北京地鐵16號(hào)線蘇州街站邊樁及中樁施工工藝

作者簡(jiǎn)介：李寶（1988—），男，助理工程師，本科，從事地鐵建設(shè)方面的工作。

摘要：本文以北京地鐵16號(hào)線建設(shè)工程作為研究對(duì)象，著重對(duì)邊樁、中樁施工技術(shù)展開(kāi)研究分析，涉及人工破口、鉆進(jìn)、泥漿制備、清孔、鋼筋籠施工、壓力箱安裝、混凝土澆筑、后注漿施工、樁基檢測(cè)環(huán)節(jié)，明確指出實(shí)際施工過(guò)程中的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，最后針對(duì)邊樁施工和中樁施工兩大方面提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，提高施工的質(zhì)量，從而取得良好的施工效果。

關(guān)鍵詞：地鐵工程? 中樁? 邊樁? 施工技術(shù)

1工程概況

本文以北京地鐵16號(hào)線作為研究案例，該項(xiàng)目位于蘇州街與海淀南路交匯口部位，地鐵隧道的施工走向?yàn)檠刂K州街路向南北方向展開(kāi)，沿線與地鐵10號(hào)線成垂直交叉狀，10號(hào)線與16號(hào)線設(shè)計(jì)的是通道式換乘方式。車站設(shè)計(jì)為端廳式，具體位于10號(hào)線的下側(cè)，所以軌道埋設(shè)的深度約為30m。主體結(jié)構(gòu)的總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為240.65m，站臺(tái)中間部位的歷程右側(cè)為BK23+056.000，站臺(tái)中間部位的軌面高程設(shè)計(jì)為19.942m，樁基使用旋挖鉆完成成孔作業(yè)，使用C30混凝土進(jìn)行澆筑，樁身部位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙配置鋼筋。邊樁直徑設(shè)計(jì)為1m，樁心距為1.25m，單根邊樁的長(zhǎng)度保持在14.8～15.9m;中樁直徑設(shè)計(jì)為1.8m，樁心距為5m，單根邊樁的長(zhǎng)度為23.8m。

2邊樁及中樁施工技術(shù)

2.1人工破口

洞內(nèi)機(jī)械樁的開(kāi)口地段可以使用人工挖孔，施作護(hù)臂將其作為護(hù)筒，護(hù)臂的厚度確定為15cm，深度為1.3m，開(kāi)口段的直徑設(shè)計(jì)為1.1m。護(hù)筒頂部的高度與工作面保持平齊。鉆孔作業(yè)之前需測(cè)量放線，并做好妥善的保護(hù)工作，以樁基為中心將底板部位的混凝土初期支護(hù)拆除，邊樁破除的半徑為70cm，中洞部位的樁基破除半徑為1150mm。為了保證成孔后的格柵縱筋不被切斷，可在邊樁部位設(shè)置6根環(huán)形鋼筋，將鋼筋焊接成環(huán)，并將鋼筋與底板部位的格柵進(jìn)行連接，使用焊接方式進(jìn)行連接，在格柵鋼架上設(shè)置2道φ8mm箍筋，然后沿著護(hù)壁1m范圍以內(nèi)安裝C14鋼筋，鋼筋安裝的間距控制在150mm。

當(dāng)環(huán)形鋼筋連接牢固則可以澆筑混凝土，混凝土的強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C25。混凝土澆筑完成且混凝土強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行開(kāi)挖施工，每開(kāi)挖一段立即澆筑混凝土。混凝土采用人工澆筑，澆筑過(guò)程中使用振搗棒進(jìn)行振搗，保證振搗密實(shí)[1]。護(hù)壁混凝土的強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C25，澆筑的厚度控制為15cm，混凝土坍落度控制在80～100mm，相鄰兩節(jié)段之間的護(hù)壁搭接寬度不得低于5cm，避免護(hù)壁出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。

2.2鉆進(jìn)

成孔使用反循環(huán)鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔之前向孔內(nèi)注入泥漿，啟動(dòng)砂石泵，且反循環(huán)運(yùn)行正常的情況下緩慢啟動(dòng)鉆機(jī)：初期鉆孔的過(guò)程中，按照輕壓慢轉(zhuǎn)的原則操作，當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)的狀態(tài)趨向穩(wěn)定方可逐步增大鉆速并調(diào)整鉆壓，確保鉆頭吸口部位不會(huì)出現(xiàn)堵水現(xiàn)象。

加裝鉆桿的過(guò)程中先暫停鉆進(jìn)作業(yè)，將鉆適當(dāng)提起一定高度（距離孔底20cm比較合適），持續(xù)旋轉(zhuǎn)1～2min，將管道內(nèi)的渣土清理干凈，然后開(kāi)始加裝鉆桿。

鉆頭鉆進(jìn)的過(guò)程中假若出現(xiàn)塌孔、涌砂現(xiàn)象時(shí)，立即停止鉆進(jìn)作業(yè)并提起鉆具，嚴(yán)格控制泵量，保證沖洗液處于循環(huán)作業(yè)狀態(tài)，將孔內(nèi)的坍落物及涌砂清除干凈再繼續(xù)鉆進(jìn)，合理控制泵排量，泵排量不宜過(guò)大以防吸坍孔壁。機(jī)鉆進(jìn)時(shí)做好前期的泥漿護(hù)壁工作，加大觀測(cè)力度，按照30min的間隔觀測(cè)泥漿的密度與黏度，結(jié)合觀測(cè)的結(jié)果采取合理的應(yīng)對(duì)措施。此外，鉆機(jī)附近需準(zhǔn)備足夠的膨潤(rùn)土、鋸末，當(dāng)泥漿比例降低時(shí)，及時(shí)將鋸末或膨潤(rùn)土投入孔內(nèi)。

2.3泥漿制備

（1）鉆孔灌注樁使用泥漿護(hù)壁的方式展開(kāi)作業(yè)，同時(shí)設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)。泥漿儲(chǔ)備池、循環(huán)池及廢渣池全部設(shè)置在豎井中，假若泥漿循環(huán)系統(tǒng)滲漏現(xiàn)象比較嚴(yán)重，可以結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置鋼箱，保證泥漿不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染。結(jié)合該項(xiàng)目所在地的地質(zhì)條件，施工單位選擇使用黏性土拌制漿液，為保證漿液的質(zhì)量，可適當(dāng)在漿液中摻加膨潤(rùn)土或其他外加劑。

（2）泥漿的調(diào)制：在沉淀池中拌制漿液，在拌制之前將黏性土與膨潤(rùn)土破碎處理，促使?jié){液攪拌均勻，降低漿液攪拌的時(shí)間，同時(shí)提高泥漿的質(zhì)量。漿液拌制采用機(jī)械攪拌的方式，攪拌過(guò)程中先將水注入沉淀池中，然后緩慢向沉淀池中摻加黏性土或膨潤(rùn)土，并啟動(dòng)攪拌設(shè)備開(kāi)始進(jìn)行攪拌，泥漿拌制完成后，將成漿放置在泥漿池中。

（3）廢泥漿處理：鉆孔作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的多余泥漿可堆放在豎井中，使用凈化裝置對(duì)泥漿進(jìn)行過(guò)濾處理方可使用，將過(guò)濾掉的廢渣外運(yùn)至廢棄渣場(chǎng)。

2.4清孔

鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鉆頭保持位置不變的情況下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，確保孔底不會(huì)出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。施工人員檢查成孔的直徑、深度、垂直度等內(nèi)容，一旦檢查不合格則立即采取有效措施處理[2]。清孔選擇泵吸反循環(huán)抽漿的方式進(jìn)行，清孔作業(yè)需合理控制泥漿的含砂率，利用砂石泵排出孔底的泥漿，漿液會(huì)流回流泵中。檢查合格的成孔，安裝鋼筋籠與注漿管，當(dāng)鋼筋籠安裝完成后，開(kāi)始安裝導(dǎo)管。然后檢測(cè)孔底沉渣厚度，假若沉渣厚度過(guò)大則需要進(jìn)行二次清孔作業(yè)。將導(dǎo)管當(dāng)成吸漿管，與吸泥泵進(jìn)行連接，導(dǎo)管插入沉渣以內(nèi)的深度控制在10cm，開(kāi)始啟動(dòng)吸泥泵進(jìn)行循環(huán)排渣作業(yè)，清孔作業(yè)完成后，拆除彎管則可以開(kāi)始澆筑混凝土。當(dāng)鋼筋籠安裝完成，應(yīng)及時(shí)灌注混凝土避免出現(xiàn)塌孔事故。

2.5鋼筋籠施工

2.5.1.邊樁施工

邊樁鉆孔作業(yè)結(jié)束后安裝鋼筋籠，直接在加工場(chǎng)地內(nèi)完成加工制作，鋼筋加工盡量在鉆孔作業(yè)結(jié)束之前完成[3]。結(jié)合上側(cè)導(dǎo)洞的尺寸及鋼筋籠的長(zhǎng)度，計(jì)算出邊樁的長(zhǎng)度大概為3m，具體長(zhǎng)度可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，鋼筋籠下側(cè)40cm處設(shè)置為傾斜狀。因施工過(guò)程中機(jī)械設(shè)備會(huì)不斷移動(dòng)，所以使用后接方式連接冠梁部位的鋼筋。

邊樁灌注長(zhǎng)度為15.15m（1a導(dǎo)洞）、16.25m（1d導(dǎo)洞），冠梁部位的灌注長(zhǎng)度為1m。主筋選擇使用C25鋼筋，數(shù)量為16根，螺旋箍筋的規(guī)格為φ12@150mm，此外，沿著邊樁的內(nèi)側(cè)設(shè)置C25@1500mm加強(qiáng)筋。

加強(qiáng)箍筋內(nèi)側(cè)均勻分布3根A42×3.25注漿管，注漿管綁扎在加強(qiáng)箍筋上，與鋼筋籠主筋分節(jié)相同，通過(guò)絲扣連接，上端高出樁頂200mm，下端低于樁底300mm。鋼筋籠吊裝的過(guò)程中必須保證筆直穩(wěn)定，吊機(jī)下放時(shí)盡量保持緩慢勻速，確保鋼筋籠吊裝的過(guò)程中不會(huì)與井壁發(fā)生碰撞，鋼筋籠不得出現(xiàn)偏移、錯(cuò)位現(xiàn)象[4-5]。將鋼筋籠吊裝在孔內(nèi)以后，鋼筋籠的上段需要預(yù)留50cm，并在該部位做臨時(shí)加固。

2.5.2.中樁施工

邊樁鉆孔作業(yè)完成則開(kāi)始安裝鋼筋籠，將鋼筋籠加工制作場(chǎng)地設(shè)在車站北站施工區(qū)域，鉆孔作業(yè)之前完成鋼筋制作。單段的長(zhǎng)度為3m，鋼筋籠的下側(cè)0.8cm設(shè)置為彎曲狀。中樁的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為23.3m，中樁直徑為1.8m。主筋使用C28鋼筋，鋼筋數(shù)量為32根，主筋的外側(cè)需使用螺旋箍筋進(jìn)行連接，箍筋的規(guī)格為φ10@150mm，加強(qiáng)筋的規(guī)格為C28@1500mm，此外主筋部位需設(shè)置注漿管。

2.6壓力箱安裝

2.6.1壓力箱安裝對(duì)成孔的要求

（1）鉆孔過(guò)程中應(yīng)保證不會(huì)出現(xiàn)孔位偏斜現(xiàn)象，密切觀察孔內(nèi)的水頭情況，保證不會(huì)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，在終孔時(shí)，檢查孔底部位的沉渣厚度是否滿足設(shè)計(jì)要求，假若沉渣過(guò)厚則需進(jìn)行處理。

（2）試樁鉆孔作業(yè)完成后，對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

（3）壓力箱上側(cè)的套管與鋼筋籠采用焊接方式進(jìn)行加固，將位移桿安裝在套管內(nèi)，并與壓力箱中的位移桿進(jìn)行連接，套管與壓力箱采用焊接方式加固;油管則直接使用鐵絲綁扎在主筋上即可。

2.6.2聲波管安裝

將3根直徑為50mm的聲測(cè)管依次穿在前期預(yù)留的壓力箱孔洞中，聲測(cè)管應(yīng)與樁底保持平齊，單根聲測(cè)管的長(zhǎng)度、鋼筋位移量、鋼筋籠的分節(jié)長(zhǎng)度必須保持一致，當(dāng)所有的鋼管安裝連接完成以后，確保管口至少高于地面1m，然后使用保護(hù)帽對(duì)管口進(jìn)行封堵處理，避免混凝土澆筑的過(guò)程中部分混凝土進(jìn)入鋼管內(nèi)。

2.6.3壓力箱安裝具體技術(shù)要求

（1）護(hù)套管、位移桿使用鐵絲進(jìn)行連接，與鋼筋籠形成一個(gè)整體;護(hù)套管與壓力箱的頂蓋使用焊接方式進(jìn)行連接，實(shí)際焊接作業(yè)時(shí)需保證焊縫的強(qiáng)度符合規(guī)范要求，同時(shí)不得出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，位移桿及護(hù)套管嚴(yán)格按照規(guī)范要求分段進(jìn)行連接，在連接過(guò)程中，保證焊縫的強(qiáng)度符合規(guī)范要求，同時(shí)不得出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

（2）鋼筋籠直接在地面進(jìn)行加工制作，加工過(guò)程中將壓力箱放置在鋼筋籠的正中間部位，壓力箱與鋼筋籠底部的距離保持在1.5m，壓力箱與鋼筋籠位移方向之間的夾角控制在5°以內(nèi)。壓力箱的上板、下板直接與鋼筋籠的上下部分鋼筋進(jìn)行連接，同時(shí)設(shè)置喇叭筋。喇叭筋的一端采用焊接的方式與主鋼筋進(jìn)行連接，另一端連接在壓力箱的外緣部位，喇叭筋的直徑、數(shù)量與主鋼筋保持一致。

（3）在埋設(shè)壓力箱之前，施工人員需檢查樁的長(zhǎng)度、鋼管間距、油管的長(zhǎng)度等內(nèi)容。

（4）荷載箱外徑約1550mm。正式施工過(guò)程中使用導(dǎo)管對(duì)樁端部位澆筑混凝土，當(dāng)混凝土表面接近壓力箱時(shí)，則可以適當(dāng)放慢拔管速度，當(dāng)壓力箱上部的混凝土澆筑厚度超過(guò)2.5m時(shí)，導(dǎo)管底端方可拔過(guò)荷載箱，且直接澆筑混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高;壓力箱下側(cè)的混凝土坍落度不得低于20cm，確保能夠?qū)崿F(xiàn)浮漿。

（5）當(dāng)壓力箱埋設(shè)完成后，采取合理的措施保管鋼管封頭與油管;各管的上端全部套絲加蓋并作密封處理。

2.7混凝土澆筑

當(dāng)鋼筋籠安裝完成后開(kāi)始澆筑混凝土。邊樁及柱下樁基均選擇使用C30混凝土。混凝土使用商品混凝土，使用混凝土泵車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土的坍落度控制在180～220mm。在澆筑混凝土之前，施工人員需嚴(yán)格檢查鋼筋籠綁扎質(zhì)量、安裝質(zhì)量及成孔質(zhì)量，混凝土澆筑應(yīng)一次成型。水下混凝土灌注使用219mm的鋼管，鋼管分節(jié)連接必須密實(shí)、牢固，不得出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高即可，混凝土的強(qiáng)度須滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求，設(shè)計(jì)標(biāo)高部位的混凝土表面不得出現(xiàn)浮渣。

2.8后注漿施工

使用YJ340型攪拌機(jī)、2SNS型高壓注漿泵進(jìn)行壓漿作業(yè)，壓漿設(shè)備的功率設(shè)計(jì)為14kW。樁側(cè)部位與樁端部位同時(shí)進(jìn)行注漿，當(dāng)成樁2d以后開(kāi)始進(jìn)行壓漿作業(yè)，同時(shí)控制在30天以內(nèi)，將地面注漿系統(tǒng)與注漿管進(jìn)行連接，向注漿管內(nèi)注入適量的清水，將管內(nèi)的殘?jiān)謇砀蓛簦?dāng)注漿管的另一側(cè)開(kāi)始出現(xiàn)清水以后，則開(kāi)始灌注漿液，另一側(cè)溢出水泥砂漿以后，則停止灌漿，并安裝上絲堵，繼續(xù)注漿，注漿壓力達(dá)到1.5MPa時(shí)，持續(xù)15min，封堵注漿管，開(kāi)始進(jìn)行二次注漿作業(yè)，當(dāng)注漿的壓力保持在1.8～2MPa時(shí)，穩(wěn)壓15min。

2.9樁基檢測(cè)

（1）成樁檢測(cè)的內(nèi)容：承載力樁身的完整性，實(shí)際檢測(cè)嚴(yán)格按照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2014）[6]執(zhí)行。

（2）中樁采用靜載試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)單樁的抗壓承載力，試驗(yàn)樁的數(shù)量最低2根，檢測(cè)活動(dòng)由具備資質(zhì)的第三方檢測(cè)單位完成，檢測(cè)活動(dòng)嚴(yán)格按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94—2008）[7]、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 5007—2011）[8]實(shí)施。

（3）邊樁承載力檢測(cè)、樁身質(zhì)量檢測(cè)，抽檢的數(shù)量不得低于總樁數(shù)量的10%，同時(shí)不得低于5根。檢驗(yàn)方法可以參照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》和《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行選擇。

3質(zhì)量控制措施

3.1邊樁施工

（1）邊樁施工需保證成樁長(zhǎng)度、直徑、強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，不得出現(xiàn)斷樁、混凝土離析等現(xiàn)象，混凝土混合料中的粗骨料粒徑控制在主筋間距的1/3以內(nèi)，樁底的沉渣厚度保持在50mm以內(nèi)。

（2）邊樁使用“隔四施一”的方式進(jìn)行施工，當(dāng)相鄰樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后，方可對(duì)下一個(gè)樁位進(jìn)行施工。泥漿護(hù)臂成孔施工過(guò)程中需要符合《地下鐵道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[兩冊(cè)]》（GB/T 50299—2018）[9]要求。

（3）注漿作業(yè)必須符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求。

（4）邊樁的檢測(cè)項(xiàng)目主要是樁身質(zhì)量及承載力，使用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法來(lái)檢測(cè)樁身的質(zhì)量，抽檢的數(shù)量不得低于總樁數(shù)量的10%，同時(shí)不得低于5根。檢測(cè)方法可以參照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》和《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求進(jìn)行確定。

3.2中樁施工

中樁采用鉆孔灌注樁施工工藝，單樁的直徑設(shè)計(jì)為1800mm，單樁的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為23.3m，施工前需要進(jìn)行單樁的抗壓靜載試驗(yàn)，檢測(cè)的數(shù)量不得低于2根，檢測(cè)活動(dòng)由具備資質(zhì)的第三方檢測(cè)單位完成，檢測(cè)活動(dòng)嚴(yán)格按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》實(shí)施。假若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況存在較大偏差，應(yīng)立即通知設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，邊樁、中樁施工技術(shù)在地鐵建設(shè)項(xiàng)目中使用的頻率比較高，施工單位的施工水平會(huì)直接影響到最終的施工質(zhì)量。所以，在實(shí)際施工時(shí)必須要加大對(duì)混凝土施工、鉆孔、后澆筑、樁基檢測(cè)的管理力度，以保證施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)

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[9]北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司.地下鐵道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[兩冊(cè)]：GB/T 50299—2018[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.