淺談全套管鉆孔咬合樁在貴陽軌道交通某號線車站基坑圍護施工中的應用

李鵬飛

(貴陽市城市軌道交通集團有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 工程背景

1.1 工程概況

貴陽軌道交通某號線車站位于貴陽市南明區花果園濕地公園旁，沿中山南路東西向敷設，地下3層島式車站，凈長717.3m，標準凈寬23.3m，采用半蓋挖順作法施工。車站主體基坑深度約21.4m～27.4m，總面積76 006m2，屬于典型的超大深基坑工程。

1.2 地質、水文情況

車站西高東低，兩端高差約為4.1m，地質條件復雜，有人工雜填土、素填土、紅黏土、碎石土、溶洞堆積、空洞、強風化泥巖、中風化泥巖、強風化炭質頁巖、中風化炭質頁巖、強風化石灰巖、中風化石灰巖等各種地層。車站基坑開挖深度范圍內以雜填土層為主，填筑時間約為2011年，未完成自重固接。地下水主要為第四系松散巖類孔隙水和巖溶水。

1.3 周邊環境情況

基坑緊鄰花果園一期住宅區、金融大廈、花果園雙子塔、花果園濕地公園、南方電網主變電站等重要建(構)筑物和設施，最近距離約13m。沿線敷設110KV(銅)電力管、DN800(砼)雨水管、DN1200老城區主供水管、DN300(PE)燃氣管和中國電信(144芯)干線光纜等重要管線。

2 全套管鉆孔咬合樁施工方案

本站雜填土含大量石塊，地連墻成槽困難，施工質量不宜控制，且目前貴陽地區暫無地連墻施工經驗，經綜合考慮，采用鉆孔全咬合樁作為基坑圍護結構，全套管鉆機硬法切割工藝施工。

車站主體基坑圍護結構形式均為樁撐體系。圍護樁采用φ1400@1100鋼筋混凝土咬合樁，嵌入中風化層3m以上，沿車站四周分布，共計1 355根，平均樁長約35m。支撐采用兩道混凝土支撐和五道φ609鋼支撐。

2.1 施工工藝流程

場地平整→導向墻施工→鉆機鉆孔→吊放安裝套管→I序(先期樁)成孔→吊放鋼筋籠(方樁)→灌注混凝土→拔管成樁→I序樁終凝后鉆機就位鉆孔→吊放安裝套管→II序樁(后期樁)切割成孔→吊放鋼筋籠→灌注混凝土→拔管成樁。

2.2 主要工序施工要點

2.2.1 導向墻施工

為提高鉆孔咬合樁定位精度,需施作混凝土導墻，導墻寬3.5m，厚度為0.3m；定位孔直徑比樁徑大4cm，這是鉆孔咬合樁施工的關鍵步驟。

2.2.2 咬合樁施工

(1)套管樁機就位。待導墻混凝土達到強度后，重新定位咬合樁中心位置，將點位反到導墻面上，作為鉆機定位控制點；移動套管鉆機至正確位置，使套管鉆機抱管器中心對應咬合樁樁位中心。

(2)壓入套管鉆孔。首先檢查和校正單節套管的順直度，然后檢查按全長連接起來套管的順直度，符合要求后對各節套管編號，并做好標記，以便拼裝。

吊放并壓入第一節套管、校對垂直度、鉆機就位后，調整套管垂直度后，磨樁機下壓套管，壓入深度約2.5m～3m，始終保持套管底口超前開挖面2m以上。第一節套管壓入土中后(地面上留1.2m～1.5m，以便于接管)，檢測垂直度，如不合格則進行糾偏，合格后從套管內取土，一邊鉆進、一邊下壓套管。待第一節套管施工完后，安裝第二節套管繼續鉆進，如此重復，直至達到設計孔底。

咬合樁成孔后應立即驗孔，進行后續工序施工。

(3)鋼筋籠制作與安裝。鋼筋籠必須利用胎膜加工。伸入冠梁內的主筋采用PVC管外套，方便后續樁基環切工藝施工；方形鋼筋籠短邊綁扎φ12mm@2000圓形定位鋼筋進行定位，圓形鋼筋籠使用定位耳筋定位，防止鋼筋籠偏位。

(4)灌注混凝土。混凝土澆筑采用導管水下灌注。導管使用前進行水壓氣密性試驗，試水壓力在0.6MPa～1.0MPa，保證導管密封耐壓。

(5)拔管成樁。隨混凝土面上升拔高套管和導管，逐步拆除套管和導管。套管提升時，慢慢上拔并左右搖晃，使砼能流入套管所占空間。

3 全套管鉆孔咬合樁質量控制措施

3.1 編制專項施工方案

施工前應編制專項施工方案；施工過程中須嚴格按照《建筑樁基技術規范》《貴州省建筑樁基設計與施工技術規程》等規范、規程的要求施工。

3.2 孔口定位控制

孔口的定位精度，主要靠導墻澆筑精度控制。在進行導墻澆筑前，需對每根樁進行進行定位，保證導墻的中心與樁位中心重合。

3.3 鉆機就位控制

應按成孔深度配備鋼套管，并應進行鋼套管順直度檢查和校正，整根套管的順直度應小于1/500。硬切割施工的鋼套管采用雙套管，外側鋼板厚度不應小于15mm。內側鋼板厚度不應小于12mm。鉆機就位后應對鉆管進行垂直度控制。垂直度應小于1/350。

3.4 樁的垂直度控制

當咬合樁垂直度超過允許范圍時，可能造成咬合樁底部未進行咬合或后期樁無法鉆進。在鉆進過程中，應對其樁孔垂直度進行嚴格的控制。每節套管壓完后安裝下一節套管之前，都要進行孔內垂直度檢查，不合格時需進行糾偏，直至合格才能進行下一節套管施工。

3.5 試樁要求

施工前應進行試樁試驗，試樁主要確定施工設備、工藝參數、成孔時間、取土面高度和混凝土凝結時間等數據。試樁位置的工程地質條件應具有代表性；試樁數量不少于1組，每組不少于2根，其中先期樁不少于2根，后續樁不少于1根。

3.6 鋼筋籠制作與安裝

基坑轉角處均應采用II型樁(圓籠樁)，在確保咬合厚度的前提下局部調整方形鋼筋籠的寬度。

鋼筋籠底部須焊接抗浮鋼板，抗浮鋼板厚度為3～5mm。

鋼筋籠安放平面位置允許偏差為10mm，矩形鋼筋籠平面轉角允許偏差為5°。矩形鋼筋籠須設置PVC管等安裝定位裝置，定位裝置尺寸應根據孔徑、鋼筋籠截面、鋼筋籠安裝位置、鄰樁搭接咬合量計算確定。

3.7 混凝土灌注

成孔應連續施工，成孔完成至澆筑混凝土的間隔時間不應大于12h。

3.8 不良地質處理

根據巖土工程勘察報告，工程區域下伏基巖為中風化白云巖，基坑開挖范圍及基坑底部存在局部溶洞。應對基底以下5m深度范圍內進行詳細探測，探明底板下的溶洞分布情況、溶洞大小(如，直徑、深度、洞頂至基坑底距離)等。圍護樁施工遇溶洞時應采用C30素砼，在灌筑時進行回填處理。如發現地勘報告未探明溶洞應通知工程參建各方單位協商處理。

4 結 語

貴陽軌道交通某號線車站基坑支護工程具有如下特點：車站兩端高差大，地質條件復雜，基坑開挖深度范圍內以雜填土層為主，填筑時間約為2011年，未完成自重固接，地下水較淺，且臨近明浜，周邊環境復雜、安全文明施工程度高、水土保持要求高、工期要求緊等特點，普通的鉆(沖)孔灌注樁和地下連續墻很難滿足實際要求。

通過全套管咬合樁在本工程中的應用，驗證了咬合樁在貴陽巖溶地區及雜填土地層中施工的可行性和可靠性。在施工過程中總結了以下4點，供后續類似工程人員參考和借鑒：(1)通過使用全套管施工工藝，在周邊環境復雜，地質多變的情況下，有利于環境保護和水土保持，能滿足施工區周邊構筑物的安全。(2)與地下連續墻施工相比，咬合樁具有施工速度快，本工程的咬合樁每臺設備的平均施工進度為2根/天，可應用于在工期十分緊張且對環境保護要求高的工程。(3)相對于地下連續墻，其配筋率低，在地質情況相近條件下，咬合樁施工成本約為地下連續墻施工成本的60%。(4)本工程主要是雜填土層，采用全配筋樁基，增強了樁基的支撐體系。