侯啟超

（中鐵十九局集團有限公司，北京 100176）

1 工程概況

本項目為北京地鐵14 號線土建工程18 合同段，由1 個站臺和2 個區(qū)間組成。其起點里程K32+899.951，終點里程K34+907.8，全長2007.752 m，其中，紅廟站—甜水園站區(qū)間與甜水園站—朝陽公園站區(qū)間平面圖見圖1。

圖1 紅廟站—甜水園站區(qū)間與甜水園站—朝陽公園站區(qū)間平面

1.1 紅廟站—甜水園站區(qū)間

該區(qū)間設(shè)計起止里程K32+899.951～K33+498.282，全長598.332 m，選取礦山法進行施工。在線路里程K33+050.00 處線路的東側(cè)設(shè)立一座施工豎井。該區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道與施工豎井結(jié)合設(shè)置，距兩端車站分別為153 m 和437 m。

1.2 甜水園站—朝陽公園站區(qū)間

該區(qū)間設(shè)計起止里程K33+734.982～K34+602.801，全長867.818 m，選取礦山法施工。區(qū)間共設(shè)立兩個施工豎井及橫通道，分別設(shè)在里程為K33+819.832 和K34+126 的位置。

1.3 朝陽公園站

朝陽公園站設(shè)計起點分界里程為K34+602.800，終點里程為K34+907.700。朝陽公園站采取兩端明挖、中間蓋挖的島式車站，朝陽公園站是地鐵14 號線與3 號線的換乘站。車站位于朝陽公園南路與甜水園街交叉丁字路口，其中，車站北端橫跨朝陽公園南路伸入朝陽公園內(nèi)，車站南端位于甜水園街偏東側(cè)，呈南北走向。車站主體位于甜水園街以及朝陽公園內(nèi)的部位采用明挖施工，位于交叉路口部位采用架設(shè)軍便橋蓋挖，下穿熱力管溝段采取蓋板蓋挖。

2 旋挖鉆機的主要類型

2.1 小型旋挖鉆機

小型鉆機的扭矩為100 kN·m，發(fā)動機功率為170 kW，具有的鉆孔直徑為500～1000 mm、約40 m 深，整臺機器約重40 t。小型鉆機主要應(yīng)用于以下方面施工。

（1）各種樓房進行的護坡樁施工。

（2）樓房部分有關(guān)承重結(jié)構(gòu)樁的施工。

（3）城市改造工程的市政項目中有關(guān)各種樁徑在1 m 之內(nèi)的樁施工。

2.2 中型旋挖鉆機

中型鉆機的扭矩為180 kN·m，發(fā)動機功率為200 kW，具有的鉆孔直徑為800～1800 mm、約60 m 深，整臺機器約重65 t。中型鉆機主要應(yīng)用于以下方面施工。

（1）各種交通設(shè)施中有關(guān)橋梁方面的橋樁施工。

（2）大型建筑工程、港口碼頭工程的承重結(jié)構(gòu)樁施工。

（3）城市內(nèi)有關(guān)高架橋方面的橋樁施工。

2.3 大型旋挖鉆機

大型鉆機的扭矩為240 kN·m，發(fā)動機功率為300 kW，具有的鉆孔直徑為1000～2500 mm、約80 m 深，整臺機器重量要大于100 t。大型鉆機主要應(yīng)用于以下方面施工。

（1）各種高速公路項目、鐵路橋梁項目的特大橋樁施工。

（2）其他大型建筑工程中有關(guān)特殊結(jié)構(gòu)方面的承重基礎(chǔ)樁施工[1]。

3 旋挖鉆機的主要施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

鉆孔灌注樁一般采用旋挖鉆機成孔，配合泥漿攪拌機和泥漿泵，以及鋼筋籠加工設(shè)備和吊裝設(shè)備。為防止相鄰兩樁距離太近或間隔時間太短，造成塌孔，采取分批跳孔施工，相鄰樁孔不要連續(xù)施工，相鄰兩樁施工時間間隔≥24 h。鉆孔灌注樁施工工藝流程：樁位防線、人工挖探→埋設(shè)護筒→鉆機就位→鉆進→清孔→成孔檢查→鉆機移位→鋼筋籠制作及安裝→下導(dǎo)管→混凝土灌注前準備工作→混凝土灌注→拆、拔護筒→孔口回填。

3.2 施工前的準備工作

進場后應(yīng)及時清除雜物。由于北京地下管線復(fù)雜，要先進行人工挖探，確定樁位沒有管線后，根據(jù)設(shè)計圖中有關(guān)鉆孔樁位的相關(guān)要求，設(shè)置中心線以及樁位[2]。利用全站儀測量放線，確定樁位以后，要做好相應(yīng)的標示和保護。

3.3 埋設(shè)護筒

埋設(shè)護筒時，其中心軸線需對正樁位中心，維持其垂直度，周圍用黏土進行分層回填，以防泥漿流失引起護筒位移以及掉落。如護筒底部土層不屬于黏性土，則需挖深或者換土處理，然后再將護筒進行安放。

3.4 鉆機安裝就位

鉆機需由技術(shù)專員進行指導(dǎo)安裝，在指定位置安裝就位后需精心調(diào)平，防止其傾斜和移位。

3.5 泥漿配制

由于旋挖鉆機速度較快，一旦護壁施工處理得不好，容易出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象[3]，因此應(yīng)注意護壁泥漿質(zhì)量要求。開孔使用的泥漿用優(yōu)質(zhì)的膨潤土制作，施工中要經(jīng)常測定泥漿比重、黏度、含砂率和膠體率。

3.6 施工控制

鉆機在施工初期需慢速運轉(zhuǎn)，以便掌握地層中的各種影響因素，進而確定各種鉆進參數(shù)。因使用泥漿護壁，需給其足夠的護壁時間，故鉆進時不宜進尺過快，并保持泥漿面高于護筒頂40 cm。進行提鉆時，需及時向孔內(nèi)補漿，以保持泥漿高度。

3.7 檢孔和清孔作業(yè)

待鉆進至指定深度時，及時下放導(dǎo)管進行清孔。通過磨盤式撈渣法，可一次撈渣或多次撈渣。按要求檢測各種幾何尺寸，合格后再下鋼筋籠及導(dǎo)管，并用泥漿泵再次清孔。復(fù)測孔底沉淀物厚度，若超過要求，可在灌注混凝土前，對孔底進行高壓射水或吹風(fēng)數(shù)分鐘，使沉淀物漂浮后立即灌注水下混凝土。

3.8 鋼筋籠制、安

鋼筋籠通過加工場進行統(tǒng)一加工，通過焊接方式進行主筋連接。為確保鋼筋籠和鉆孔的中心相互重合，并保證其保護層厚度，可沿其縱向及環(huán)向，每隔一定距離設(shè)置保護墊塊。鋼筋籠進行下放時，結(jié)合樁位中心位置在護筒上做好標記，確保其中心和樁中心保持一致。鋼筋籠需用吊筋固定好，避免澆筑混凝土?xí)r鋼筋籠上浮。

3.9 水下砼灌注施工

砼灌注通常選擇提升導(dǎo)管法，導(dǎo)管下至距孔底0.5 m 處，導(dǎo)管直徑為30 cm，每1～2 m 進行分節(jié)。底節(jié)長4 m，利用法蘭盤螺栓將各節(jié)進行連接，灌前需檢查管氣密性，檢查合格后才可使用。導(dǎo)管上需安裝封底漏斗，并用自制砼球在二者之間形成隔水栓，通過撥球法進行封底。提升導(dǎo)管時保持平穩(wěn)，嚴禁將導(dǎo)管提離混凝土面，灌注時導(dǎo)管埋深在2～6 m。邊灌邊拔，嚴格控制計算最后一次澆筑混凝土量，使裝頂標高比設(shè)計標高高出0.5～0.8 m，確保樁頂混凝土質(zhì)量。

4 鉆孔樁施工中的常見問題及解決措施

4.1 坍孔問題

（1）坍孔的主要原因：①加泥漿不及時或者泥漿密度沒有達到要求；②砂層鉆進時進尺太快或者鉆速太快；③吊施鋼筋籠時，碰撞孔壁或者操作時間太長，導(dǎo)致孔壁坍塌。

（2）解決措施：①對鋼筋骨架進行提升操作和下落操作時需保持垂直；護筒四周通過黏土進行填封緊密；鉆進過程中要及時加入新鮮泥漿，并使其比孔外水位高；如果遇流砂土層、松散土層等，可以適當增加泥漿密度，不可進尺過快或長時間鉆孔；②對于輕度坍孔，可增加水泥漿密度及提升水位；對于嚴重坍孔，可以利用黏土泥膏進行投入，等孔壁穩(wěn)定以后再低速鉆進。

4.2 鉆孔偏移問題

（1）孔位偏移的主要原因：①樁架不夠穩(wěn)定，鉆桿導(dǎo)架沒有保持垂直，鉆機出現(xiàn)磨損，部件有松動現(xiàn)象，或者鉆桿發(fā)生彎曲，接頭部分不直；②土層部分軟硬不均勻。

（2）解決措施：①安裝鉆機時，需從水平方向和垂直方向?qū)?dǎo)架進行校正，對鉆孔設(shè)備進行檢修，及時更換問題設(shè)備，遇到軟硬土層需控制其進尺，采取低速鉆進的方式；②偏斜如果過大，可填入石子黏土等進行重新鉆進，并控制鉆進速度。

4.3 流砂問題

（1）流砂的主要原因：①孔外部水壓力大于內(nèi)部，孔壁比較松散，導(dǎo)致大量流砂堆積在樁底；②遇到粉砂層，其泥漿缺乏足夠的密度，使得孔壁沒有形成泥皮。

（2）解決措施：①孔內(nèi)部水位比外部高0.5 m 以上，并增加泥漿密度；②流砂比較嚴重的時候，可以向其中拋入碎磚、石塊、黏土等，用錘將其沖入流砂層，形成泥漿結(jié)塊，以防流砂涌入。

4.4 鋼筋籠偏移和變形問題

（1）鋼筋籠偏移和變形的主要原因：①鋼筋籠長度太大，沒有設(shè)加勁箍，鋼度沒有達到要求，導(dǎo)致變形；②鋼筋籠上沒有設(shè)墊塊；③樁孔自身出現(xiàn)偏移或偏位現(xiàn)象。鋼筋籠吊放未垂直緩慢放下，而是斜插入孔內(nèi)；④孔底還留有沉渣，導(dǎo)致鋼筋籠沒有達到設(shè)計深度。

（2）解決措施：①鋼筋太長，需分2～3 節(jié)進行制作，分段進行吊放，分段進行焊接或者設(shè)置加勁箍對其進行加強；②鋼筋籠的主筋需每隔一段，設(shè)置混凝土墊塊或者焊耳環(huán)，以此有效控制保護層厚度；③樁孔本身出現(xiàn)偏斜或偏位現(xiàn)象，需在下鋼筋籠前進行糾正，對孔底沉渣需置換成清水或者密度適中的泥漿。

5 結(jié)束語

旋挖鉆機廣泛應(yīng)用于地鐵建設(shè)，可以提高施工質(zhì)量和效益。隨著施工工藝的不斷發(fā)展，旋挖鉆機也具備了更加成熟的施工技術(shù)，部分原有缺陷也被有效解決，提升了施工企業(yè)經(jīng)濟效益，具有較好發(fā)展前景。