陳桐民

（中鐵十五局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司，廣東 廣州 510410）

近年來(lái)隨著我國(guó)大中型城市的不斷發(fā)展，以地鐵為代表的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，目前地鐵車(chē)站大多數(shù)位于市區(qū)繁華區(qū)域或者交通繁忙的主干道地段，在一定程度上受到既有市政道路、管線和建（構(gòu)）筑物等復(fù)雜周邊環(huán)境的影響[1]。在復(fù)雜環(huán)境的影響下，由于傳統(tǒng)鉆孔灌注樁在施工空間和結(jié)構(gòu)上的特殊需求無(wú)法滿足地鐵車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工條件[2-3]，因此，可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)采用半圓形橫截面鉆孔灌注樁（以下簡(jiǎn)稱半樁）。本文結(jié)合沈陽(yáng)地鐵3 號(hào)線富民街站圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際施工情況，重點(diǎn)論述半樁的施工流程及施工方法[6]，對(duì)半樁施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)與分析，為類(lèi)似工況條件下其他地鐵車(chē)站半樁施工提供借鑒及參考。

1 工程概況

本工程所在位置為沈陽(yáng)市老城區(qū)，車(chē)站兩側(cè)為老舊5～7 層居民樓及辦公樓，樁基形式為獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)。車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線與周邊房屋最小凈間距僅2.6 m。車(chē)站主體結(jié)構(gòu)上方市政管線種類(lèi)齊全，給水、排水、燃?xì)?、電力、通訊、熱力管線在車(chē)站施工前需遷改，具體規(guī)格型號(hào)詳見(jiàn)表1。

表1 富民街站需遷改市政管線統(tǒng)計(jì)表

因周邊建筑物復(fù)雜且距離車(chē)站基坑較近，基坑開(kāi)挖過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)較高，為了避免車(chē)站施工對(duì)周邊居民日常生活及道路交通產(chǎn)生影響，同時(shí)根據(jù)交通管理部門(mén)“占一還一”的要求，車(chē)站采用明挖半蓋法施工。因車(chē)站施工范圍內(nèi)市政管線較多，管線需遷改至車(chē)站兩側(cè)，但車(chē)站距離周邊房屋間距僅為2～5 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足管線遷改所需的空間要求，因此利用車(chē)站主體結(jié)構(gòu)半幅頂板作為半蓋法施工蓋板并提供管線遷改空間，半幅頂板（蓋板）施工完成后將部分管線遷改至頂板上。

根據(jù)上述實(shí)際情況，車(chē)站全部364 根圍護(hù)樁的橫截面均采用上部半圓形、下部圓形的結(jié)構(gòu)形式。其中車(chē)站一側(cè)圍護(hù)樁為部分頂板兼做蓋板提供支撐條件，即地面至頂板處為半圓形橫截面的半樁，頂板以下部位為圓形截面的全樁；另一側(cè)圍護(hù)樁為首道混凝土支撐提供連接條件，即地面至混凝土支撐處為半圓形橫截面的半樁，混凝土支撐以下部位為圓形截面的全樁。富民街站圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖詳見(jiàn)圖1。

圖1 富民街站圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖

2 施工方法及工藝流程

2.1 施工方法

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，使用反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行圍護(hù)樁施工[4]。采用“跳一鉆二”方法的方式進(jìn)行鉆孔，防止在鉆進(jìn)過(guò)程中，影響相鄰孔位的穩(wěn)定性。

2.2 施工流程

主要施工流程；地面修整硬化→樁位放樣→沉埋護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)→清孔→檢查沉渣厚度→鋼筋籠、半樁鋼模具、導(dǎo)管就位→清孔驗(yàn)收→灌注混凝土→拔起鋼模具、護(hù)筒→移位。

2.3 技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 鉆孔作業(yè)

（1）為成孔作業(yè)創(chuàng)造安全可靠的施工環(huán)境，施工人員需要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整、壓實(shí)。

（2）鉆孔作業(yè)前必須埋設(shè)鋼護(hù)筒，以確保鉆機(jī)作業(yè)時(shí)垂直度滿足要求，內(nèi)徑大于鉆頭直徑100 mm，埋設(shè)深度不宜小于1.5 m。

（3）為避免護(hù)筒埋設(shè)與孔壁之間出現(xiàn)漏水情況，在護(hù)筒周?chē)鶆驅(qū)ΨQ的回填黏土，并分層夯實(shí)，以確保護(hù)筒垂直度滿足要求，防止泥漿流失、護(hù)筒底部滲透塌方、護(hù)筒位移、掉落等情況。

（4）安設(shè)鉆機(jī)時(shí)地面應(yīng)平整，確保鉆機(jī)成孔作業(yè)過(guò)程中鉆桿垂直。

鉆進(jìn)剛開(kāi)始時(shí)慢速鉆進(jìn)，以保證樁位準(zhǔn)確性，并通過(guò)鉆壓、轉(zhuǎn)速、泥漿指標(biāo)等參數(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)控制鉆進(jìn)成孔速度，保證成孔質(zhì)量[5]。

當(dāng)反循環(huán)鉆機(jī)下放的鉆桿長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后，施工人員需及時(shí)檢查相關(guān)施工參數(shù)是否符合要求，檢測(cè)合格后進(jìn)行清孔，將鉆頭稍微提起并進(jìn)行空轉(zhuǎn)，維持反循環(huán)5～15 min左右。鋼筋籠及導(dǎo)管就位后，通過(guò)重錘測(cè)量樁底沉渣的厚度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求富民街站圍護(hù)樁樁底沉渣厚度應(yīng)小于100 mm，若不滿足要求需再次清理孔底沉渣。

清孔可清除孔底殘余的沉渣，確保樁的承載力符合要求。減小孔內(nèi)泥漿密度，保證混凝土澆筑時(shí)孔內(nèi)混凝土流動(dòng)性。清理部分孔壁上的泥皮，從而增加樁身與孔壁之間摩擦阻力。

2.3.2 鋼筋籠加工

（1）鋼筋籠設(shè)計(jì)概況

圖2 鉆孔灌注樁全樁部位配筋圖

圖3 鉆孔灌注樁半樁部位配筋圖

本工程鉆孔灌注樁鋼筋籠結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，單根樁即包含全樁及半樁，鋼筋籠的加工工藝也因此相對(duì)復(fù)雜，在鋼筋籠的加工過(guò)程中，需滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的尺寸偏差，參數(shù)詳見(jiàn)表2。

表2 鋼筋籠加工尺寸允許偏差表

（2）鋼筋籠制作重、難點(diǎn)。

①半樁鋼筋籠橫截面為半圓形，螺旋箍筋、加強(qiáng)箍筋加工難度大，成型后尺寸控制困難，較難達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的尺寸偏差要求，故半樁鋼筋籠的加工是難點(diǎn)。

②車(chē)站南側(cè)圍護(hù)樁的全樁為南側(cè)頂板提供支撐條件，因頂板標(biāo)高沿東西走向存在2‰的坡度，故全樁主筋長(zhǎng)度隨樁位進(jìn)行變化，保證每根樁的鋼筋籠長(zhǎng)度及孔深準(zhǔn)確是半樁施工的重點(diǎn)。

（3）鋼筋籠加工

鋼筋籠在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加工制作，制作前項(xiàng)目部技術(shù)人員通過(guò)樁底、頂板、樁頂標(biāo)高計(jì)算出每根圍護(hù)樁中各類(lèi)鋼筋的長(zhǎng)度參數(shù)，并下發(fā)給工區(qū)技術(shù)人員和現(xiàn)場(chǎng)鋼筋加工人員。因周邊環(huán)境復(fù)雜，鋼筋籠不具備一次加工成型條件，根據(jù)實(shí)際情況將鋼筋籠進(jìn)行分段加工，共分為兩段。加強(qiáng)箍筋采用專(zhuān)用的圓形箍筋加工設(shè)備加工，螺旋箍筋采用滾籠機(jī)纏繞在鋼筋骨架上。加強(qiáng)箍筋通過(guò)焊接方式與主筋連接，螺旋箍筋通過(guò)梅花形綁扎方式與主筋連接，主筋之間通過(guò)直螺紋套筒連接，同一截面內(nèi)的連接數(shù)量不應(yīng)超過(guò)50%。

半樁鋼筋籠加工：半樁鋼筋籠因截面形狀為半圓，加強(qiáng)箍筋需加工成半圓形，為確保尺寸滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，需采取以下措施：①在鋼筋原材上標(biāo)記出平直段與彎曲段長(zhǎng)度。②加工前需將圓形箍筋加工設(shè)備加以改造，在操作臺(tái)上增加限位裝置，箍筋加工成半圓形時(shí)設(shè)備自動(dòng)停止工作，保證半圓的尺寸。③制作半圓加強(qiáng)箍筋尺寸糾偏工作臺(tái)，用鐵錘將半圓加強(qiáng)箍筋敲入糾偏短柱中完成糾偏后再投入施工。詳見(jiàn)圖4、圖5、圖6。④利用滾籠機(jī)纏繞半樁的螺旋箍筋時(shí)，應(yīng)減慢纏繞速度，控制好螺旋箍筋間距，平直段與彎曲段過(guò)度時(shí)，利用自制的撬棍彎曲螺旋箍筋，保證平直段與彎曲段的夾角符合要求。

圖4 鋼筋原材尺寸標(biāo)記

圖5 未糾偏前的半樁加強(qiáng)箍筋

圖6 糾偏工作臺(tái)示意圖

2.3.3 半樁一次性成樁鋼模具加工

常規(guī)半樁施工為混凝土一次性澆筑至半樁頂，開(kāi)挖過(guò)程中通過(guò)人工破除素樁部分形成半樁，此方法工效低、材料人工成本高。為了提高工效，節(jié)約成本，采用鋼板焊接制作半樁鋼模具，使半樁在混凝土澆筑過(guò)程中可一次性成樁。

2.3.4 鋼筋籠及鋼模具安裝

清孔換漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將鋼筋籠分段轉(zhuǎn)運(yùn)，通過(guò)汽車(chē)吊緩慢的將鋼筋籠吊運(yùn)至護(hù)筒上方，開(kāi)始緩慢下降鋼筋籠。在下部鋼筋籠頂部到達(dá)孔頂時(shí)，將型鋼從頂部加強(qiáng)箍筋下方穿過(guò)，使下部鋼筋籠臨時(shí)固定在孔口，隨后起吊上部鋼筋籠，使上下兩節(jié)鋼筋籠位于同一直線上，使用鋼套筒機(jī)械連接，全部接頭連接完成后，繼續(xù)下放鋼筋籠，下降至半樁處時(shí)及時(shí)調(diào)整鋼筋籠角度，確定半樁鋼筋籠位置準(zhǔn)確再繼續(xù)下放直至鋼筋籠安裝完畢。由于本工程對(duì)半樁的樁頂標(biāo)高精度要求較高，通過(guò)上部鋼筋籠主筋焊接的吊筋控制樁頂標(biāo)高，吊筋長(zhǎng)度由技術(shù)人員提前計(jì)算并提供給現(xiàn)場(chǎng)管理及施工人員，施工過(guò)程中要嚴(yán)格把控并及時(shí)量測(cè)。鋼筋籠安裝到位后，通過(guò)吊車(chē)將半樁鋼模具吊放至孔內(nèi)半樁位置，在鋼筋籠上焊接吊耳，下放到設(shè)計(jì)位置。當(dāng)鋼筋籠下放到主鉤吊點(diǎn)時(shí)，暫停放下，并且插入槽鋼，把鋼筋籠固定在護(hù)筒頂，然后拆下主鉤吊點(diǎn)的鋼絲繩、卸扣，吊裝完成。

2.3.5 混凝土澆筑及鋼模具拆除

混凝土澆筑采用導(dǎo)管法澆筑，由于頂部半樁鋼筋籠主筋位于圍護(hù)樁中間，占用的導(dǎo)管位置，無(wú)法使用常規(guī)導(dǎo)管，根據(jù)實(shí)際施工情況，選用了直徑為260 mm 的小直徑導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前必須進(jìn)行水密、氣密性試驗(yàn)并檢查其規(guī)格及外觀質(zhì)量，下放過(guò)程中要保證平穩(wěn)和導(dǎo)管的垂直度，避免導(dǎo)管與鋼筋籠碰撞或鋼筋籠卡住導(dǎo)管的情況發(fā)生。在鋼筋籠和導(dǎo)管下放完成后，因?yàn)樘幱趹腋顟B(tài)的沉渣再次沉到孔底，需進(jìn)行二次清理，沉渣厚度小于100 mm 后開(kāi)始混凝土澆筑。因?qū)Ч苤睆捷^小易產(chǎn)生堵管等問(wèn)題，澆筑前需嚴(yán)格檢查混凝土塌落度，澆筑過(guò)程中加強(qiáng)商混站溝通，確保澆筑連續(xù)，待混凝土初凝并具備一定強(qiáng)度具備拆除鋼模具的條件后，及時(shí)利用汽車(chē)吊將鋼模具拆除吊出，孔內(nèi)回填沙土，至此半樁一次性成樁完成，基坑開(kāi)挖后無(wú)需人工二次破除混凝土成樁。

3 結(jié)語(yǔ)

沈陽(yáng)地鐵3 號(hào)線富民街站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，通過(guò)半樁的運(yùn)用，使得車(chē)站半幅頂板兼做蓋板的做法得以順利實(shí)施，解決了因地鐵車(chē)站周邊環(huán)境復(fù)雜、場(chǎng)地狹小造成的管線遷改空間不足問(wèn)題。在實(shí)際施工的過(guò)程中，針對(duì)半樁施工的各工序，在傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的施工工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，提高了半樁的施工效率，優(yōu)化了半樁的成樁質(zhì)量，達(dá)到了半樁一次性成樁的目的?？蔀轭?lèi)似工況的半圓形橫截面鉆孔灌注樁施工提供借鑒。