鉆孔灌注樁施工技術在地鐵明挖車站中的應用

摘 要：鉆孔灌注樁施工技術因具有施工成本低、施工效率高、安全有保障等諸多優勢，目前已在建筑工程基礎施工中廣泛應用。基于此，結合廈門市軌道交通6號線西湖村站鉆孔灌注樁施工實例，詳細介紹了鉆孔灌注樁測量放樣及定樁位、配制泥漿、護筒的制作與埋設、鉆機就位及鉆孔、清孔、鋼筋籠制作與安裝、水下混凝土灌注等技術要點，通過施作后基坑圍護結構承載力與抗震性得到了顯著提升，為廈門市軌道交通6號線西湖村站明挖安全施工提供了重要保障。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；施工技術；地鐵；明挖車站文章編號：2095-4085（2024）08-0019-03

0 引言

鉆孔灌注樁施工技術是通過在地下鉆孔后，放入鋼筋籠，灌注混凝土形成樁體，以供提升地基承載力和抗震性［1］。為此，結合廈門市軌道交通6號線西湖村站鉆孔灌注樁施工實例，對鉆孔灌注樁施工技術進行分析。

1 工程概況

廈門市軌道交通6號線西湖村站位于二環南路北側，沿規劃預留軌道交通廊道南北向敷設，為地下兩層島式越行車站。車站采用明挖順做法施工，長344.7m，標準段寬30.1m，基坑深度為16.8～17.9m，頂板覆土2.8m，車站圍護結構為A1000@1200鉆孔灌注樁+內支撐方案。標準段第一道支撐為（700mm×900mm）混凝土支撐，間距7～11.2m，第二、三道為Φ=609mm、t=16mm鋼支撐，間距1.8～3.7m；小里程盾構井第一道支撐為（700mm×900mm）混凝土支撐，小里程間距5m，盾構井第二、三道為Φ=800、t=16鋼支撐，間距2.25～3.25m?；又虚g設置600 mm×600 mm中立式格構柱，下設Φ1200混凝土立柱基礎。

2 鉆孔灌注樁施工

2.1 測量放樣及定樁位

根據廈門市軌道交通6號線西湖村站施工設計圖進行樁位的放線、定位，基于從整體到局部原則放樣，對行車路線進行科學合理規劃，保障便道與鉆孔位置之間具有合適距離，避免施工對孔壁穩定性產生負面影響?？紤]到防水層做法，找平層厚度，樁體變形及施工誤差，暫按外放150mm進行放樣。首先應用坐標法借助全站儀實施實地放樣，在確定樁中心位置之后，基于“十”字型明確四個樁點，作為單樁護樁對樁位進行有效控制（見圖1）。單樁護樁采用木樁形式，尺寸控制在3cm×3cm，高度控制在80cm。為了保障單樁護樁的穩定性和可靠性，埋入地下需要達到45cm，并且通過砂漿或素混凝土對其進行保護。在護樁放樣工作完成之后工作人員需要每天對其位置進行復測，避免發生破壞或者移位情況。經技術人員復核準確無誤之后對護筒進行埋設［2］。

2.2 配制泥漿

采用實驗方式來科學確定泥漿配合·項目漿配合質量比水∶粘土∶膨潤土為1∶0.4∶0.08。在明確泥漿配合比之后對樁孔體積進行計算，基于兩倍樁孔體積大小挖掘泥漿池，然后按照相應的泥漿配合比在泥漿池中依次加入水、粘土以及膨潤土，對其進行充分攪拌，待完全均勻之后對相關參數進行檢測，包括密度、粘度、含砂率以及膠體率等，如果檢測結果均符合設計要求，便可以用于后續施工。孔底500mm以內的泥漿各項指標見表1。根據西湖村站施工現場的實際情況設計現場泥漿池平面布置，每個泥漿池分循環池、儲漿池，中間設置泥漿通道。循環池與樁機鉆孔用泥漿槽連接，泥漿在樁機鉆孔與循環池間循環。

2.3 護筒的制作與埋設

通常選用鋼質護筒，基于不同長度確定護筒厚度，長度不足4m的護筒，護筒鋼板厚度要求大于5mm，同時在護筒頂底以及中部均采用厚度為5mm、高度為15cm的高加強圈進行加固；對于長度超過4m的護筒，護筒鋼板厚度要求大于6mm，同時在護筒頂底以及中部均采用厚度為6mm、高度為15cm的高加強圈進行加固。在護筒制作過程中要求護筒鋼板接頭處焊接嚴密，嚴禁出現漏漿情況；同時要求護筒的內徑要顯著大于樁徑，通常要超出20～40cm。在對護筒進行埋設時，選擇挖坑法，借助吊車對其進行準確放置，要求護筒頂面較地下水位高出1.5m，較施工地位高出0.3m。在埋設護筒之前，首先對樁位進行放樣并對位置進行復核，在確認準確之后通過旋挖鉆機進行挖孔，挖孔直徑應超出護筒直徑40cm，挖孔深度等于護筒深度。在孔內回填一定粘土，并進行夯擊密實。通過吊車將護筒吊起并移動到相應位置，在確保護筒中心與樁位中心重合之后，放置護筒并對其進行填土夯實。該過程中要求護筒中心與樁位中心之間的偏差不能超過3cm，護筒斜度不能超過1%，同時在進行填土夯實時應基于對稱原則。在夯填結束之后，需要對護筒中心位置以及垂直度再次進行檢測，確保其位置以及豎直度符合施工要求。

2.4 鉆機就位及鉆孔

在明確旋挖鉆機位置之后，通過灑白灰線對其位置進行標記，然后將旋挖鉆機移至標記位置處，對鉆頭中心位置進行調整，確保其嚴格對準樁位中心，然后對鉆桿以及桅桿豎直度進行調整，在達到標準之后對其進行鎖定［3］。在鉆孔作業實施過程中應合理控制鉆進速度，本著先慢后快原則進行鉆進。在鉆孔初期每次進尺控制在40～50cm，對地層情況進行判斷，如果鉆遇不利地層應及時采取有效應對措施；如果在鉆進5m之后均正常，便可適當加快鉆進速度，將每次進尺控制在70～90cm。在鉆孔達到設計標高之后，停止鉆進，對鉆孔深度、直徑以及孔壁垂直度等參數進行檢查，為了確保各項檢查工作順利開展，需要提前做好各項檢查準備工作。測繩通常選擇鋼絲測繩，測錘基于不同深度選擇合適重量，通常20m以內深度選擇2kg測錘，超過20m深度選擇3kg測錘。將護筒頂面作為基準面，對鉆孔深度進行測量，并準確記錄測量結果。在進行測量時采用“五處”測量法，即對鉆孔中心位置和四周護樁位置分別進行測量，基于最小原則將五個測量深度中的最小測量深度作為孔深，如果測量結果顯示孔深尚未達到設計深度需要繼續鉆進。通過檢孔器對鉆孔孔徑以及豎直度進行檢測，將檢孔器置入鉆孔中心位置，依靠其自重進行下沉，如果其能夠順利到達鉆孔底部，下沉過程中沒有任何卡頓，表明鉆孔符合設計要求；如果檢孔器不能順利到達鉆孔底部，表明鉆孔孔徑或者豎直度不合格，需要用鉆井進行擴孔。此外，鉆孔傾斜度誤差要求控制在1%以內，樁位誤差要求控制在50mm以內。

2.5 清孔

第一次清孔，鉆頭鉆進至設計深度之后，不再向下進行鉆進，鉆斗在原處旋轉，有效清除孔底虛土。通常采用沉渣對鉆斗進行處理，更好排出沉渣。如果沉淀時間較長，沉渣處理效果不理想，可以選擇進行濁水循環來進行清孔。第二次清孔，采用壓縮空氣方式。將頭部帶有1m長管子的氣管置入導管中，控制其距離導管底部約2m，然后從氣管中噴出高壓空氣，促使導管底部在鉆孔底部持續晃動，便可以有效清除沉渣。對于深度小于10m的鉆孔，可以通過空吸泵來進行清孔。在有效清孔之后，才能夠進行注混凝土作業。清孔過程中不斷量測沉渣頂面到護筒的長度，計算孔底沉渣厚度，孔底沉淤厚度不大于100mm。

2.6 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠預先在鋼筋加工場根據鉆孔樁設計圖紙進行鋼筋籠的制作，制作好的鋼筋籠放置在鋼筋籠存放臺座上，以便待樁孔檢驗合格后，及時進行鋼筋籠安裝。

起吊鋼筋籠時，將吊鉤準確勾掛在鋼筋籠上，然后對其進行緩慢移動，直到準確位于孔位上方，然后緩慢下放，該過程中需要對其位置進行認真觀察，保障鋼筋籠中心與鉆孔中心兩者完全一致。將護筒頂面作為基準面，對鋼筋籠高程進行準確測量，待其達到設計位置之后，通過焊吊筋對其進行固定。如果鋼筋籠需要接長，通過架立筋對第一節鋼筋籠進行臨時固定，之后吊起第二節鋼筋籠，待位置準確后進行連接，連接方式可以采用焊接方式或者套筒方式，基于現場施工情況進行合理選擇。鋼筋籠固定需要在主筋上焊2根直徑14的圓鋼吊筋，鋼筋籠安放結束之后，基于對稱原則綁扎十字線，并與單樁護樁進行連接，拉十字線，該過程中要求兩十字交叉點完全重合。

2.7 水下混凝土灌注

水下混凝土灌注采用隔水栓式導管法（見圖2）。導管安裝采用吊車聯合人工方式，在安裝過程中工作人員需要認真觀察，并扶穩導管使位置居鋼筋籠中心，在位置對準之后緩慢下放，避免在下放過程中導管卡掛鋼筋骨架或者碰撞孔壁。首先，用吊車將導管放至孔底，再將其向上提起50cm，然后用枕木對導管卡盤高度進行細微調整，并用卡盤將導管卡住。

混凝土采用拌合站集中拌制通過輸送車運至工地，采用泵車泵送灌注。在將其運輸至指定地點之后需要再次對其勻質性和坍落度進行檢查，如果檢查結果達不到質量要求，需要對其進行第二次拌和，之后需要再次對相關質量參數進行檢查，如果檢查結果依然不達標，則需要棄用。在混凝土灌注過程中，為了促進隔水栓能排出，要求導管底部距孔底40cm左右。在灌注首批混凝土之前，需要在隔水栓以上導管以及漏斗中灌入0.1～0.3m3水泥砂漿，之后灌入混凝土，借助自重排除導管內的水，使隔水栓留在孔底，灌入首批混凝土。灌注首批混凝土時，導管埋入混凝土內的深度不小于1.0m。導管埋入混凝土的深度愈大，則混凝土擴散愈均勻，密實性愈好，其表面也較平坦；反之混凝土擴散不均勻，表面坡度也大，易于分散離析，影響質量。埋入深度與澆注速度有關。為防止導管拔出混凝土面造成斷樁事故，導管埋深宜為2～3m為宜，并不得小于1m，一次提管深度不大于6m，同時也要防止埋管太深造成埋管事故。首批水下混凝土灌注正常后，必須連續施工，嚴禁中途停頓。灌注時間必須控制在埋入導管中的混凝土不喪失流動性的時間內，必要時可摻入適量緩凝劑。本站立柱樁灌注時間宜控制在2h以內?；炷翆嶋H灌注高度應比設計樁頂高出一定高度。超灌的高度應根據樁長、地質條件和成孔工藝等因素合理確定，其最小高度不宜小于樁長的5%，且不小于0.5m，以保證樁頂段混凝土達到設計強度。在灌注混凝土后24h后進行鄰樁施工，采用隔樁施工，隔樁間距宜大于4倍樁徑。

3 結語

通過對鉆孔灌注樁技術在廈門市軌道交通6號線西湖村站施工中的應用分析，鉆孔灌注樁施工技術低成本、高效、高質的優點得到實踐證實。在西湖村站鉆孔灌注樁施工過程中，通過對現場施工技術與質量管理嚴格控制，確保每道工序、每個環節都符合要求，鉆孔灌注樁施工質量較好，顯著提升了西湖村站基坑圍護結構的承載力與抗震性，為西湖村站明挖安全施工提供了重要保障，值得推廣和應用。

參考文獻：

［1］張華偉.地鐵明挖車站中鉆孔灌注樁施工技術運用分析［J］.工程機械與維修，2023（2）：164-166.

［2］王宗佺.鉆孔灌注樁施工技術在地鐵車站圍護結構工程中的應用［J］.工程技術研究， 2021，6（16）：99-100.

［3］趙明星.地鐵明挖車站圍護結構中的鉆孔灌注樁施工技術［J］.設備管理與維修，2020（20）：167-169.