地铁车站灌注桩施工技术

摘要：本文结合某地地铁车站的施工概况，针对车站灌注桩技术进行了分析总结。

关键字：地铁；车站施工；钻孔；灌注桩；施工技术

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

一、施工工程的概况

本车站位于广东省东莞市一交叉环岛下面，布局是南北向布局，建设主体车站是城际铁路与城市地铁两条地铁线路的交换乘站，该站总长为大约232米，整体的建筑面积约为15000多平方米。本工程由两段明挖和两段暗挖组成，该车站明挖段的支护体系采用的是灌注桩围护结构，明挖段主体结构的设计为三层三跨,暗挖段主体结构设计为一层车站+一层人行通道层。车站内一共设计有三个出入口，也是常规车站的出入口设计；还有2组风亭设计。

在本车站施工过程中，基坑围护结构是施工的重要内容。工程基坑材质设置为钢材质，而围护结构采用了钻孔灌注桩和钢管作为支撑。这次灌注桩设计长度为18到33mm之间，在一般标准处进行灌注桩工程时，钻孔灌注桩桩底通常会设计至基坑坑底以下约为4到5米之间，至于混凝土规格，不同地方混凝土选择也不一样。盾构井和节点处混凝土强度为C30，并且盾构井和节点处为坑底6米多，C25强度的混凝土应用为桩间挡土，方式是挂网喷射。分析该工程的地质条件，不难发现车站的位置是该地附近一河流的一二级阶梯上，根据地质探测，车站的工程地基基土组成是自上而下为：人工填土，黄土状土、古土壤、粉质黏土、中砂、粉质黏土、中砂等。还探测到车站的地基选址是潜水富水层，这给地基的工程带来了一定的难度，分析含水层的构成，还知道这个富水层构成为冲、洪积中、粗砂，随后进行水层深度的探测，得知该富水层的水位为14到15米之间。

二、地铁施工方案设计

城市地铁施工不像地面轨道工程施工，地铁施工受到来自地面和其他既有建筑物和构筑物限制，同时，出了这些既有的阻碍之外，由于地铁铺设的特殊性决定了对于地下管线铺设的高的要求，不同的地面状况对于地下管线有不同的影响。地铁线路的铺设和车站的建设工程通常采用暗挖法。洞梁法是众多暗挖法中新型的被广大施工队伍所应用的技术手段，此法对于今年来的地面建设和管线影响较小，并且对于地铁建设还有减轻地面承重的好处，这是地铁建设尤为考虑的一点。本文采用的施工方法也是洞桩法，采用的是以车站灌注桩技术为主的技术，同时采用旋挖钻孔成孔施工。

三、施工工艺以及施工程序

一般地铁车站施工技术，比较复杂。首先是施工场地准备工作，在施工场地准备上一般采用测量定位的方法，埋设护筒，之后就需要适合型号的钻机就位，钻机就位施工工作才算是起码的开始。经过钻孔以及后续的清孔操作，还需要对已经钻好的孔位进行必要的测量工作，测量孔位的深度，进行一定程度的清理淤泥。安放钢筋笼和吊放导管在灌注水下混凝土之前，做好地铁车站的基础地基的工序，清场是拔出之前的导管和钢护筒，至此，车站施工的部分工作才算是告一段落。

下文是对施工工序的具体分析研究。

第一，施工测量，做好定位。这是施工的重要前提，施工过程的标识以及记录的完善需要施工之前对不同的区桩进行统一标准地编号，以此建立整个工程施工的测量控制系统，对施工的每个钻孔桩进行较为精准的定位。一般定位方法是采用十字定位法进行定位，运用此法进行对钻孔桩位置的编号。操作上要注意设定好每一桩位的高程，进行桩位测量时要充分运用轴线位置，注意主体结构轴线位置因素，利用施工的全站仪以及经纬仪等工具进行测量定位。孔位的测量误差要控制在一厘米以内。由于工程施工具有很大的不确定性，所以做好施工误差预留是十分有必要的，地铁施工误差主要是桩位偏移和在垂直度上的偏差，另外由于要考虑到车站的外包防水层的厚度，所以在进行桩位施工时要考虑将桩位坐标外放一百五十毫米左右。

第二，埋设护筒。本车站施工的护筒材质是约五毫米的钢板，护筒内径和和桩径的尺寸不一样，桩径比内径要小十到十五厘米左右，护筒的长度大约为一到两米之间的整体护筒，且护筒的顶端设计有一个出浆孔，而且底盘设计有设刃脚。进行护筒安放时，首先要确定桩位点，安设控制桩要注意过桩位的中心点后再拉十字线，并且要在控制桩的八十到一百厘米。安设护筒时要注意护筒周围要用粘土填筑，并且掩埋的深度不能小于一米五，遇到硬化的处理场地或者是粘土层的表层地质时，桩位孔的挖设要采用旋挖成孔方式，这个时候可以考虑不必安设护筒。

第三，桩位的钻孔施工。本车站的建设主要是采用旋挖法钻机成孔。钻机操作要注意控制上的精准度，定位一定要准确，施工操作要保持平稳，保证钻具中心与护筒的中心重合。钻机的成孔过程是整个工程的重点，同时钻机成孔对于成孔质量也有较高的要求，因此操作上的要求也很严格。钻机钻孔要保证钻机钻头在吊紧的状态下工作。钻机钻孔要保证成孔的尺寸数据符合桩位的桩径，导向装置要尽量和成孔是垂直的角度。进行钻孔施工时还要按照跳孔方式进行施工，这样才能保证教主混泥土的时间控制在二十四小时内。

第四，后期钻孔清理和测量，以及孔底沉淤工作。在达到既定的孔底深度之后，要保证成孔的质量，不仅要控制好成孔的既定尺寸，还要进行孔底的清理，对孔深和孔径进行检测，然后进行二次清理。第二次清理是在灌注后不合格的情况之下进行后期补清。期间操作要用到的工具有沉渣仪和重锤。

第五，制作钢筋笼，进行水下混凝土地灌注。钢筋笼焊接要尽量整体焊接，并且一次吊装就位。钢筋笼在进行吊装要注意防止钢筋笼的变形，钢筋笼固定后还要防止之后混凝土浇筑后上浮现象的出现。安设好钢筋笼后的工序就是进行水下混凝土的灌注，方式是直接导管法。水下混凝土地灌注是灌注桩的关键工序，做好前期灌注的准备工作是灌注工作有序进行地关键。导管法在采用的时候，首先就要对施工前的设备进行必要拼接和检查，进行各种施工前的承压实验，特别注意导管在使用后一定要清理管壁的残浆。水下混凝土的的我配制一定要按照预先的规范进行调配，集中进行拌制，要结合施工进程进行适当安排混凝土的用量。

四、关键技术和问题处理措施

灌注桩的核心是混凝土的灌注，关键技术也是围绕泥浆质量的提高和控制。主要有几个方面的技术，根据不同泥浆质量进行分类，一是钻孔泥浆控制，一是新鲜泥浆控制，一是循环使用中的泥浆控制，最后是置换泥浆控制。这几道关键技术是根据施工阶段的不同时期泥浆的不同要求进行的控制，泥浆质量控制要根据实际工程的阶段进行分别控制，不能从一而终。新鲜泥浆的控制就要着重考虑泥浆和地基条件的契合度，钻孔泥浆要考虑施工阶段所需要的特殊泥浆性能，而循环使用的泥浆则要考虑泥浆的纯净度，对于后期置换使用的泥浆则要进行质量检测，判定是否能满足工程质量基本要求。

灌注桩施工会出现以下几个问题：一是成孔出现孔壁塌方，一是钻机卡钻，一是导管进浆，一是钢筋笼的尺寸过大。孔壁塌方主要原因是泥浆质量，因此要重视泥浆质量控制才能从根本上解决问题，措施可以通过加大泥浆比例和粘度，或者控制搁置的时间，若时间紧迫可以用优质泥浆填土。卡钻问题出现是由于极强磨损和操作失误造成的，对机器进行定期常规性检查，平时经常检查钻头的边齿和侧齿的宽度。导管和钢筋笼问题的原因与本身的质量有直接关系，施工操作也是出现问题的主要原因。导管在进行操作时要注意导管口与孔底保持一定的距离；钢筋笼要与成孔垂直，在钢筋笼外形上严格控制尺寸和刚度要素。

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