淺析復雜地質條件下洞內機械成樁施工技術

鐘磊

摘 要 洞內機械成樁技術是地下車站主體建設的新型常用方法，具有可在特殊復雜地質環境實施的優勢，可減少下導洞開挖對土體的擾動次數，改善作業環境，提升作業效率，并保證施工質量與安全。本文以一具體工程為例，詳述復雜地質條件下洞內機械成樁施工技術，以供行業借鑒。

關鍵詞 復雜地質條件;洞內機械成樁施工技術;地鐵車站

近些年，我國地鐵車站建設頻繁，對應的樁基成樁技術不斷發展，有傳統PBA、人工挖孔樁、洞內機械成樁等，工程實踐表明，與前兩種技術相比，洞內機械成樁技術具有多方面優勢，應在特殊作業環境下優先應用。相關工程單位及人員要對洞內機械成樁技術進行深入探究，明晰其施工流程及關鍵點，保障應用效果。

1工程概況

一城市地鐵地下車站，為雙層島式，總長306.74m，軌面埋深約25m，主體段寬24.6m，高20.14m，覆土約15m，站址周圍規劃基本實現，兩側多為高層建筑。由于車站埋深較深，受地下水位影響較大，決定采用洞內機械成樁技術針對車站中樁與邊樁。

本工程中，洞內機械成樁施工技術應用流程為施工準備-鉆機就位及鉆進-泥漿制備-成孔清空-鋼筋籠（樁基、鋼管柱內）施工-液壓插入機就位-灌注混凝土（樁基、鋼管內），各流程要點如2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6所述。

2復雜地質條件下洞內機械成樁施工技術應用

2.1 人工破口與鉆進

以人工挖孔壁為鉆進護筒，進行開口段破口，護壁厚16cn、深1.8m，開口段直徑1.1m，高度平齊于工作面。護壁以C25混凝土灌注，混凝土厚15cm，坍落度范圍80mm～100mm，為保證孔壁具有較好穩定性，在上下護壁間搭接5cm。

破口后，以反循環工藝進行鉆進，鉆進過程中應注意以下要點：

謹慎查看進尺與砂石泵排除渣情況，若排量較少或水中有較多渣時，要控制鉆進速度，以防循環液比重過大導致反循環中斷。

鉆桿加接時，要停止鉆進，以沖洗液循環清洗孔底并順便帶出管道鉆渣，維持2min左右后，再加接鉆桿。

坍孔、涌砂是鉆進過程中常出現的異常狀況，本項目施工中就曾遇到。一旦此等異常狀況出現，要立刻從孔底提離鉆具，控制泵量，并進行沖洗液循環，將坍落物與涌砂清除，與此同時，輸送合格泥漿于孔內，并維持水頭壓力，繼續抵制坍孔、涌砂。之后再恢復鉆進，此時要保持較小泵排量，以免出現孔壁坍落[1]。

泥漿成分在鉆進過程中會發生一定變化，鉆進過程中要良好維護與管理泥漿，每半小時對泥漿黏度與相對密度進行一次測量，若發現泥漿成分發生變化，則及時采取對應處理方法。

2.2 泥漿制備

考慮本工程地質條件，采用優質黏土制備泥漿，必要時可適量加入一定性能外加劑，如膨潤土、碳酸鈉等。具體制備在沉淀池完成，過程為：先在沉淀池中放入一定量水，之后將與水對量的黏土、膨潤土緩慢加入其中，同時進行機械攪拌，最后將成漿放入泥漿池，且要邊鉆進邊多次測定泥漿樣品性能指標，循環不間斷地向孔內補入一定稠度水泥漿。

2.3 成孔與清孔

將三翼鉆與筒鉆結合形成復合鉆頭，以適用本工程的復雜地質條件，提升成孔效率，減少塌孔發生。成孔高度達標后，繼續在原處旋轉鉆頭數圈，以免孔底出現縮孔，并檢查各孔的多項參數，包括深度、直徑、垂直度，孔壁等，及時對不合格孔進行針對化處理，待各孔均符合要求，則成孔完成[2]。

清孔以泵吸反循環抽漿法進行，要注意控制泥漿黏度與含砂量，以砂石泵將孔底懸浮鉆渣泥漿排出，再以回流泵將凈化后的排出泥漿排入孔內。鋼筋籠與導管安設就位后，如若檢測出孔底沉渣已超標，則還應進行二次清孔。

二次清孔時，當導管底與孔底沉渣面相距約10cm，以導管為吸漿管，進行吸泥泵反循環排渣，并慢慢下放導管，至孔底口再抽吸5min。

2.4 鋼筋籠施工

首先，鋼筋籠吊裝以鈍粗式直螺紋連為接頭;

其次，鋼筋籠施工中，應切實保障鋼筋籠不發生變形，轉運時要對其實施加固措施，豎直后要檢查其垂直度，進入孔口后要扶正下放，切不可使其擺動，以免碰撞孔壁，下放過程中，應同時拆除內撐;

再者，要用套筒將后一鋼筋籠與前一鋼筋籠連接于同一豎直線上，并抽出支撐工字鋼，方可下放，直至鋼筋孔下放至與標高同樣位置。最后一節鋼筋孔吊裝完成后，將鋼筋籠以鋼筋固定焊接在孔口護筒。

2.5 混凝土澆筑

鋼筋籠安裝完成后，進行混凝土澆筑，過程及方式為：

澆筑前應檢查成孔、清孔及鋼筋孔施工質量，確定合格后，以C30混凝土進行一次澆筑;

水下灌注鋼管直徑為219 mm，各管節應連接緊密、牢固，應用前先進行試拼，并實施隔水栓通過試驗;

導管底端與孔底距離保持400±100mm，導管深入混凝土大約3m，且提升與拆除同時進行，導管活動切不可碰撞鋼筋籠;

混凝土澆筑至與設計標高同位置，強度須滿足有關要求，樁頂不得出現淤泥、浮渣。

2.6 后注漿施工

后注漿注漿管安裝隨鋼筋孔分節，長度亦與之相同。注漿依據實際情況在成樁2～30天內完成，并同時進行樁端與樁側注漿，本工程注漿期限為20天。注漿具體過程為：樁孔內共安設3根注漿管，先將地面注漿系統與第1根注漿管相連，再打開第2根注漿管堵絲，并向其壓入一定清水，以沖洗樁底注漿腔室，待此根注漿管出水后，將漿液注入第1根管中，待第2根管流出漿液后，注漿即停止，用堵絲將其堵上，再繼續注入漿液于第1根管中，直至壓力達1.5MPa，并穩壓大約15min，堵上第1根管，而后再將地面注漿系統與第3根注漿管相接，以其進行水泥二次注入，待壓力達2.0MPa，并穩壓大約15min，注漿完成[3]。

3結束語

洞內機械成樁施工技術應用流程多個，各流程實現過程及要點不同，需要施工單位及人員在具體地鐵站工程實踐中嚴謹、合理地把握，以避免縮孔、坍孔、清孔不善、鋼筋孔變形、混凝土澆筑不符合要求、后注漿施工不良等問題，進而高質量完工。

參考文獻

[1] 李棟.地鐵富水大直徑卵石地層隧洞內機械成樁難點及對策[J].鐵道建筑，2015，（12）：59-62.

[2] 董志云，苑雪峰，楊彬.地鐵暗挖車站機械成孔洞樁法施工技術[J].山西建筑，2017，43（13）：171-173.

[3] 李賀.四導洞PBA暗挖車站洞內機械成孔樁研究[J].建筑技術開發，2017，44（14）：36-37.