任仕超 陳鍵 黎邦飛

一、前言

廣州目前正在進(jìn)行大規(guī)模地鐵建設(shè)，其中大部分車站采用了明挖法.由于地鐵建設(shè)主要位于人口密集，建筑物、交通設(shè)施稠密地帶，故地鐵工程的基坑開挖只能在支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行垂直開挖。目前地鐵深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般采用的形式有鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁復(fù)合結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)和SMW工法.相對(duì)上述圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鉆孔咬合樁在地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中較少有應(yīng)用。該方法在國(guó)外及國(guó)內(nèi)部分地區(qū)，已具備成熟的施工經(jīng)驗(yàn)與工法，有很多成功的工程實(shí)例。其適用于沿海地區(qū)軟弱地層、含水砂層地質(zhì)情況下的地下工程深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。它采用的是鋼筋混凝土樁與素混凝土樁切割咬合成排樁的型式，其圍護(hù)和止水效果很好，為此，在廣州地鐵7號(hào)線二期蘿崗站深基坑工程中引入了鉆孔咬合樁工法。

二、工程概況

2.1工程概況

蘿崗站位于開創(chuàng)大道與香雪三路交叉口處，沿香雪三路南北布置，位于既有6號(hào)線蘿崗站北側(cè)。為地下三層島式站臺(tái)車站，總長(zhǎng)度166m，標(biāo)準(zhǔn)段寬23.1m，車站基坑開挖深度約25.2m;共設(shè)5個(gè)出入口及兩組風(fēng)亭，其中A、B出入口采用頂管法施工，其它采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合樁+內(nèi)支撐形式，

2.2設(shè)計(jì)概況

蘿崗站基坑分兩期實(shí)施，一期為北端基坑（長(zhǎng)度123m），二期為南端基坑（長(zhǎng)度43m），一期基坑及二期基坑普通段咬合樁采用直徑1.2m葷樁與1m素樁咬合，咬合350mm，部分為300mm，葷、素樁中心間距1.5m（部分為1.6m），深度約32.185～34m，利用旋挖鉆成孔。二期基坑加深段咬合樁采用直徑1.2m葷樁與1m素樁咬合，咬合350mm，葷、素樁中心間距1.5m，深度約36～38m，利用全回鉆全套管鉆機(jī)成孔。

旋挖鉆孔樁底嵌入地層深度分別為全風(fēng)化花崗巖（6H）8m、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖（7H）7.5m（6m葷樁+1m素樁）。為確保既有6號(hào)線蘿崗站結(jié)構(gòu)安全，對(duì)靠近既有六號(hào)線部分（南端頭）咬合樁在此基礎(chǔ)加深了4～7m。葷樁混凝土等級(jí)為水下C35P8混凝土，素樁混凝土等級(jí)為水下C20P8混凝土。

三、工程地質(zhì)情況

蘿崗站基坑地層從上到下依次為素填土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，該區(qū)段孤石較為發(fā)育，詳勘揭示率達(dá)到39%，后期進(jìn)場(chǎng)根據(jù)“一槽兩鉆”孤石揭示率達(dá)75.6%，如圖2-1

四、施工情況

4.1施工工藝選擇

由于蘿崗站臨近既有地鐵六號(hào)線蘿崗站距離較近，水平距離最近4.2m，車站根據(jù)詳勘揭露孤石較發(fā)育，孤石揭示率高達(dá)76%，施工前專家對(duì)設(shè)計(jì)方案審查時(shí)提出，車站施工期間嚴(yán)禁采用“沖、振、爆”等施工工藝，為了保證既有線的安全，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)由地下連續(xù)墻變更為鉆孔咬合樁施工，臨近既有線端頭為了保證咬合樁成孔的質(zhì)量，采用全回轉(zhuǎn)全套管鉆機(jī)進(jìn)行施工，其他均采用旋挖樁機(jī)施工。

4.1.1機(jī)械選型

通過(guò)調(diào)查、比選及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，全套管鉆機(jī)能滿足成樁垂直度3 ‰ 的精度要求，同時(shí)具有定位速度快、靈活、下壓力大、施工噪聲小等特點(diǎn)。旋挖鉆機(jī)在成孔過(guò)程中有泥漿護(hù)壁，無(wú)孔壁坍垮問(wèn)題，且成孔垂直度能由旋挖鉆機(jī)垂直度控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整和保證，在樁身混凝土處于塑性狀態(tài)下完成切割咬合過(guò)程形成的排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體性狀好、支護(hù)強(qiáng)度大、防滲效果佳。

施工初期現(xiàn)場(chǎng)配備一臺(tái)260回旋鉆機(jī)及一臺(tái)360回旋鉆機(jī)，由于該施工區(qū)域處于存在大量孤石，單軸抗壓強(qiáng)度60～135MPa，260回旋鉆機(jī)成孔時(shí)間較長(zhǎng)（約3天）。360回旋鉆機(jī)成孔時(shí)間較短（約24小時(shí)）。

經(jīng)項(xiàng)目部對(duì)比分析360回旋鉆機(jī)施工機(jī)械化程度高、成孔速度快、樁機(jī)就位迅速、成樁效率明顯高于260回旋鉆機(jī)故決定采用360回旋鉆機(jī)施工。

4.2咬合樁施工工藝流程及方法

4.2.1咬合樁施工流程

咬合樁施工內(nèi)容主要有：導(dǎo)墻施工、咬合樁鉆孔、鋼筋籠制作、鋼筋籠吊裝、咬合樁混凝土灌注。

4.2.2導(dǎo)墻施工

為了保證鉆孔咬合樁孔口定位的精度并提高樁體就位效率，應(yīng)在咬合樁成樁前首先在樁頂部?jī)蓚?cè)施作混凝土導(dǎo)墻或鋼筋混凝土導(dǎo)墻。

4.2.3單根咬合樁施工工藝流程

（1）鉆機(jī)就位：當(dāng)導(dǎo)墻強(qiáng)度達(dá)到100%后，移動(dòng)鉆機(jī)就位，重新定位樁中心位置，使鉆機(jī)主桿中心和磨盤中心對(duì)應(yīng)于導(dǎo)墻孔位中心，并調(diào)整樁機(jī)于水平。另外將點(diǎn)位反到導(dǎo)墻頂面上，作為鉆機(jī)定位控制點(diǎn)。樁位偏差不大于5cm。本工程采用咬合樁施工，樁位鉆孔順序及其重要，開放樁前應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員確認(rèn)樁號(hào)及鉆孔順序，保證相鄰樁咬合，避免出現(xiàn)兩個(gè)葷樁或兩個(gè)素樁相鄰的情況。

（2）成孔：采用旋挖鉆成孔作業(yè)，旋挖鉆的泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池，沉淀槽、泥漿泵等組成，并設(shè)置排水、排漿等設(shè)施。成孔到設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行孔深、孔徑、垂直度、泥漿濃度、沉渣厚度等指標(biāo)測(cè)試檢查，確認(rèn)符合要求后，才可進(jìn)行下一道工序。

（3）吊放鋼筋籠：對(duì)于B樁，成孔檢查合格后進(jìn)行安放鋼筋籠工作，此時(shí)應(yīng)保證鋼筋籠標(biāo)高正確;

（4）灌注混凝土：如孔內(nèi)有水，需采用水下混凝土灌注法施工;如孔內(nèi)無(wú)水，則采用干孔灌注法施工并注意振搗;

4.2.4排樁施工工藝流程

總的施工原則是先施工A樁，后施工B樁，其施工工藝流程是：A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如圖所示：

4.4咬合樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1、做好試樁及工藝總結(jié)，合理確定各項(xiàng)工藝參數(shù)。

支護(hù)樁施工前必須進(jìn)行試樁，選取有代表性的工程地質(zhì)地段，每種施工工藝樁數(shù)量不少于一組，每組不少于3根，其中Ⅰ序樁不少于2根，Ⅱ序樁不少于1根。蘿崗站部分咬合樁進(jìn)入8H、9H地層，試樁階段共計(jì)施工4組，通過(guò)試樁，驗(yàn)證了施工設(shè)備適應(yīng)性，確定了不同地層工藝參數(shù)。