浅谈地铁车站中泥浆护壁旋挖钻孔桩施工技术的应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅谈地铁车站中泥浆护壁旋挖钻孔桩施工技术的应用

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：冯侠

[导读] 摘要：本文主要介绍了旋挖钻机的选用、泥浆护壁旋挖钻孔桩施工工艺，重点总结了泥浆护壁旋挖钻孔桩在施工过程中的质量控制重难点及应对措施，以期为类似施工问题起到一定借鉴作用。

        中铁一局集团第四工程有限公司陕西咸阳 712000
        摘要：本文主要介绍了旋挖钻机的选用、泥浆护壁旋挖钻孔桩施工工艺，重点总结了泥浆护壁旋挖钻孔桩在施工过程中的质量控制重难点及应对措施，以期为类似施工问题起到一定借鉴作用。
        关键词：泥浆护壁旋挖钻孔桩；地铁车站；质量控制
        一、引言
        随着全国各地加速建设城市轨道交通，地铁逐渐成为城市居民日常出行中密不可分的一部分。纵横交错的城市轨道交通网络使得基坑设计深度不断加大，地铁车站围护工程的风险也随之增加。
        由于旋挖钻机具有适用性强、施工速度快、安全及质量有保证、施工工艺成熟等优点，它成为了地铁车站围护桩施工的首选。
        根据不同施工工艺，旋挖钻成孔灌注桩可分为干作业成孔和泥浆护壁成孔，本文以成都地铁某车站为背景，主要介绍了旋挖钻机的选用、泥浆护壁旋挖钻孔桩施工工艺、质量控制重难点及应对措施。
        二、旋挖钻机选用
        目前，市场上旋挖钻机机型较多，地层适应范围较广，可成孔最大直径1.5m-4.6m，最大深度约150m，可根据工程实际需要合理选用机型和钻具。
                 表1 旋挖钻机常用机型基本参数

注：本表参考徐工官网信息统计。
表2 不同地质条件下旋挖机钻具选用

        三、施工工艺

        图1 泥浆护壁旋挖钻孔桩施工工艺流程图
        四、质量控制重难点及应对措施
        1.桩身垂直度控制
        垂直度引起的桩位偏差会随着孔桩钻进过程中桩长的增加而不断增大，直接影响孔桩钢筋笼吊装和导管安装工作，若成孔倾斜严重将致使钢筋笼无法安装，进而导致钻孔桩无法进行混凝土灌注，同时更可能使桩身侵入主体结构界限，影响主体结构施工。
        为有效控制成孔垂直精度，一是钻机架设必须稳固、不产生不均匀沉陷。施工前须平整场地，钻机底座地基要坚实平整，应根据旋挖钻机型号确定地基承载力，XR360履带式旋挖钻机安放时地基承载力不应小于110KPa，XR240E履带式旋挖钻机安放时地基承载力不应小于100KPa。二是根据地质条件合理选用钻机钻头。要认真研读勘察资料，加强对施工地质条件的分析，根据需要及时调整钻机钻头。三是要控制钻机钻进速度，及时纠偏。钻机刚启动时要缓慢钻进，钻进过程中要根据地层条件及时调整转速，在粘土层内钻机进尺控制在75-85cm/次旋挖，在沙土层中钻机进尺控制在35-45cm/次旋挖。
        2.清孔质量控制
        在钻孔灌注桩施工中，如果沉渣太厚将会严重制约桩端承载力的发挥并增大桩的沉降位移，对建筑整体结构安全造成不良隐患。所以，需要对孔底沉渣进行清理。造成旋挖桩桩底沉渣的主要原因是桩孔孔壁塌落、护壁泥浆质量不合格、清孔作业不彻底等。
        为提高清孔质量，一是根据地质情况适当加长钢护筒，以加强对孔口土体的保护作用，同时提高泥浆的粘度，减少孔底沉淀。二是要科学配制各项参数符合标准的护壁泥浆，在砂土或较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1-1.3，在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.3-1.5。三是当钻孔达到设计深度后，立即进行孔内和孔底的清理工作，清孔后用测绳检测孔深。在钢筋笼、灌注导管安放后进行二次清孔。
        3.钢筋笼制作与吊放
        钢筋笼应在施工现场分段制作，为避免在吊装和就位时发生扭曲变形，钢筋笼制作时要着重加强其内支撑和辅助支撑；吊装入孔时钢筋笼应保持垂直，防止造成塌孔现象。当出现钢筋笼浮笼现象时，应查明原因并采取对应措施。造成钢筋笼浮笼现象的主要因素有泥浆质量、钢筋笼重量、埋管深度、孔底沉渣、混凝土和易性及灌注速度等。
        为防止钢筋笼出现浮笼现象，一是要严格控制泥浆质量，灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率不得大于8％；黏度不得大于28s。二是当钢筋笼重量小于孔内浮力时，可采取笼底加焊锚筋或者用钢筋将笼顶与护筒焊接形成一个整体等措施以加强钢筋笼的抗浮能力。三是按照规范要求及时调整灌浆管埋深，避免埋设过深。四是开灌前要检测孔底沉渣厚度，对端承型桩，不应大于50mm，对摩擦型桩，不应大于100mm。五是要加强施工过程检测，混凝土的坍落度宜为180～220mm；水泥用量不应少于360kg／m3，含砂率宜为40％～50％，避免出现离析现象。六是当钢筋笼上浮时，应及时掌握已灌注混凝土面及埋管深度，缓慢灌注混凝土，并尝试在一定范围内将灌浆管上下提放，直到钢筋笼下沉至设计高度为止。
        4.混凝土灌注
        开始灌注时要将导管深入至孔底以上300-500mm，导管埋设深度宜为2-6m，严禁将导管口露出混凝土灌注面，灌注过程必须连续。灌注混凝土施工过程中经常会遇到如导管堵塞、桩身缩径、断桩等问题，若不能妥善处理，将严重影响灌注桩的质量。
        （1）导管堵塞
        若是混凝土流动性不足或隔水塞质量不合格，可用粗长钢筋、工字钢或竹竿疏通管内混凝土，用铁锤敲振导管；若是导管口太过靠近孔底导致管内混凝土滞留，可将导管慢慢提升、抖动，待混凝土正常灌注后再缓慢下降导管以满足埋深要求；若以上方法都无法解决时应及时拔出导管，按断桩重新处理。
        （2）桩身缩径
        混凝土灌注过程中要实时监控孔内情况，若出现孔口反水、颜色突然改变并夹有大量泥土粗砂返出等塌孔现象，要立即停止混凝土灌注并测得已灌注混凝土位置，及时向孔内注入合格的泥浆液进行清孔，排出孔内杂物并保护孔壁，重新灌注混凝土后要检测孔径，若桩身缩径位置较浅可直接开挖对缩径部位施工补救，如位置较深且缩径严重，则应考虑补桩。
        （3）断桩
        一是断桩后可迅速提出钢筋笼，重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。二是混凝土灌注过程中发生严重堵管，已灌混凝土部分还未初凝时发生断桩，要及时确认已灌混凝土位置，提出并清理导管后，将导管下沉至已灌混凝土顶面以上10cm处，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间将导管压入已灌混凝土顶面以下，完成湿接桩。
        五、结束语
        综上所述，无论从工程质量安全控制角度还是从经济适用角度，泥浆护壁旋挖钻孔桩在地铁车站施工中都起着关键作用，在施工管理过程中要引起高度重视，加强日常监督管理，认真核实进场原材料质量，严格把控施工工艺流程和质量，做好相关检查记录，及时发现问题并采取有效措施，减少不必要的返工和修补工作，确保泥浆护壁旋挖钻孔桩的工程质量，满足施工各项要求。
        参考文献：
        [1]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
        [2]岳玉星.地铁车站围护桩桩位及垂直度控制关键技术.科技风，2020年8月.
        [3]刘天亮，陈志川.深基坑开挖对围护体变形及周边环境的影响分析.石家庄铁道大学学报，2018年10月第31卷（增刊）.
        [4]邵兰英.基坑围护施工技术控制.基层建设，2015年20期.