地鐵車站基坑圍護結構鉆孔咬合樁施工關鍵技術

舒文鵬

摘 ? ?要：作為時下最為常用的深基坑圍護結構之一，鉆孔咬合樁具備機械化程度高、施工便捷快速、施工成效優良等眾多優勢，尤其是在諸如地下水富集、淤泥、流砂等不良條件地層的地鐵車站基坑圍護結構施工中應用極為廣泛。本文結合深圳某地鐵車站施工實際，就鉆孔咬合樁的技術原理與施工關鍵技術展開全面探討，以供眾地鐵施工技術人員借鑒參考。

關鍵詞：地鐵車站;基坑圍護結構;鉆孔咬合樁;關鍵技術

1 ?項目概況

某地鐵項目位于深圳，采用明挖法施作主體結構，咬合樁支護作為基坑支護的方案，由樁徑1m的A樁+樁徑1.2m的B樁咬合樁組成，其中，A樁采用素砼樁，超緩凝C15水下砼澆筑，B樁采用鋼筋砼樁，樁內設置鋼筋籠，并采用超緩凝C30水下砼澆筑組成，相鄰兩樁咬合量20㎝，樁中心距90cm。

2 ?鉆孔咬合樁的技術原理

在上述兩樁鉆孔咬合樁中，首先采用全套管鉆機進行鉆孔作業，通過設置相鄰兩樁進行咬合形式，并將AB樁進行間隔排列。為了便于統計及施工，可以標志為A1B1A2B2A3B3A4等，施工時用先兩邊后中間的模式，以B樁為中心先澆筑A樁。需要注意的是，在先澆筑樁的初凝前完成B樁的澆筑，并且還要切割掉相鄰A樁相交處的砼才能開展B樁的澆筑，從而形成A、B樁之間的咬合。

3 ?鉆孔咬合樁施工關鍵技術

3.1 ?導墻構筑

在進行鉆孔咬合樁鉆孔作業前應先完成修筑導墻工作，便于精確定位空口位置，從而方便鉆機提升就位的精確度與效率，另外也可以減少鉆機在進行作業時影響孔樁的垂直度，為下壓鉆機和套管提拔給予支撐。導墻建立后不僅可以進行鎖口，還利于導向，方便鉆孔的順利成孔及精準度。砼導墻設在咬合樁頂部，厚度30cm，側寬50cm，采用C20強度的鋼筋砼。導墻構筑步驟為：（1）平整場地。地面管線遷移工作完成后，填平溝槽，壓實。（2）測放樁位。根據設計的坐標計算確定咬合樁的中心線位置。（3）開挖溝槽。監理人員對樁位線核實無誤后，以人工方式開挖導墻溝槽，并準確延伸中心線到溝槽下方，控制模板定位，避免偏差。（4）模板安裝。模板采用整體自制鋼模，成孔過程中要將導墻孔口直徑預留一定空間，例如比管套直徑大4cm，便于后續鉆孔作業。安裝模板時須按要求放置鋼筋。（5）導墻澆筑。對模板的中線、凈距、垂直度等參數核對無誤后，澆筑砼。

3.2 ?單樁施工

單樁施工一般流程是：套管鉆機就位、測量對中位置→進行首節套管吊裝→確保套管垂直度→抓斗挖土、施作套管→量鉆孔深度、放鋼筋籠→樁芯部位澆筑砼、隨即拔除套管→移開鉆孔樁機。單樁具體施工步驟為：（1）鉆機就位。導墻強度達標后拆模，精準定位樁孔中心，并將定位面同步鏡像反轉至導墻頂面，標識其為鉆機定位的控制點，并將鉆機移動到位置，鉆機套管的中心線應與導墻孔樁中心線一致。（2）取土成孔。將首節套管吊裝到樁機的鉗口位置，調整垂直度，隨后進行樁管下壓，深度控制在1.5m～2.5m左右。之后開始進行取土作業，通過抓斗一邊取土一邊下壓套管，確保套管的底口比該孔的開挖面超前深度大于2.5m。（3）鋼筋籠制作放置。咬合樁樁芯的鋼筋籠應按照國家相關規范要求進行制作，并嚴格按照符合設計圖紙的尺寸要求進行制作，確保鋼筋籠整體完整牢固，并且還要便于運輸以及吊裝作業，因此為了確保剛度需要每隔2m用Φ20的鋼筋再加一道加強箍，以增加鋼筋籠抗變形的強度。（4）砼的要求。A、B樁所用砼應依據設計、規范要求規范配制，其中，本項目的A樁使用坍落度16±2cm且緩凝時間≥60h的C15水下砼（粗骨料粒徑應為5cm～20cm）;B樁使用坍落度20±2cm的C30水下砼（粗骨料粒徑應為5mm～15mm）。（5）砼的澆筑。澆筑時要根據工程地點地下水的具體情況選擇不同的澆筑方式，如有地下水可選擇水下砼澆筑方式，澆筑導管用Φ250的法蘭式鋼管，控制鋼管探入深度，一般以2m～6m為宜，注意最小深度不小于1m。導管不能提出砼表面，也不能插入砼內過深，在砼內一次拔出的高度不能超過4m。為了防止砼澆筑過程中發生鋼筋籠上浮情況，當砼澆筑到與鋼筋籠底部接近的位置（距鋼筋籠底部約1m～2m）時，可以稍微提升導管，確保導管提升速率穩定，避免出現砼出料過大的情況。（6）拔管成樁。拔管應勻速進行，并保持邊澆筑邊拔管，注意拔管時套管底不得超出砼表面，一般應在砼下大于2.5m。在水下砼澆筑前，須按要求對拔管機進行試驗，確保拔管機能夠安全正常實施作業，以免后期無法拔除套管。

3.3 ?排樁施工

排樁施工流程如圖1所示，一般為先施作兩邊的A樁再到中間的B樁依次進行。

由于1臺鉆機往往不能滿足作業進度需求，因此須幾臺鉆機同時作業，當幾臺鉆機同時作業時，會遇到鉆機分工區段端頭銜接處理的問題，慣用的方法是在端頭設置砂樁，施工到砂樁時，取出砂子，澆筑上砼，進行樁的連接。

4 ?鉆孔咬合樁常見施工問題的應對策略

4.1 ?管涌

由于B樁澆筑要在A樁初凝之前，因此在進行B樁成孔時，往往A樁還未達到初凝狀態，且具有流動性，就會產生在AB樁相交部分中流動的情況，此時可能引發管涌?？朔苡康霓k法有：（1）減小A樁砼的坍落度，一般以18cm以內為宜，以有效降低砼流動性。（2）為了形成阻礙砼流動的“屏障”，可以采用套管底口超前于B樁樁孔作業面相應距離。在鉆機功率滿足要求的前提下，該距離越大越好，且不得低于2.5m。（3）若遇有地下障礙物等特殊情況無法預留超前距離時，可以向套管內注水，通過水產生的壓力來平衡從A樁流動過來的砼壓力，避免管涌形成。（4）B樁在成孔時，要留意其兩側A樁頂面狀況，如成孔中發現A樁砼頂面下沉，表明發生管涌現象，此時必須馬上停止對B樁的成孔開挖，保持套管盡量下壓的前提下向B樁孔洞內回填土或注水，阻止管涌。

4.2 ?鋼筋籠上浮

要注意套管上拔時牽拔出鋼筋籠現象，以及鋼筋籠在澆筑狀態下自行上浮現象。防止鋼筋籠上浮的辦法有：（1）B樁砼選擇細骨料，粒徑小于15mm為宜。（2）增加鋼筋籠底部重量，可以在鋼筋籠底部加焊一小塊直徑不大于鋼筋籠直徑的薄鋼板，可以有效壓住鋼筋籠，提升其抗浮性能。（3）為鋼筋籠安裝導正器。（4）砼嚴格按操作規程澆筑。

4.3 ?鉆進入巖

一般情況下多在軟土地質條件下采用鉆孔咬合樁，但施工中偶有遇硬巖等地下障礙物的情況，此時，可運用“二階段成孔法”來處理：第一階段，先行沖擊成孔，可以用沖擊鉆孔設備進行作業，無論A、B樁，先沖擊鉆至障礙物巖面并取土，將抓斗卸下換成沖擊錘，然后按照高低沖程依次交替沖擊，擊碎大塊障礙物成孔，成孔后填土入內，且隨后一邊回填一邊拔管，使成孔部位填滿土。第二階段，按上述鉆孔咬合樁的施工流程進行施工。

5 ?結語

鉆孔咬合樁作為一種于地鐵建設項目中應用十分廣泛的基坑圍護結構，只要設計合理，施工過程管控得當、到位，工序細節嚴遵設計與規范施作，便能有效保證成樁質量，防止鄰近建筑的沉降形變。實踐證明，在深圳某區某地鐵車站的基坑圍護施工之中，實踐運用鉆孔咬合樁工藝既縮短了工期又降低了成本并取得了很好的施工成效。