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地铁车站围护结构施工中的钻孔灌注桩施工技术

发表时间：2020/9/29 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张松

[导读] 摘要：作为新时期下先进的工程施工技术，钻孔灌注桩施工技术在实际的应用环境中，有着受环境干扰小的优势，正因为如此，钻孔灌注桩施工技术逐渐被应用到地铁车站的围护结构施工中。

        中铁隧道股份有限公司河南郑州 450000
        摘要：作为新时期下先进的工程施工技术，钻孔灌注桩施工技术在实际的应用环境中，有着受环境干扰小的优势，正因为如此，钻孔灌注桩施工技术逐渐被应用到地铁车站的围护结构施工中。本文在此基础上，对钻孔灌注桩施工技术进行了简要的阐述。
        关键词：地铁车站；深基坑；钻孔灌注桩
        1导言
        地铁车站深基坑工程围护桩的定位精度及垂直度是施工质量控制的要点，桩位定位精度不足及垂直度不符合要求的桩位在深基坑开挖过程中往往会影响基坑开挖，且处理非常困难，导致基坑内主体结构侧墙尺寸净空不够或桩间喷锚平整度较难控制等问题。
        2钻孔灌注桩施工技术的概述
        2.1钻孔灌注桩施工技术的概念
        钻孔灌注桩从概念上来讲指的是通过机械钻孔、钢管夯实或者人工挖孔等方法在地基土中形成的钻孔桩，然后在其中放置钢筋笼并浇筑混凝土。根据成孔方法的不同，钻孔灌注桩可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩。
        2.2钻孔灌注桩施工技术的工法原理
        钻孔灌注桩施工技术的工作原理是利用机械钻机，如旋挖钻机、正循环旋挖钻机、反循环旋挖钻机、螺旋钻机、冲击钻机等机械。钻机由旋转钻杆上的液压马达压下，扭矩旋转使旋转钻头挤压旋转进入土壤中，然后采用钻机提升机和伸缩钻杆对孔外土进行卸荷，直至钻至设计深度。达到设计标高时，将钢筋笼吊入孔内并固定，然后灌注混凝土。
        2.3钻孔灌注桩施工技术管理
        2.3.1成孔
        成孔施工过程中，需要注意以下要点：施工人员在利用钻孔灌注桩施工技术进行钻孔前，首先要将钻机调平，保证钻机稳固，再进行钻机着地，最后需要控制进尺的深度为零；施工人员在进行钻孔时，以钻斗自重和钻杆自重为钻进压力，将初始钻进压力约控制在90kPa，钻进速度慢慢加快；施工人员需要注意加强对地质条件的分析，不同的地质条件需要利用不同的旋挖钻机钻头，例如，对于细砂、中砂以及强风化层需要利用筒式钻头，对于强度不太均匀的地层，需要利用短螺旋嵌岩钻头，岩层软硬不均匀的则利用筒式嵌岩钻头；施工人员在施工过程中，如果钻杆内充满钻渣，首先需要马上停止下压并进行摆动，逆时针转动动力头，将动力头向下送行，然后关闭钻头回转底盖，其次，在钻头升起时，需要注意不要撞到孔壁，提孔后钻机自转至自卸汽车，用动力头压顶杆，打开井底盖，卸下钻渣，最后合上底盖，旋回孔位，慢慢对准孔位将钻斗钻至孔底。
        2.3.2二次清孔
        第一次清孔是施工人员将钻头钻到设计位置，然后进行沉渣清理，如果孔壁上的沉淀物较厚，需要利用扫孔钻头上下清理；第二次清孔是施工人员在完成灌注混凝土导管的放置后，对孔深、空底的沉渣和泥浆的比重进行测试，然后进行清孔；另外，施工人员需要特别注意的是第二次清孔的时间不能少于30min，孔底的沉渣需要控制在50mm以内才算清理完成。
        3地铁车站围护结构施工中的钻孔灌注桩施工技术
        3.1地铁围护结构中围护桩导墙的施工
        根据地铁车站的设计图纸以及图纸中的场地平整数据，开辟出一条施工便道，并进行初步的硬化，在这个过程中，应当使施工便道和基坑围护桩外侧预留一定的放坡距离，约为冠梁开挖距离的1.5倍。（根据既有的设计图纸将围护桩导墙施工模板进行定制，为了方便后期的钻孔作业，应当使模板的孔径比既定设计桩的孔径稍大，通过实验模板孔径为850mm时最合适。为了准确确定围护桩的桩位，需要对每个桩位都进行测量放样，并在桩位上安放定制完成的模板，并利用C20混凝土对其进行硬化，定位导墙的硬化厚度约为20公分，在硬化完成后，应当对混凝土进行适当的养护。

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当混凝土的凝固强度达到设计要求后，需要将模板拆除，对桩位的直径、高度进行测量并和设计要求进行对比，对比完成后，在导墙外侧对每个桩位进行编号。技术人员将结合图纸完成的围护桩以及导墙顶面标高等技术参数向技术负责人进行技术交底，经负责人审核完成后，组织施工人员进行施工作业。
        3.2旋挖钻机钻头的调整
        钻机钻头的选择和调整，需要技术人员根据施工现场具体的地质条件来决定，在钻孔灌注桩的施工中，通常采取区域测验或者现场测验的方式，将钻机的钻头进行调整，以适应不同的地质条件。在这个过程中，施工人员应当保障调整后的钻头和未调整前的钻头在同一条直线上面。
        3.3钻机钻孔作业
        根据文明施工的要求，为了确保钻机施工过程中不出现倾斜、下沉的现象，钻机的成孔停放位置应当在混凝土导墙内侧有原状土的部位，若是出现降雨等恶劣天气，则可以停放在混凝土便道上。为了确保钻杆的垂直度，在正式开始钻孔作业前，应当利用全站仪对钻杆的垂直度进行审验，确认钻杆垂直后，进行成孔施工；在钻进的过程中，及时采用吊绳等方式对垂直度进行再次审验，若是出现偏移，应当及时对钻杆进行调整，确保钻杆的垂直度。当围护桩达到设计规定的孔深时，应当对孔口进行一定的防护，防止跌落等安全事故。完成成孔施工后，应当对成孔的质量进行一定的检测，主要有以下几点：首先，孔深以及沉渣量的检测，用测量绳对孔深进行检测，保证孔深不低于设计深度，通过测量绳观察沉渣的厚度，若是厚度过大，则需要利用钻头将其排出；其次，孔径以及孔形的检测，利用吊车将桩径80公分，长6米的孔径检测器吊起放入孔中，并上下进行移动，若是检测桩移动过程中没有遇到障碍，则说明孔径和孔形没有问题，若是移动困难，则说明可能孔内倾斜或者坍缩的现象，应当及时对其进行修正；最后，桩位以及垂直度的测量，桩位的精度因为定位导墙的存在而有所保障，垂直度的检测通常在孔口沿直径方向设置一个标尺，并使标尺的重点和孔心重合，将测量绳按照半径方向向孔壁移动，通过观察测量绳的垂直情况得出成孔的垂直度情况，桩位和垂直度若是超出设计规定，可以采用c15混凝土进行回填并重新进行钻孔作业。
        3.4钢筋笼的安装作业和混凝土浇筑作业
        3.4.1钢筋笼的制作和吊装
        为了保障钢筋笼能够顺利吊放进孔中，应当保障钢筋笼在安装以及吊装的过程中不发生变形，吊装方式采用吊筋穿过钢筋笼的工字钢以及枕木中，将其悬于混凝土定位导墙上面，安装完成后及时检查钢筋笼的垂直度。
        3.4.2混凝土导管安装
        混凝土导管的长度根据孔深来灵活调整，导管下口距离孔底应当控制在40公分左右，导管连接处应当紧固。
        3.4.3混凝土浇筑作业
        钻孔灌注桩混凝土通常采用C35高性能水下混凝土，坍落度控制在200mm左右，前后误差不超过20mm，导管底部初次埋置深度应当不小于1m，为了确保桩顶混凝土的密实度，应当用震动泵对其进行振捣。
        4结束语
        综上所述，钻孔灌注桩施工技术是我国地铁车站围护结构施工中的一种常见的施工技术，在施工过程中，需要施工人员加强组织管理，严格把控质量控制要点，进而充分发挥钻孔灌注桩施工技术的优势特点，提高地铁车站围护结构施工的质量和安全性，促进我国的城市化发展。
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