地铁车站围护结构钻孔灌注桩施工技术
0 引言
将钻孔灌注桩施工技术应用于地铁工程建设中,不仅可以提高项目施工质量,还可节省项目施工时间,从而确保项目施工保质保量完成。但是,目前国内的钻孔灌注桩施工过程仍存在一系列的问题和缺陷。因此,在实际施工中,施工单位必须做好施工现场的监控工作,以保障各工序正常有序进行,提高钻孔灌注桩的施工质量。
1 工程概况
本工程为某地铁机车厂站,该车站属于节点换乘车站。车站长度和宽度分别为749.4m和24.3m,公共区采用无柱建筑形式,有效站台长度为186m,顶板覆土厚度约3m。设备区采用双柱式施工形式,顶板覆土厚度和底板埋深程度分别为5.0m和22.7m。配线段的施工形式为单柱和双柱相互配合形式,顶板覆土厚度和底板的埋深程度分别为4.0~5.0m和22.7m。
2 钻孔灌注桩施工工艺流程
地铁车站围护结构钻孔灌注桩施工工艺流程如图1所示。
3 钻孔灌注桩施工技术分析
3.1 测量放样
复核设计院所提供的测量控制点,复核结果合格后,放出旋挖钻孔灌注桩桩位,根据测量控制网定出桩位中心点。完成双向控制定位后人工开挖,此时需要测量人员采用双向十字线的控制方法对桩中心进行控制。钻孔之前,需要校核钻头的中心和桩位的中心是否重合。另外,在实际施工中,还需检测钻具位置的变化,保证孔位不出现偏差。
3.2 探坑开挖
开展钻孔施工前,为对钻孔区域下方管线的埋设情况进行检查,应用人工挖掘的方式对待施工桩位进行开挖施工,控制开挖深度为3m。
3.3 埋设护筒
钻机就位,将钻尖对准桩位中心,钻机旋挖达到特定深度后即下放护筒。控制护筒的埋深为1~2m,控制护筒顶端高出地面的高度为0.3m。另外,还要保证护筒的直径及长度均满足相应的要求,用黏土对护筒四周回填,采用分层夯实的方法;护筒埋设好后,测量人员需要再次对桩位进行复核和校正,报送监理工程师,监理同意后方可进行正式的钻进施工。
3.4 钻进成孔
采用筒式钻斗旋挖钻机进行开挖施工,在开挖施工前,必须定好桩位并拉好十字线,桩位对准后方可调整钻机的垂直度;护筒内部的泥浆灌满后开始钻进施工,下放钻头至预定深度,适当旋转钻斗缓慢地施加压力,将土慢慢挤入钻斗内;当仪表显示筒满后,关闭钻斗底部,提升钻斗并将土卸到堆放地点,继续进行开挖,注意边开挖边补充泥浆,以确保提钻后液面较护筒地面要高,从而提高孔壁的稳定性。需要注意的是,在实际施工中,需要根据土质的实际情况对泥浆的相对密度进行调整。桩深达到设计要求后,检查桩径、桩的垂直度、沉渣厚度,合格即可开展清孔换浆施工,旨在降低孔内泥浆的相对密度,减少孔底沉渣量。
在开始钻进施工或穿越软硬交界处时,为确保钻具处于竖直状态,需缓慢钻进。钻进时一旦出现难钻进或钻杆摇晃,立即提钻检查,并处理妥当后继续钻进,避免桩钻杆出现扭断或损坏的问题。在钻进工作中,还需随时对孔口的散落土或杂物(如果遇到塌孔或缩颈等异常问题时也需将钻具提出)采取合理的措施进行妥善处理。钻进施工中需仔细填写钻进记录,一旦发现异常,立即通知技术人员。当钻孔深度达到设计要求后,组织技术部和监理工程师一起进行报验,确保成孔符合设计要求。
3.5 第1次清孔
旋挖钻机钻进施工中产生的钻渣可以用旋挖筒提出,应用静态泥浆护壁的方法可以降低泥浆用量。钻进施工到一定标高后,需要用旋挖筒进行第1次清理,确保可将孔底的沉渣彻底清除干净,并且注意控制孔底沉渣的厚度必须小于150mm。完成第1次的清孔工作后,需要用试笼法对成孔垂直度进行检验,并且严格按照桩基施工规范进行验收,同时还要注意控制钻孔桩垂直度偏差不能超过1%。
3.6 钢筋笼制作及安放
根据钻孔桩配筋图制作钢筋笼,务必保证钢筋笼的位置、钢筋数量及设置间距符合图纸及相关规范要求,主筋应用φ25,采用单面搭接焊接的方式,控制搭接的长度必须超过10d;定位加劲筋应用φ20,控制其间距为2m;螺旋筋应用φ12,注意控制每个断面内定位筋的数量为4个。此处需要注意的是,箍筋与纵筋交接处必须焊接牢固。为保证钢筋保护层的厚度,将混凝土垫块设置在钢筋笼外侧。钢筋笼的加工和制作一般在现场提前完成,所有加工成型的钢筋笼需要挂牌,并在牌上标明具体的工程名称、钢筋控制长度、主筋数量和直径等。
完成钢筋笼制作后,需要技术人员亲自检查,以保证钢筋笼的制作质量符合相应的设计要求。该步骤完成后,技术人员需报送监理工程师进行检验,监理工程师检验合格后,就可以进行后续的吊装作业。
吊装钢筋笼时,为避免钢筋笼出现变形或扭曲等质量问题,需要设置专人进行指挥。钢筋笼入孔必须对准中心,缓慢下方,避免钢筋笼触碰孔壁导致塌孔。另外,还需要对轴线的垂直度进行校正,切勿出现扭转变形的问题。
3.7 第2次清孔
完成钢筋笼和导管安装后,就可以进行第2次清孔,控制二次清孔的时间约为2h。完成二次清孔后,需对钻孔的质量进行检查,确保各项指标都满足相应的要求。检查结果合格后,技术人员需要将其报送给监理工程师,监理工程师检验合格后即灌注混凝土。
3.8 混凝土浇筑
完成验孔工作后,需要及时进行混凝土浇筑。车站钻孔灌注桩桩芯所浇筑的混凝土大多为商品混凝土,强度等级不超过C35,混凝土进入施工现场前,需要对混凝土的坍落度进行试验,保证混凝土坍落度处于180~220mm,方可制作混凝土试件。
完成制作后,需对混凝土试件进行养护,保证混凝土试件质量。首批混凝土的灌注量应该保证导管埋入混凝土内的深度必须超过1.0m,封底成功后即可进行正常的连续灌注。灌注施工中,必须控制导管埋入混凝土的深度为2~6m。如果孔内混凝土面和钢筋骨架较为接近,则需适当放慢混凝土的灌注速度。除此之外,灌注施工不能随意排放孔内的泥浆和水,需采用引流的方式将其释放到泥浆池中。为了提高混凝土浇筑质量,混凝土的浇筑高度应超过设计标高0.5m。
4 结语
在地铁车站深基坑工程施工中,控制围护桩的定位精度及垂直度十分重要,稍有不慎就会影响整个基坑的开挖质量。围护结构钻孔灌注桩施工技术在地铁车站施工中的应用,可以提高施工质量和缩短施工时间,切实保证整个施工项目的经济效益和社会效益。
[2]张勇.工程钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].绿色环保建材,2019(6):183,186.
[3]李亮红.岩溶地区地铁深基坑围护结构钻孔灌注桩施工技术研究[J].低碳世界,2019,9(7):249-250.