钻孔咬合桩在地铁车站工程中的应用
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摘要：咬合桩技术具有对地层扰动小、对环境影响小、抗渗能力强、造价低、施工快等优点，在地铁施工中有广阔的应用前景，以下笔者结合实例进行分析。
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
近几年，地铁地下工程建设大多采用明挖法施工，其深基坑围护结构，一般采用的形式有钻孔灌注桩加水泥搅拌桩复合结构、地下连续墙结构和SMW工法。钻孔咬合桩施工在国外及国内部分地区，已相当成熟，也有了很多成功的实例。它适用于沿海地区软弱地层、含水砂层的深基坑围护结构的施工；围护和止水效果好，工程造价比地下连续墙和人工挖孔桩要低20％—30％。
一、工程概况
某地铁车站位于杭州地区，该车站总长239．6 m，总宽19m，埋深-16 m。结构顶板覆土约5 m。设有2座风道，6个出入口。结构为地下双层岛式车站，站台宽9.8 m，高13.2 m。
二、工程特点与技术难点
1工程特点
(1)环境复杂。该站横跨城市主干道，交通繁忙；穿越新开河，河不能断流；车站范围还涉及桥梁的拆除和复建；须拆迁面积较大，动迁难度大；管线多达25条，有的埋深达6 m，管径1200mm，管线保护和迁改难度大。
(2)基坑深。由于要穿越新开河，车站又要贯通，车站的底板埋深-16 m，桩长32—35 m。
2技术难点
(1)灌注桩缓凝和垂直度的监测与控制以确保止水是难点之一。
(2)周边建筑物保护。基坑附近4.5 m处有一幢12层框架楼房，夯扩短桩长仅6～7 m。加固方案必须确保基坑开挖过程中楼房不开裂及居民安全。
(3)交通组织。采用倒边施工方案，必须确保军便梁或排桩能够承受重载车辆，不影响基坑开挖安全，保证道路不沉陷。
(4)基坑施工降水。针对潜水层和承压水，必须采用基坑井点降水法。
(5)河流围堰。新开河具有城市排洪和景观功能，不能断流。施工时围堰加泄洪管，保证泄洪要求。
三、钻孔咬合灌注桩施工
1导墙施工
根据孔深25 m以上及地质条件，采用3台全套管钻机(套管钻机压管，旋挖钻机开挖取土)组合形式进行钻孔咬合桩施工。为了保证钻孔咬合桩孔口定位的精度，并提高桩体就位效率，应在咬合桩成桩前，先在桩顶部两侧施作混凝土导墙或钢筋混凝土导墙（如图1所示）。
图1
2钻孔咬合桩成孔方法
1 ) A桩成孔施工
在钻孔施工前检查单节套管和套管全部连接起来的顺直度检查和校正。在钻进过程做好地面部分的垂直度检查，发现偏差及时纠正；每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用线锤进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工，以确保成孔质量。
2 ) B桩成孔施工
B桩釆用全套管机成孔，因A桩为素桩混凝土是在初凝状态下进行B桩成孔施工， 所以成孔时套管应超前孔底2米，防止出现管涌现象发生。B桩施工时在上部边钻进套管边用冲抓抓土，当进入岩层后冲抓无法施工时，此时将钢套管直接钻进至设计标高，然后移开全套管机，用螺旋钻进行破岩施工，直至设计标高，提出螺旋钻杆后用清底钻清除孔底残渣既可。
3)成孔监测
在成孔过程中，必须随时进行钢套管的垂直度的监测，特别是第一节套管钻进时，监测可釆用两台经纬仪或两个锤球双向控制，确保垂直度小于3%。。[
3质量控制
3.1 单桩垂直度的控制
为了保证钻孔咬合桩桩间咬合量符合设计要求，除严格控制孔口定位误差外，还应对其垂直度进行严格控制，确保垂直度误差应小于3‰。为了切实做好钻孔咬合桩施工过程中垂直控制，具体控制措施如下：
（1）套管的顺直度检查和校正
钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正。首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检查和校正。
（2）成孔过程中垂直度检测
① 第一节套管准备就绪，采用检测尺检查套管的垂直度，符合要求后方可下沉套管；
② 在下沉套管过程中，现场必须在纵、横两个方向吊垂线进行垂直度控制，在下压套管过程中技术人员始终进行观测。观测人员站在垂线外侧，用垂线去重合套管壁外侧，若重合则套管垂直，反之套管不垂直，应立即通知磨桩机操作手进行纠偏；
③ 当第一、二节套管下沉到位，在接下一节套管之前，采用吊篮将技术人员放入孔内5～7m深位置，采用挂线垂进行纵、横两个方向垂直度检测，垂直度符合规范要求后继续拼装套管；
④ 每节套管拼接好之后，采用检测尺进行检测，垂直度符合规范要求后方可施工。
3.2 钢筋笼加工、安装质量控制
本工程钻孔咬合桩钢筋笼主筋采用非对称布置，面向基坑内侧主筋布置较密，外侧较稀，因此在钢筋筋的加工、安装过程中必须严格进行方向控制，避免造成钢筋笼加工不合格或钢筋安装方向错误。具体措施如下：
（1）钢筋笼加工质量控制
为了保证钢筋笼焊接加工质量，要求技术人员在钢筋笼加工过程中进行控制，主要控制内容：
① 主筋对焊轴线垂直度控制，必须符合规范要求；
② 由于采用非对称布筋，要求在加强筋上标识出四个分区的主筋位置，以便在焊接时控制好方向，同时对加强筋的外直径进行量测，必须满足要求；
③ 主筋焊接好后进行检测，带上图纸一根一根数，钢筋间距每根都量，必须确保钢筋数量、钢筋尺寸、位置准确；
④ 螺旋筋焊接时必须事先在主筋上做标识，确保螺旋筋位置、尺寸、数量准确，特别是在四道钢支撑加密范围的位置必须确保准确；
⑤ 钢筋加工过程中对焊缝长度、焊缝隙饱满程度、焊条型号等进行检查，确保焊接质量符合规范要求。
（2）钢筋笼安装方向控制
由于钢筋笼为非对称布筋，必须对钢筋笼安装的位置严格控制，具体措施如下：
① 钢筋笼吊装前在钢筋笼上做标识点，将纵轴线方向点标识在钢筋笼上，便于在安装钢筋笼时控制方向；
② 在套管上顺钻孔咬合桩纵轴线向上做两个标识点，采用两根花杆插在磨桩机前后各3m左右的桩位中心，观测人员站在两根花杆之外，通过三点定线，将钻孔咬合桩纵轴线点定在套管上；
③ 钢筋笼在吊放的过程中必须保证方向的准确，若吊放过程中偏差较大，应提示操作工人进行调整，避免钢筋笼到标高后再调整，增加劳动强度。
3.3成孔精度控制
为控制咬合桩的成孔精度达到规范要求，采用全过程控制的措施。在成桩机具上悬挂两个线柱控制南北、东西向护筒外壁垂直度，并用两台测斜仪进行孔内垂直度检查，发现有偏差时及时进行纠偏调整。
3.4注意事项
(1)地下障碍物处理。在钢护筒内，由吊放作业人员清除孔内障碍物。．
(2)克服钢筋笼上浮。在护筒向上拔出时，选择减小B桩混凝土骨料粒径或在钢筋笼底部焊上一块比其自身略小的薄钢板以防止钢筋笼上浮。
(3)控制管涌措施。A桩混凝土未完全凝固时，可能涌人B桩孔内，形成“管涌”。措施：①控制A桩混凝土的坍落度不超过14 cm。②套管底口应始终超前于开挖面2.5 m以上。③必要时向套管内注入一定量的水，使其保持一定反压来平衡A桩混凝土的压力。
三、结语
目前经过大量的工程实践，钻孔咬合桩在国内已成为一项成熟的支护结构施工技术，在地铁、道路下穿线、高层建筑物等地下深基坑工程中已广泛推广，特别适用于有淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的地层。
(1)该地铁站地质复杂、交通繁忙、动迁量大，围护结构采用新型的钻孔咬合桩工艺施工并获得成功，值得推广。
(2)钻孔咬合灌注桩的桩长用于20 m左右的围护结构才具有一定的优势。超过25 m时可选的液压钻机稀少，势必影响工期。因此，应与地下连续墙方案进行综合技术经济比选。