地铁车站围护结构施工中的钻孔灌注桩施工技术

施工技术

摘要：围护结构对提升地铁车站安全性起到非常重要的作用，在此背景下，应进一步加大围护结构施工中钻孔灌注桩施工技术应用，并在前沿技术支撑作用下达到提质增效目的。本文以某地铁车站围护结构建设项目为例，针对该项目建设中钻孔灌注桩施工技术应用展开探讨，希望通过本研究能为同类型项目建设提供有益借鉴。

关键词：地铁车站；围护结构；钻孔灌注桩 0引言

在开展地铁车站建设实践中，质量控制核心就是围护结构的定位精度及垂直度控制，一旦桩定位精度不足，垂直度不符合设计要求，必将影响到基坑开挖，致使基坑内主体结构侧墙尺寸及桩间喷锚平整度控制难度加大。随着近年来国内建筑技术水平的不断提升，钻孔灌注桩施工技术被广泛应用于车站围护结构施工中，不仅极大地改善了地铁车站施工环境，还有效保障了施工安全、质量及效率。张志丹结合武汉蔡甸区沌口路与长江路交叉口北侧沌口站工程项目围护结构项目为例，介绍了该项目建设中的钻孔灌注桩施工工艺，实践表明，通过钻孔灌注桩施工技术的科学应用，有效保证了该项目建设的整体质量，基坑开挖阶段，维护桩垂直度与定位精准度得到了有效保证，实现了施工单位施工安全、质量、成本控制目标。本文结合具体项目实际，针对车站围护结构施工中钻孔灌注桩施工技术应用展开讨论。

1项目概况

该地铁车站建设中，采用钻孔灌注桩+1道混凝土支撑+2道钢管撑的围护结构形式，车站主体、出入口、风亭均采用明挖施工方式。根据施工要求，底板埋

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深达14.79m，顶板覆土达1.8m。主体建筑面积10800m²，附属建筑面积9655㎡，总建筑面积20455m²。

2车站围护结构形式 2.1基坑布置方式

结合现场勘测结果，为保障围护结构安全性，设计YK30+698.600～YK30+998.600段基坑为一级安全等级。结合本项目所在地环境条件、工程地质、水文地质等条件分析，并在精准计算及技术经济综合对比后，本车站结构采用钻孔灌注桩+内支撑施工方式，围护桩间距设置为1.2m。标准段采用1道混凝土支撑+2道钢支撑方式，从而有效避免墙体变形问题。

2.2荷载设计

在开展本车站地下结构建设时，为保障围护结构稳定性，需在设计之时针对不同施工段进行强度、刚度、稳定性计算；同时对各施工阶段的荷载情况进行预测，并实时计算其极限荷载能力与常规荷载能力。

2.3围护结构计算

对围护结构进行精准地计算目的是确保围护桩、水土压力及支撑处在相对平衡体系内。在基坑开挖施工过程中，因围护桩承受着水土侧压力及地面超载作用，设计中本着“先变形、后支撑”原则进行计算。

2.4基坑稳定性验算

各支撑轴力及预加轴力统计计算结果如表1所示。

表1：支撑轴力及预加轴力统计单位：kN

位置 单层支撑段 双层支撑段 三层支撑段 支撑 计算轴力 预加轴力 计算轴力 预加轴力 计算轴力 预加轴力 1道混凝土支撑 9 1260 179 2道钢支撑 8 75200 68 9300 1042 300 3道支撑 8 55200 10 6200 680 200 3地铁车站围护结构施工中钻孔灌注桩施工技术应用 3.1施工准备

对基坑现场进行全面检查，了解地面杂物、既有构筑物及地下管线分布特征，对地面杂物进行清除，现场要保证地面平整，同时，为方便钻孔器械转移及钻孔施工中的安全性与稳定性，需对地面进行硬化处理。

3.2测量放线

（1）桩位放线。要参考业主提供的控制点位置，借助导线与三角测量方式建立完善的控制网，控制网数据需在监理工程师审核签字后投入使用。

（2）控制网点把控。定期进行控制网点检测，以便在出现数据偏差后进行实时调整。

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（3）水准点、高程检测。设计人员要结合业主所提供的城市水准点及高程引入临时水准点，监理工程师要对临时水准点及高程进行全面检测与校核，并在签字同意后投入使用。

3.3护筒埋设

为保障钻机能够以垂直桩位方向进行钻进，并对钻口进行保护，有效预防孔口坍塌问题，需在孔口埋设护筒。护筒由钢板材料制成，呈圆筒形。埋设完成后，用黏土将孔壁与护筒间孔隙进行填实，避免打桩时出现漏水问题。埋设深度根据土层性质而定，一般的，如果现场土质为砂土，埋设深度应超过1.5m以上；如果现场土层性质为黏土质，则埋设深度不能低于1m，其护筒应高出地面30～40cm，以防止地表水流入护筒内。

3.4成孔

结合现场需要，基坑钻孔采用泥浆护壁成孔方式，即在卷扬机作用下，将冲击锤悬吊起来，先将硬质土层及岩层破碎后再行成孔。成孔过程中，孔壁会有泥浆及粉末渣土挤入，为避免成孔质量不符合质量要求，需用掏渣筒进行清除。待护筒埋设工作完成后，就可以开展冲孔工作，冲孔初期，应缓慢冲孔，但需用冲锤在护筒中心位置进行密击，同时注入泥浆及块石，起到对孔壁保护作用。当冲孔深度未达到3m时，可适当加大冲击速度，提升冲击锤高度，由于此阶段最容易引起孔壁坍塌问题，需严格控制泥浆密度。

3.5泥浆制备

泥浆护壁成孔过程中，泥浆所起作用最大，它不仅能起到保护孔壁作用，还能起到冷却设备、润滑及携渣作用。由于泥浆本身有一定的密度，如果地下水位之上存在孔内泥浆液面高出现象，就会产生静水压，起到液体支撑作用，进而很好地保护孔壁，防止孔壁坍塌。此为，在钻孔过程中，各土层孔隙容易引发孔壁剥落问题，泥浆可对孔隙尽心密实填充，形成一层致密泥皮。因泥皮透水性较差，可防止水渗透，保证了成孔内水压稳定性，进而维持了孔壁的稳定性；除此之外，钻孔产生的泥渣悬浮于泥浆之上，并随泥浆一同排出，不仅进一步达到良好的护壁效果，还方便了孔内渣土的排除。基于浆液如此多的重要作用，因此，一定要

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严格控制浆液配比，保证其密度要求，如果在钻进过程中出现泥浆密度降低现象，可适当添加膨润土，保障其密度满足工艺要求。值得注意的是，在施工过程中一定要结合环保要求对泥浆、泥渣进行环保处理。

3.6水下混凝土浇筑

在进行水下混凝土浇筑作业时，应用最多的方法就是导管法。导管法就是将密封连接后钢管下放至成孔，为混凝土浇筑提供通道，同时还能有效预防泥土、泥浆及其他杂志掺入混凝土中，影响浇筑质量，保障桩身密实度与坚固度。在下放混凝土通道管时，导管底应距离孔底0.3m～0.5m，导管定应高出地面3～4m，并在导管中放置隔水塞。待管内注满混凝土后，剪短隔水塞铁丝，混凝土便可顺着管道流泻至孔内。相较于钻孔所用泥浆，混凝土密度更大，因此，混凝土下沉到孔底时，泥浆就会上浮，混凝土就会宝珠导管下口，形成混凝土堆。

4深基坑支护施工中泥浆护壁成孔灌注桩施工质量控制措施 4.1合理制定施工方案

施工方案是否科学合理，在一定程度上决定着施工工艺落实的有效性与工程质量的稳定性。因此，在开展桥梁桩基施工之前，设计人员应深入现场，做好现场土层性质、地下水水位及气候条件等调查工作，然后结合实际，制定科学可行的施工方案。严格控制打桩数量及基础下层换土量，尽量使用土石屑提升桩基础承载能力。

4.2合理控制桩基竖向偏差

根据桩基础施工规定，桩顶标高允许偏差仅为-50mm～+100mm，为避免出现返工现象，在工程设计、施工环节就尽量做好桩体标高控制，确保所有桩体符合桥梁设计要求，尤其要注重桩体卸载后的回降量，要能将其控制在同一标准。

4.3加强漏浆处理

在桥梁桩基础施工中，漏浆施工时有发生，必须进行严格控制，以保障桩体质量不受影响。在遇到漏浆事故时，首先要保障桩孔内水位满足工程需求，再结

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合现场地质构造情况，判断其是否存在裂隙或溶洞等情况，然后根据施工条件可漏浆程度进行回填，对于回填料的选择也应经合理分析后进行，假如现场漏浆不严重，但土层结构为软弱土层，就不能采用单一粘土进行回填，应综合各种填料方式进行回填，保障漏浆处理效果。

4.4预防坍孔现象出现

坍孔问题常发生在成孔阶段及成孔之后，引发坍孔问题出现的主要原因是泥浆护壁效果不佳，或是孔内土层性质为软弱土层，亦或是孔外水位超出了泥浆液面水平，在掏出孔内土渣时，孔壁掏渣筒或钢筋笼碰撞作用下，导致出现坍孔问题。在处理此类问题时，首先应确定坍孔位置，并及时用黄土、砂砾或黏土进行回填，回填高度应再次高出1m～2m。如果坍孔问题非常严重，需先进行全部回填，待其密实后重新钻进，同时利用钻头与泥浆进行扫孔。

4.5处理成桩底积淤过厚问题

如果成桩堆积过多，已超过了规定量，桩底灌注就变得异常困难，同时还会对桩体承重能力造成影响。引发此类问题的主要原因是施工管理工作没有做到位，清孔不彻底，造成孔内大量积淤。因此，一定要加强施工管理，在进行清孔工作时，要彻底清理干净，并在清孔完成后，及时进行混凝土浇筑。

4.6断桩处理

为有效防止出现断桩问题，结合施工经验，应采取以下几方面措施：（1）成孔后，认真做好清孔工作一定要以最严谨的态度做好清孔工作，通常建议使用冲洗液清孔，根据孔中沉积物的情况设置合理的冲孔时间，冲孔操作完成后，立即浇筑混凝土，减少或避免孔底沉淀物超过相关规格的情况。（2）在浇筑混凝土之前，必须检查孔的直径，并准确测量孔的总数和初始混凝土浇筑量。在浇筑阶段，应密切监控混凝土表面的高度和导管的深度，并及时有效地进行调整。提起导管时，它必须准确可靠，并且必须严格遵守相关规定。确保混凝土的可加工性，流动性和坍落度满足浇筑施工的要求。应更多关注地下水活动频繁的地区，并应事先进行规划。（3）严格按照有关规定浇筑混凝土，以保证浇筑过程的连续性和快速性。浇筑封底必须一次性成功，混凝土混拌和必须均匀，灌注桩顶面

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标高应高出设计标高50厘米，从而保证桩顶混凝土施工质量。在进行水下灌注桩施工作业中，泥浆的质量会影响孔的形成、清孔及浇筑等各个方面。旋挖钻机成孔过程中，常用商品膨润土自制泥浆，开孔前，至少制备1.5倍桩孔容积的合格泥浆，并在开挖清孔过程中及时补充新泥浆；同时，还应注重滤砂除砂工作在，既保证了泥浆性能指标，又节约了泥浆成本，还减少了废浆排放量，保护了环境。

5结束语

总而言之，为切实提升地铁车站围护结构稳定性及安全性，应在施工过程中充分发挥钻孔灌注桩施工技术优势，在充分做好现场地质、水文条件勘察后，设计科学合理的基坑布置方式，同时对围护桩荷载能力进行精确计算，保证桩基础的垂直度。除此之外，还应在技术应用实践中，从现场准备、成孔、泥浆制备、护筒埋设及混凝土浇筑等施工环节进行严格的质量控制，切实保证围护结构整体稳定性。另外，还应进一步加强对施工人员的技术培训、加强技术标准的统一性。百年大计，品质至上。对于地铁车站桩基工程，单桩质量与建筑物整体质量密切相关。因此，应积极认识一些重要施工环节中经常出现的质量问题，加强预防控制措施的应用，实现基坑支护建设质量最大化，为我国经济提供越来越安全的服务。

参考文献

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[3]张鑫.地铁车站围护结构建设中的钻孔灌注桩施工技术[J].北方建筑，2021，6(02):49-52.

[4]赵明星.地铁明挖车站围护结构中的钻孔灌注桩施工技术[J].设备管理与维修，2020(20):167-169.

[5]孙震.影响钻孔灌注桩承载力的主要因素及施工工法研究[D].安徽理工大学，2019.

[6]何嘉齐.钢套管钻孔灌注桩施工对邻近既有地铁隧道的影响研究[D].南宁：广西大学，2020.

[7]毛宗原，何刚，毛刚，等.临地铁全回转干成孔灌注桩承载力特性实例分析[J].建筑科学，2021，37(3):131-137.