城市隧道支护施工中钻孔灌注桩加止水帷幕的应用
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摘要：经实践证明，钻孔灌注桩加止水帷幕的效果良好，保证了支护整体稳定性，降低了排桩桩顶标高，节约了支护费用。
关键词：基坑工程；支护施工；钻孔灌注桩；止水帷幕
1引言
安全施工和管理是衡量一项地下工程施工水平的主要标志，它直接关系到施工人员的人身安全，并与工程质量紧密相关[1]。地下施工的施工条件差，施工人员在高噪音和振动、地下水等较恶劣环境下进行工事操作。因此，如何安全处理深基坑施工过程中的支护，以及创造安全、卫生、无害的劳动条件，是施工人员及管理部门亟待解决的问题[2]，也是环境工程地质学的一项重要研究内容。本文通过具体实例工程的主要支护方式介绍，以及采取的质量保证措施，以期对基坑施工及隧道的安全施工具有一定的指导和实践意义。
2工程概况
2.1工程质地概况
本公共绿地和地下车库桩基及基坑围护工程位于苏州工业园区以西、苏华路南北两侧的公共地块内，北临苏雅路，西临星桂街，南临相门塘河，东临建行大楼和农行大楼；该场地地貌单元属长江三角洲太湖流域冲湖积平原区，地貌形态单一。由于地处园区最为繁华的商务、商业中心，周围环境较为复杂，高楼林立，管线众多。
2.2工程特点
本工程桩基施工包括2780根混凝土钻孔灌注桩，共分7种桩型，桩径均为Φ600，桩长20m、19m、24m三种，混凝土等级（水下）C25，合计混凝土方量约15672m3，均为抗拔桩。
3主要施工工艺
本工程基坑围护采用钻孔灌注排桩+三轴水泥土搅拌桩止水帷幕支撑体系形式。
3.1钻孔灌注桩施工
3.1.1钻孔桩施工流程
施工准备测量放线桩位复核护筒埋设钻机就位钻进成孔一次清孔吊放钢筋笼导管安装二次清孔沉渣测量灌注水下混凝土桩底注浆。
3.1.2钢护筒制作
钢护筒在钢结构加工场加工。护筒长2m，壁厚6mm，Ф700桩钢护筒内径为800、Ф650桩钢护筒内径为750钢护筒顶标高应高出水位。钢护筒加工标准为垂直度偏差不超过1%。椭圆度不大于2cm，焊接采用坡口双面焊，所有焊缝连续，以保证不漏水。钢护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于30毫米。
3.1.3泥浆制备
采用优质泥浆，采用正循环方式进行泥浆循环。泥浆性能技术指标见下表1和表2所示：
钻进时，细粒钻渣沉淀池内，采用泥浆泵输送优质泥浆至钻孔内，维持泥浆循环。经沉淀池沉淀后的优质泥浆流入泥浆箱内后流回钻孔内。
3.1.4成孔
较短的钻孔灌注桩成孔及清孔均采用正循环施工工艺。桩成孔时拟采用正循环工艺，二清时也采用正循环工艺。钻孔灌注桩施工期间，采取调整泥浆比重和调整孔内泥浆面高度的措施来控制水压差。同时，为调了整桩机施工技术参数及正确理解地质情况，在正式成孔前必须进行试成孔。
3.1.5清孔
钻孔完成之后，经测量检查达到设计标高并经监理工程师确认，即可进行清孔。根据地质情况，本工程桩一次清孔采用正循环系统利用成孔钻具直接进行。清孔时先将钻头提离孔底10～20cm，输入泥浆循环清孔。一次清孔结束后，迅速拆除钻杆、钻头，安放钢筋笼后下放导管，测量孔底沉渣和泥浆性能，如孔底沉渣和泥浆性能满足规范要求后即进行吊放钢筋笼，随后进行二次清孔。
二清采用正循环方法清渣。具体步骤为：利用混凝土导管做为清渣管，上接异径弯头，与9m3空压机连接，其下端与导管相连接。清渣时，导管下端距孔底（沉渣面）200～300mm。循环开始由人工缓慢以扫描状摆动导管，以便彻底清除沉淀物，保证桩底沉渣厚度不大于100mm。待检测合格后，即可拆除异径接头进行灌注。
3.1.6水下混凝土浇筑
在确保桩顶质量情况下，混凝土浇注导管埋入混凝土深度3～6 m为宜，最小深度不得小于2 m，并且在导管内部放置球胆作为隔水栓。
本工程混凝土浇筑，按规范要求初凝时间为4-6小时（灌注时间不宜过大，以防混凝土面造成事故），且坍落度为18-20cm，采用的原材料应为：中粗砂，含泥量
混凝土灌注时，现场需要认真计量，确保混凝土按规定配比严格拌制，投料时应经常抽查，搅拌砼时间应达到规范要求，严禁不符合要求的混凝土送入漏斗灌注。按设计要求，在施工现场由专人负责，随机取砼测定坍落度，并及时制作试块；在试块上应注明标号、日期、砼强度等级，拆模后用水池养护，按时送样试压。
3.2止水帷幕施工
本工程围护结构外侧（北、南、西三侧）采用三轴水泥土搅拌桩为止水帷幕；在地铁车站两侧采用三轴水泥土搅拌桩为土体加固。
3.2.1施工流程为SMW施工流程
测量放线开挖导沟SMW搅拌机定位施工水泥土桩体残土处理桩机移位
3.2.2测量放样
采用DI-2000型激光测距仪及T2经纬仪进行轴线引测。按图放出围护结构轴线，设立临时控制桩，在施工过程中每天对控制点进行校核，并做好有效保护。
3.2.3搅拌桩施工
根据施工工艺和实际情况的需要，深层搅拌桩施工顺序见图1所示，其中阴影部分为重复套钻。
待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动深层搅拌机，使深层搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电流监测设备监测。
4主要质量保证措施
5.1钻孔灌注桩质量保证措施
在桩基施工中，钻孔灌注桩的施工质量最不容易控制，因此，严格按操作规程施工是非常重要的，本工程中，重点应注意以下几点：
⑴钢护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于30毫米。
⑵钻进到设计标高后进行一次清孔。一清控制泥浆指数：含砂率小于4%、泥浆比重1.10～1.15，粘度16～18S。孔内沉渣厚度根据设计要求不大于10cm，提钻时注意钻头不得擦碰孔壁。
⑶导管下至离孔底50cm左右，即开始二次清孔，若孔底沉渣过厚，可将导管下至孔底并上下提放，提高清孔效果。二次清孔必须使泥浆指标达到要求，并经监理认可方可浇灌混凝土。
⑷灌注时，保持导管插入混凝土3～6m，最小不得小于2m，抽拔导管应缓慢进行，严禁急速提升，导致混凝土不密实。
5.2止水帷幕质量保证措施
⑴SMW所需材料主要为水泥，加强对材料质量的控制是保护工程质量的关键。浆液配制必须按规定的配合比进行配制。水泥采用普通硅酸盐水泥，标号32.5级。
⑵幅与幅之间出现的冷缝或缺陷，采取在该处外侧加一幅或数幅进行补强。
5结束语
本工程采用放坡开挖和钻孔灌注桩加水泥搅拌桩止水帷幕排桩支护相结合的方式，同时采取了相应的技术保证措施，这种方式的结合既保证了不同基坑施工深度连体施工的有序开展，又保证了施工工程和工程技术人员密切配合，达到安全施工、合理建设的目的。
6参考文献
[1]陈福江.浅谈隧道支护施工技术安全措施.建筑安全[J].建筑安全.2008（9）：34-36.