北京地鐵16號線蘇州街站邊樁及中樁施工工藝

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

摘要：本文以北京地鐵16號線建設工程作為研究對象，著重對邊樁、中樁施工技術展開研究分析，涉及人工破口、鉆進、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、樁基檢測環節，明確指出實際施工過程中的技術關鍵點，最后針對邊樁施工和中樁施工兩大方面提出相應的質量控制措施，提高施工的質量，從而取得良好的施工效果。

關鍵詞：地鐵工程? 中樁? 邊樁? 施工技術

1工程概況

本文以北京地鐵16號線作為研究案例，該項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為沿著蘇州街路向南北方向展開，沿線與地鐵10號線成垂直交叉狀，10號線與16號線設計的是通道式換乘方式。車站設計為端廳式，具體位于10號線的下側，所以軌道埋設的深度約為30m。主體結構的總長度設計為240.65m，站臺中間部位的歷程右側為BK23+056.000，站臺中間部位的軌面高程設計為19.942m，樁基使用旋挖鉆完成成孔作業，使用C30混凝土進行澆筑，樁身部位嚴格按照設計圖紙配置鋼筋。邊樁直徑設計為1m，樁心距為1.25m，單根邊樁的長度保持在14.8～15.9m;中樁直徑設計為1.8m，樁心距為5m，單根邊樁的長度為23.8m。

2邊樁及中樁施工技術

2.1人工破口

洞內機械樁的開口地段可以使用人工挖孔，施作護臂將其作為護筒，護臂的厚度確定為15cm，深度為1.3m，開口段的直徑設計為1.1m。護筒頂部的高度與工作面保持平齊。鉆孔作業之前需測量放線，并做好妥善的保護工作，以樁基為中心將底板部位的混凝土初期支護拆除，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，可在邊樁部位設置6根環形鋼筋，將鋼筋焊接成環，并將鋼筋與底板部位的格柵進行連接，使用焊接方式進行連接，在格柵鋼架上設置2道φ8mm箍筋，然后沿著護壁1m范圍以內安裝C14鋼筋，鋼筋安裝的間距控制在150mm。

當環形鋼筋連接牢固則可以澆筑混凝土，混凝土的強度標號為C25。混凝土澆筑完成且混凝土強度養護至設計強度后進行開挖施工，每開挖一段立即澆筑混凝土。混凝土采用人工澆筑，澆筑過程中使用振搗棒進行振搗，保證振搗密實[1]。護壁混凝土的強度標號為C25，澆筑的厚度控制為15cm，混凝土坍落度控制在80～100mm，相鄰兩節段之間的護壁搭接寬度不得低于5cm，避免護壁出現失穩現象。

2.2鉆進

成孔使用反循環鉆進行鉆孔，鉆孔之前向孔內注入泥漿，啟動砂石泵，且反循環運行正常的情況下緩慢啟動鉆機：初期鉆孔的過程中，按照輕壓慢轉的原則操作，當鉆頭鉆進的狀態趨向穩定方可逐步增大鉆速并調整鉆壓，確保鉆頭吸口部位不會出現堵水現象。

加裝鉆桿的過程中先暫停鉆進作業，將鉆適當提起一定高度（距離孔底20cm比較合適），持續旋轉1～2min，將管道內的渣土清理干凈，然后開始加裝鉆桿。

鉆頭鉆進的過程中假若出現塌孔、涌砂現象時，立即停止鉆進作業并提起鉆具，嚴格控制泵量，保證沖洗液處于循環作業狀態，將孔內的坍落物及涌砂清除干凈再繼續鉆進，合理控制泵排量，泵排量不宜過大以防吸坍孔壁。機鉆進時做好前期的泥漿護壁工作，加大觀測力度，按照30min的間隔觀測泥漿的密度與黏度，結合觀測的結果采取合理的應對措施。此外，鉆機附近需準備足夠的膨潤土、鋸末，當泥漿比例降低時，及時將鋸末或膨潤土投入孔內。

2.3泥漿制備

（1）鉆孔灌注樁使用泥漿護壁的方式展開作業，同時設置泥漿循環系統。泥漿儲備池、循環池及廢渣池全部設置在豎井中，假若泥漿循環系統滲漏現象比較嚴重，可以結合實際情況設置鋼箱，保證泥漿不會對周圍環境造成污染。結合該項目所在地的地質條件，施工單位選擇使用黏性土拌制漿液，為保證漿液的質量，可適當在漿液中摻加膨潤土或其他外加劑。

（2）泥漿的調制：在沉淀池中拌制漿液，在拌制之前將黏性土與膨潤土破碎處理，促使漿液攪拌均勻，降低漿液攪拌的時間，同時提高泥漿的質量。漿液拌制采用機械攪拌的方式，攪拌過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土，并啟動攪拌設備開始進行攪拌，泥漿拌制完成后，將成漿放置在泥漿池中。

（3）廢泥漿處理：鉆孔作業時產生的多余泥漿可堆放在豎井中，使用凈化裝置對泥漿進行過濾處理方可使用，將過濾掉的廢渣外運至廢棄渣場。

2.4清孔

鉆孔至設計標高，在鉆頭保持位置不變的情況下繼續旋轉，確保孔底不會出現縮孔現象。施工人員檢查成孔的直徑、深度、垂直度等內容，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抽漿的方式進行，清孔作業需合理控制泥漿的含砂率，利用砂石泵排出孔底的泥漿，漿液會流回流泵中。檢查合格的成孔，安裝鋼筋籠與注漿管，當鋼筋籠安裝完成后，開始安裝導管。然后檢測孔底沉渣厚度，假若沉渣厚度過大則需要進行二次清孔作業。將導管當成吸漿管，與吸泥泵進行連接，導管插入沉渣以內的深度控制在10cm，開始啟動吸泥泵進行循環排渣作業，清孔作業完成后，拆除彎管則可以開始澆筑混凝土。當鋼筋籠安裝完成，應及時灌注混凝土避免出現塌孔事故。

2.5鋼筋籠施工

2.5.1.邊樁施工

邊樁鉆孔作業結束后安裝鋼筋籠，直接在加工場地內完成加工制作，鋼筋加工盡量在鉆孔作業結束之前完成[3]。結合上側導洞的尺寸及鋼筋籠的長度，計算出邊樁的長度大概為3m，具體長度可結合現場實際情況而定，鋼筋籠下側40cm處設置為傾斜狀。因施工過程中機械設備會不斷移動，所以使用后接方式連接冠梁部位的鋼筋。

邊樁灌注長度為15.15m（1a導洞）、16.25m（1d導洞），冠梁部位的灌注長度為1m。主筋選擇使用C25鋼筋，數量為16根，螺旋箍筋的規格為φ12@150mm，此外，沿著邊樁的內側設置C25@1500mm加強筋。

加強箍筋內側均勻分布3根A42×3.25注漿管，注漿管綁扎在加強箍筋上，與鋼筋籠主筋分節相同，通過絲扣連接，上端高出樁頂200mm，下端低于樁底300mm。鋼筋籠吊裝的過程中必須保證筆直穩定，吊機下放時盡量保持緩慢勻速，確保鋼筋籠吊裝的過程中不會與井壁發生碰撞，鋼筋籠不得出現偏移、錯位現象[4-5]。將鋼筋籠吊裝在孔內以后，鋼筋籠的上段需要預留50cm，并在該部位做臨時加固。

2.5.2.中樁施工

邊樁鉆孔作業完成則開始安裝鋼筋籠，將鋼筋籠加工制作場地設在車站北站施工區域，鉆孔作業之前完成鋼筋制作。單段的長度為3m，鋼筋籠的下側0.8cm設置為彎曲狀。中樁的長度設計為23.3m，中樁直徑為1.8m。主筋使用C28鋼筋，鋼筋數量為32根，主筋的外側需使用螺旋箍筋進行連接，箍筋的規格為φ10@150mm，加強筋的規格為C28@1500mm，此外主筋部位需設置注漿管。

2.6壓力箱安裝

2.6.1壓力箱安裝對成孔的要求

（1）鉆孔過程中應保證不會出現孔位偏斜現象，密切觀察孔內的水頭情況，保證不會出現塌孔現象，在終孔時，檢查孔底部位的沉渣厚度是否滿足設計要求，假若沉渣過厚則需進行處理。

（2）試樁鉆孔作業完成后，對成孔質量進行檢測。

（3）壓力箱上側的套管與鋼筋籠采用焊接方式進行加固，將位移桿安裝在套管內，并與壓力箱中的位移桿進行連接，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的聲測管依次穿在前期預留的壓力箱孔洞中，聲測管應與樁底保持平齊，單根聲測管的長度、鋼筋位移量、鋼筋籠的分節長度必須保持一致，當所有的鋼管安裝連接完成以后，確保管口至少高于地面1m，然后使用保護帽對管口進行封堵處理，避免混凝土澆筑的過程中部分混凝土進入鋼管內。

2.6.3壓力箱安裝具體技術要求

（1）護套管、位移桿使用鐵絲進行連接，與鋼筋籠形成一個整體;護套管與壓力箱的頂蓋使用焊接方式進行連接，實際焊接作業時需保證焊縫的強度符合規范要求，同時不得出現漏漿現象，位移桿及護套管嚴格按照規范要求分段進行連接，在連接過程中，保證焊縫的強度符合規范要求，同時不得出現漏漿現象。

（2）鋼筋籠直接在地面進行加工制作，加工過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。壓力箱的上板、下板直接與鋼筋籠的上下部分鋼筋進行連接，同時設置喇叭筋。喇叭筋的一端采用焊接的方式與主鋼筋進行連接，另一端連接在壓力箱的外緣部位，喇叭筋的直徑、數量與主鋼筋保持一致。

（3）在埋設壓力箱之前，施工人員需檢查樁的長度、鋼管間距、油管的長度等內容。

（4）荷載箱外徑約1550mm。正式施工過程中使用導管對樁端部位澆筑混凝土，當混凝土表面接近壓力箱時，則可以適當放慢拔管速度，當壓力箱上部的混凝土澆筑厚度超過2.5m時，導管底端方可拔過荷載箱，且直接澆筑混凝土至設計標高;壓力箱下側的混凝土坍落度不得低于20cm，確保能夠實現浮漿。

（5）當壓力箱埋設完成后，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

當鋼筋籠安裝完成后開始澆筑混凝土。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，使用混凝土泵車運輸至施工現場，混凝土的坍落度控制在180～220mm。在澆筑混凝土之前，施工人員需嚴格檢查鋼筋籠綁扎質量、安裝質量及成孔質量，混凝土澆筑應一次成型。水下混凝土灌注使用219mm的鋼管，鋼管分節連接必須密實、牢固，不得出現漏漿現象。

混凝土澆筑至設計標高即可，混凝土的強度須滿足設計圖紙的要求，設計標高部位的混凝土表面不得出現浮渣。

2.8后注漿施工

使用YJ340型攪拌機、2SNS型高壓注漿泵進行壓漿作業，壓漿設備的功率設計為14kW。樁側部位與樁端部位同時進行注漿，當成樁2d以后開始進行壓漿作業，同時控制在30天以內，將地面注漿系統與注漿管進行連接，向注漿管內注入適量的清水，將管內的殘渣清理干凈，當注漿管的另一側開始出現清水以后，則開始灌注漿液，另一側溢出水泥砂漿以后，則停止灌漿，并安裝上絲堵，繼續注漿，注漿壓力達到1.5MPa時，持續15min，封堵注漿管，開始進行二次注漿作業，當注漿的壓力保持在1.8～2MPa時，穩壓15min。

2.9樁基檢測

（1）成樁檢測的內容：承載力樁身的完整性，實際檢測嚴格按照《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ 106—2014）[6]執行。

（2）中樁采用靜載試驗來檢測單樁的抗壓承載力，試驗樁的數量最低2根，檢測活動由具備資質的第三方檢測單位完成，檢測活動嚴格按照《建筑樁基技術規范》（JGJ 94—2008）[7]、《建筑地基基礎設計規范》（GB 5007—2011）[8]實施。

（3）邊樁承載力檢測、樁身質量檢測，抽檢的數量不得低于總樁數量的10%，同時不得低于5根。檢驗方法可以參照《建筑樁基技術規范》和《建筑基樁檢測技術規范》的要求進行選擇。

3質量控制措施

3.1邊樁施工

（1）邊樁施工需保證成樁長度、直徑、強度符合設計要求，不得出現斷樁、混凝土離析等現象，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，樁底的沉渣厚度保持在50mm以內。

（2）邊樁使用“隔四施一”的方式進行施工，當相鄰樁的混凝土強度達到設計強度以后，方可對下一個樁位進行施工。泥漿護臂成孔施工過程中需要符合《地下鐵道工程施工質量驗收標準[兩冊]》（GB/T 50299—2018）[9]要求。

（3）注漿作業必須符合《建筑樁基技術規范》相關要求。

（4）邊樁的檢測項目主要是樁身質量及承載力，使用低應變動測法來檢測樁身的質量，抽檢的數量不得低于總樁數量的10%，同時不得低于5根。檢測方法可以參照《建筑樁基技術規范》和《建筑樁基檢測技術規范》要求進行確定。

3.2中樁施工

中樁采用鉆孔灌注樁施工工藝，單樁的直徑設計為1800mm，單樁的長度設計為23.3m，施工前需要進行單樁的抗壓靜載試驗，檢測的數量不得低于2根，檢測活動由具備資質的第三方檢測單位完成，檢測活動嚴格按照《建筑樁基技術規范》《建筑地基基礎設計規范》實施。假若發現檢測結果與實際情況存在較大偏差，應立即通知設計單位進行設計變更。

4結語

綜上所述，邊樁、中樁施工技術在地鐵建設項目中使用的頻率比較高，施工單位的施工水平會直接影響到最終的施工質量。所以，在實際施工時必須要加大對混凝土施工、鉆孔、后澆筑、樁基檢測的管理力度，以保證施工質量符合設計及規范要求。

參考文獻

[1]閆書誠.地鐵暗挖車站“PBA”洞樁法施工技術[J].智能城市，2018，4（9）：124-125.

[2]吳衛，王海斌，梁志海，等.低含砂率富水卵石地層暗挖地鐵車站施工關鍵技術[J].都市快軌交通，2020（4）：90-96.

[3]任晨.地鐵暗挖車站洞樁法施工技術[J].城市住宅，2020（3）：225-226.

[4]戴宗輝.首都主干道路下方洞柱法地鐵車站施工微擾動變形控制技術研究[D].北京：北京交通大學，2020.

[5]任桂陶.上跨既有地鐵盾構隧道PBA工法施工懸掛邊樁變形控制及支撐優化[D].北京：北京交通大學，2019.

[6]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑基樁檢測技術規范：JGJ 106-2014[S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[7]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑樁基技術規范：JGJ 94-2008[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[8]中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.建筑地基基礎設計規范：GB 5007-2011[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[9]北京城建集團有限責任公司.地下鐵道工程施工質量驗收標準[兩冊]：GB/T 50299—2018[S].北京：中國建筑工業出版社，2018.