升鉆孔質量。

（五）清孔

鉆孔到設計高程，對鉆孔質量進行全面檢查，確認達到設計標準后，即可進行第一次清孔作業，可采用換漿法進行清孔，在清孔時各項工作要符合以下標準：孔底500mm以內的泥漿相對密度控制在1.25以下，含沙率不能超過8%，黏度控制在28%以下，孔底沉渣厚度控制在100mm以下。

（六）鋼筋籠綁扎

鋼筋籠骨架的保護層需要通過焊接在主筋上的護臂來進行保護，每隔3m設置一道，采用雙面焊進行連接，每根鋼筋的搭接長度不能低于鋼筋直徑的五倍，鋼筋籠外側每隔2m焊接4根直徑為20mm的折形定位鋼筋。

（七）鋼筋籠吊裝

為避免鋼筋籠發生上浮現象，要采用分段吊入的方法。具體做法是：把焊接好的鋼筋籠骨架分段吊入樁孔，將鋼筋籠的下段先固定在孔口位置，然后再放入上端鋼筋籠，在孔口和下段鋼筋籠對接時搭接雙面焊法，對接完成后再下放到設計深度，并將其固定在孔口位置，避免發生鋼筋籠上浮現象。鋼筋籠吊裝程序圖如圖3所示。

圖3中從左到右依次程序為：（1）吊放下段鋼筋籠；（2）下端鋼筋籠孔口固定；（3）吊放上端鋼筋籠；（4）兩段鋼筋籠對接；（5）鋼筋籠下放到設計位置。

（八）安裝導管

為避免導管發生堵塞后難以處理，每1～2節連接處設置一段1.0m～1.5m的短管通過法蘭螺栓連接。接頭處用橡膠圈密封防水，并對導管做水壓和接頭抗拉試驗，保證不漏水。砼澆注架用型鋼制作，用于支撐懸吊導管，吊掛鋼筋籠，上部放置砼漏斗。

（九）二次清孔

當鋼筋籠下放和導管安裝完成后，利用導管進行二次清孔，確保泥漿密度小于1.15，沉渣厚度在100mm以內，此時清孔就算完成，立即澆注砼。

（十）混凝土灌注

根據工程招標文件的需要，本工程采用了商品混凝土，通過攪拌機運輸到各個樁位進行灌漿。具體灌漿流程圖如圖4所示。

圖3 鋼筋籠吊裝程序圖

圖4 灌漿流程圖

圖4中從左到右具體灌漿流程為：（1）安裝導管，導管底部和孔底之間預留出30cm～50cm空隙，確保泥漿能從導管中排出，并能把導管下口埋入混凝土不小于1m深。（2）懸掛隔水栓，并和導管緊貼。（3）灌入首批混凝土，導管在混凝土埋深以1.5m～4m為宜，既不能小于1m，也不能大于6m。（4）間斷鐵絲，促使隔水栓下落到孔底。（5）連續澆筑混凝土，邊澆筑邊提升導管。（6）完成混凝土澆筑，拔出護筒。

四、鋼筋混凝土梁支撐技術

（一）鋼筋混凝土梁支撐施工流程

測量放線→立柱施工→首層土方開挖→清理立柱樁頭→梁支撐墊層→冠梁和內支撐梁結構施工→分層開挖→側壁施工→回填→拆除梁支撐。

（二）冠梁施工

挖至梁底標高后，清除樁頭混凝土浮漿，進行冠梁鋼筋混凝土結構施工，在冠梁施工前還要進行立柱上部修整，立柱上方鋼筋要進入冠梁500mm左右，并鑿除冠梁超灌混凝土。

（三）鋼筋混凝土梁支撐施工

第一，先進行梁支撐和圍檁區域土體開挖，為避免發生欠挖和超挖，挖到設計標高30cm時，進行人工清底處理。

第二，和圍檁連接梁支撐護壁要進行鑿毛處理，提升連接的緊密性。

第三，梁支撐底模采用C10混凝土做底模，主梁和腹桿的模板采用九夾板。

第四，在鋼筋綁扎時，要先進行主梁和圍檁的鋼筋綁扎，然后腹桿鋼筋綁扎。

第五，混凝土澆筑時，相同平面內的鋼筋混凝土支撐要整體澆筑成形。如果必須采用分段施工，則要預留出相應的垂直縫，并確保各個接縫的緊密性，混凝土圍檁和鉆孔灌注樁之間的間隙用C40混凝土進行密實處理。

具體施工示意圖如圖5所示：

圖5 鋼筋混凝土梁支撐施工示意圖

模板采用竹膠板加10×10cm方木做模板、下部采用頂撐加固、上部采用對拉螺栓固定，混凝土澆筑從兩端向中間進行，混凝土振搗、養護同一般混凝土。待混凝土強度達到設計強度80%時，即可進行人工拆除，并及時清理表面雜物。

五、施工效果分析

為分析鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土梁支撐技術施工效果，本工程在施工中進行了全面變形監測，位移監測采用了全站儀+高精度水準儀進行變形觀測。在土方開挖時每2天觀測一次，支護施工時每1天觀測一次，下雨后立即進行觀測。監測時間為4個月，總檢測次數為46次，監測結果顯示，4個月累積變形量不足10mm，其他變形值也都在允許范圍內。表明采用鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土梁支撐技術可有效滿足地道工程施工需求，值得大力推廣應用。

六、結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了地道工程鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土梁支撐技術。得出以下幾點結論：

（1）在基礎施工中綜合考慮周圍環境、水文地質條件等，采用鉆孔灌注樁施工技術，有效提升了基坑的承載力和穩定定性。

（2）鋼筋混凝土梁支撐有效提升了抵抗外荷載的能力，控制土體位移，保證了周圍建筑工程的安全性。

（3）在地道工程中合理應用鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土梁支撐技術，具有技術可靠、經濟合理、社會效益顯著等優勢，希望為今后同類工程施工提供借鑒。