关键词：地铁施工；围护桩基；技术；探讨
一、工程简介
沈阳地铁四号线九标项目太原街站采用暗挖PBA工法施工，车站地处商业繁华区，周边主要为商场和商务大厦，站址西侧为沈阳新世界商业中心、名汇新世界大厦和力创大厦，东侧为欧亚联营商务大厦、中华剧院等建筑，东南侧为中山公园，西侧有太原街步行商业街。客流比较集中，主要为附近的商业客流。
工程设计三个施工竖井，围护桩基施工过程中，车站上中导洞初支施工，相互间存在交叉作业，合理分配每个井口的使用功能，根据进展情况进行调整。
设计围护桩基数量399根，直径1米，桩间距1.2米，根据桩长及桩径不同,边桩分为A、B、C、D型四种，标准桩长24米。上边导洞设计为拱顶直墙，尺寸为4米*5米，桩基内边位置高度4.3米，导洞内空间狭小，无法按正常施工桩基组织，因此钻机的选择、泥浆制作、钢筋笼制作与连接、施工过程的吊装、临电等安全管控、桩基质量控制、现场文明施工保证都成为了研究的方向点。对此，沈阳地铁四号线九标项目通过前期策划调查，组织内部讨论等方式，制定了一系列的施工过程控制措施，并在实施过程中总结纠偏，逐步完善，达到了安全、质量、进度、文明施工等预期目标，下面针对项目的实例进行分析。
二、实例分析
1、技术方案确定
施工前，项目收集相关类似工程的一些基本信息，结合项目所处地层情况、导洞大小条件与交叉作业影响，并经与作业队伍讨论实施方案后，确定施工顺序、设备类型及高度、泥浆参数、钢筋笼分节、文明施工保证等各项数据与标准。
2、选择的基本参数
（1）施工顺序
首先由三号竖井做为桩基施工竖井，一、二号竖井做为中导洞暗挖施工竖井，两台钻机两侧同步施工；二号井至三号井暗挖施工完成后，桩基场地转至二号井，两台钻机施工向两侧施工，一号井施工两侧暗挖及北端横通道，三号井施工接桩与冠梁；一号井暗挖施工完成后，进场一台钻机至一号井施工端头桩基。
（2）设备类型及高度
钻进设备采用反循环钻机施工桩基，钻机总高度经过改装总高度为4米；吊装设备采用自制钢架加电动卷扬机组合成型，满足吊装总重要求；清淤设备采用小型挖掘机；运土设备采用自卸电动三轮车。
（3）泥浆参数
地质报告显示桩基所处范围内均为中粗砂或砾砂，制浆材料采用膨润土。施工中测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率，并保持护筒内泥浆顶面始终高出护筒外水位。
（4）根据类似工程经验，钢筋笼长度分节为2.5m*8+1.8m。
（5）采用塑料布加砂袋围堵的方式防止泥浆外溢，同时做为泥浆池和沉淀池，沉淀池内渣土及时清除，灌注完成后清理全部残土，做到工完料清。
3、施工工艺流程
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4、过程控制分析
（1）质量控制分析
①测量定位采取双检制，首先项目测量主管计算桩位坐标，编制成果书，经项目技术负责人审核后上报测量监理工程师审批，之后以交底方式下发工区技术人员。由工区技术人员按成果书现场放样，再由项目测量组对工区所放点位进行复核，复测结果合格后现场组织施工。
②及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备的泥浆进行一次测试，使用前再进行一次测试，钻孔过程中经常进行检测，保证泥浆质量。泥浆参数严格控制，实际地层情况与勘察报告无偏差，保证孔内水头高度，施工过程受控。
③钻机钻进速度，首先按3m/h严格控制，施工过程中未发生任何不良情况，之后逐步提高钻机速度，最终控制钻进速度保持4-4.5m/h，直至施工完成全部围护桩基。
④垂直度控制通过两方面进行，一方面钻机过程中，每钻进2米，由作业班组长使用水平靠尺进行量测钻进垂直度，工区技术人员每4米使用自备水平靠尺量测；另一方面对钻机每周进行一次钻杆垂直度校正；
⑤钢筋笼主筋16根，采用100%一级接头工艺，所有接头均在同一断面，原计划采用标准节2.5m*8+1.8m，此方式现场连接接头多，时间长，对孔内沉渣二次清理及塌孔控制风险较大。经项目和作业班组研究讨论，对吊装设备进行改进，调整滑轮位置、减少吊钩绳索高度及降低桩边临时支撑高度，此措施节省设备自身高度0.8米。因此将钢筋笼设置调整为3.3m*6+2m形式，这样不仅减少了钢筋笼节数和连接套筒数量，同时还减少连接时间和加工时间，也合理的控制了原材下料长度，减少了废料，也降低了间隙时间长的风险。
另一方面，由于钢筋笼采用现场机械连接工艺，因此采取一端套2倍丝头长度，先将套筒连接到一端钢筋笼上，连接时在向外反拧，使得两节钢筋笼紧密连接，对此方式，为保证钢筋笼连接质量，不断查阅规范、书籍，最终定格在《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016规范当中“6.3.1直螺纹连接的安装符合应符合，对无法对顶的其他直螺纹接头，应附加锁紧螺母，顶紧凸台等措施紧固”；项目采取了直螺纹锁紧螺母措施进行加固，保证了连接质量。
⑥设计要求跳桩施工间距不小于4.8米，实际施工跳桩间距为4.8米，即为第一遍1-5-9…，第二遍3-7-11…，第三遍为2-6-10…，第四遍为4-8-12…。过程既保证了设计要求，
⑦灌注每根桩基约18m3混凝土，采用车载地泵设备灌注，灌注时应混凝土全部车辆到场后再进行，以防市区内同行等客观因素的发生，影响灌注质量。导管下放至距孔底0.3-0.5m范围内，首盘采用2m3大料斗进行封底，随着灌注混凝土的进行，量测灌注混凝土面高度，逐步提升导管，确保导管埋置在混凝土内的高度控制在2-6m，直至灌注完成。
⑧因洞内桩基不具备超灌条件，但可以直接看到桩顶灌注混凝土的表面，因此自制活动封底钢管直接取样，以确定桩顶灌注混凝土质量。
（2）主要安全管控分析
①因钢筋笼连接接头均采用一级接头方式100%设置在同一断面，虽然接头试验与隐蔽工程验收均符合要求，但为进一步增强围护桩基整体稳定性，确保后续基坑开挖的安全，项目采取相邻桩基内钢筋接头上下位置错开方式进行连接，将钢筋笼连接顺序分别进行A、B两种对应型号分类标识。根据施工顺序，单号桩基钢筋笼全部采用A型方式连接（3.3m*6+2m），双号桩基钢筋笼全部采用B型方式连接（2m +3.3m*6），此方式仅需改变钢筋笼上下顺序即可实现，简单、有效的提高了围护结构的整体稳定性。
②桩位格栅破除及防护采取在预施钻的位置破除上层小导洞仰拱格栅,破除格栅最小净距不小于2.4m,每隔1个孔位进行破除；仰拱混凝土破除后，做环形钢筋箍连接断开的仰拱格栅。钢筋环采用Φ25钢筋制作，上下双层，与所有露出的格栅主筋用L形帮条筋焊接。
③洞内桩基临边防护主要为提前埋设的护筒和混凝土灌注后初凝前孔口防护。
护筒埋设后，采用Ф16钢筋制作尺寸为1.3m*1.3m的圆形篦子，网格尺寸为0.15m*0.15m间距，单个篦子重约30kg。每个钻机制作2个即可满足需要，不用时可悬挂于导洞侧壁上。
灌注后的孔口采用3*3cm方钢焊接防护架，长宽高为1.5m*1.5m*0.5米，防护四周设置防护桶与警戒带，导洞侧壁悬挂醒目警示标识，随灌注随防护随移动。
（3）文明施工管控分析
泥浆池及泥浆循环系统主要设置在小导洞内适宜位置，泥浆池与桩位施工区相连，在导洞一侧设置沉淀。洞内用沙袋围成高0.6m,长10m,宽3m的泥浆池及沉淀池,沉淀池与泥浆沟用铁篦子格开，用以沥干沉渣。废渣集中排出洞外，在洞外适当晾晒后清运出场，做到工完料清。
（4）进度、工效分析
车站洞內钻孔桩共399根，计划最多3台钻机同时施工，计划2018年3月1日开工，2018年8月21日完工，共历时174天。
前期施工2台钻机同时施工,施工车站2号竖井至车站3号竖井间边导洞,待施工完成后,钻机转至车站2号竖井至车站1号竖井间边导洞继续施工,车站1号竖井至车站北端头当满足施工条件后,进场第3台钻机进入施工现场,3台钻机同时施工,保证工作有序进行。
在同步施工围护桩与车站中导洞的过程中，根据现场组织安排，实现了交叉作业影响最小，围护桩基作业连续，无停滞现象。
（5）单桩作业主要工序时长及人员需求
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结束语：
综上所述，本文对PBA暗挖工程小导洞内围护桩基施工从质量、安全、文明施工、工效、作业时长等方面进行了分析，仅以太原街站项目实例为依据，阐述使用中所取得的效果，以及实践中总结的一些经验，不能涵盖所有情况，希望太原街站实用实例能够为类似项目提供些许参考。
参考文献：
[1]GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范
[2] JGJ94-2008, 建筑桩基技术规范
[3] JGJ107-2016,钢筋机械连接技术规程
[4]何业勇，傅志强．暗挖地铁车站洞内钻孔围护桩施工技术[J]．市政技术，2009，27（4）：385-387.
论文作者:郑岩
论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期
论文发表时间:2020/4/27
标签：桩基论文; 钢筋论文; 钻机论文; 泥浆论文; 竖井论文; 作业论文; 车站论文; 《建筑实践》2020年01期论文;