全护筒施工技术在临近地铁侧支护桩中的应用

韩哲远 胡占东 赵宏生

【摘要】本文针对位于市中心超高层建设的深基坑支护结构，部分剖面临近地铁主要出入口，为确保地铁运行安全平稳，同时保证钻孔桩顺利施工成型不塌孔，我项目部仔细研究设备选型，合理优化施工方案，提出一种成槽机与搓管机组合一体，保证施工效率，桩体成型效果好的施工方法，加快了施工速度，节约了关键线路工期。

【关键词】提高效率;保证质量;增加效益;降低成本;提倡环保

1、设计概况

华府新天地超高层项目位于沈阳北站CBD核心商圈，周边人流密集，基坑南侧偏西紧邻正在运营的地铁二号线金融中心车站及3#出入口，施工红线与地铁出入口最近距离仅0.3m。为确保周边楼群及行人安全，同时确保地铁运行安全平稳，我工程设计支护形式采用双排桩+混凝土内支撑，基坑设计深度22.65m，支护桩混凝土标号采用C35水下混凝土，桩径1米，桩中心间距 1.5 米，桩长 40 米，嵌固深度 17.35 米，前排桩 44 根，后排桩 46 根，共 90 根，双排桩间为高压旋喷桩，高标准设计防范钻孔桩施工过程中产生的涌水涌沙现象，同时对周边及场内深基坑做好监控变形。

2、选题理由

2.1基坑位置特殊，紧邻地铁结构，较为典型

基坑南侧偏西紧邻已建的地铁二号线金融中心车站及3#出入口，偏东为沈阳北站～金融中心站区间结构。基坑周边环境复杂，交通十分繁忙，周边市政管网较为密集。

2.2基坑开挖深度大，质量安全控制尤为重要

临近地铁侧基坑开挖深度为22.35米，支护结构为双排支护桩，支护桩间距较小，且两排支护桩间施工高压旋喷桩加固土体，桩身垂直度控制、混凝土灌注质量要求高。

3、管理重难点

（1）周边地下电力、热力、通讯及给水、污水管道纵横交错，较为复杂，基坑南侧偏西紧邻已建的地铁二号线金融中心车站及 3#出入口，南侧偏东为沈阳北站～金融中心站区间结构。周边地段较为繁华，支护桩施工前应先进行人工探沟作业，探明管线位置，确定有无各类管线位于施工区域内或影响施工，保证周边管线不被破坏。

（2）人工杂填土厚度较大，支护桩施工容易塌孔，根据勘察报告所示，本工程最上层为杂填土（Q4ml），主要由混砾砂、黏性土及建筑垃圾组成，底部局部为素填土。该层分布连续，层厚 1.00～20.00m，层底埋深 1.00～20.00m，层底标高26.02～45.06m。

（3）成孔质量控制管理，本工程支护桩采用钻孔灌注桩，成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，若成孔质量低下，可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计要求等，并最终直接影响到桩身的整体质量。

4、管理策划及创新

4.1前期考察，机械选型

根据以往施工经验，考虑到全护筒跟进旋挖钻孔施工所需设备多、占地大、施工不方便、且噪声污染大等因素。前期考察机械中，选用成槽、搓管组合机器，施工占地相对较小，施工便捷，一台组合机器可独立完成钢护筒跟进与吊装、钻孔、拔护筒等多项工作，施工效率高，成孔质量好。

4.2施工情况对比

采用成槽、搓管组合机全护筒跟进钻孔工艺，平均每小时钻孔10米左右，采用旋挖钻机钻孔全护筒跟进工艺，平均每小时钻孔7米左右;采用成槽、搓管组合机全护筒跟进钻孔工艺，投入机械成槽搓管组合机1台、铲车1台、汽车吊1台，采用旋挖钻孔全护筒跟进工艺，投入旋挖钻机一台，搓管机1台，汽车吊1台，铲车1台，拔管机1台;采用成槽、搓管组合机全护筒跟进钻孔工艺，噪音小，几乎无噪音，采用旋挖钻孔全护筒跟进工艺，旋挖钻机产生噪音极大。

4.3施工流程及创新点

（1）定位放点：平整场地，使用全站仪精确定位放点，撒白灰标记，并钉入焊条，控制施工时桩位偏差，四周引四根钢筋棍定实随时复核，控制桩位偏差在50mm范围内。

（2）搓管机中心移动至桩位点：搓管机中心移动至桩位点后，人工量尺，确保搓管机中心对准桩位点，提高下钢护筒位置精确度。

（3）吊装第一节护筒：吊装第一节护筒落入搓管机内，通过液压装置，将护筒压入土层，且保证护筒上部露出于搓管机1米，便于第二节钢护筒链接，并控制护筒垂直度，最终桩的垂直度误差不大于千分之五。

（4）全护筒跟进连接：采用自带卷扬吊动装置吊装护筒，确保护筒钢槽接嘴处完全闭合，钢护筒之间通过高强螺栓高效的无缝连接，利用耳勺掏土，土方标高下降后，利用液压机主控室将护筒依次将压入土体。

（5）冲抓斗掏土：钢护筒下至设计节数后，测量护筒顶与地面高差，确定标高，标高无误后，清至设计孔底标高，清理沉渣。

（6）钢筋笼吊装：使用汽车吊吊装钢筋笼至桩孔内，钢筋笼主筋上焊接耳环用以控制保护层厚度，且吊装钢筋笼时，应对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁。

（7）混凝土灌注：连接混凝土导管至孔底，导管顶部安装料斗，采用顶水灌注混凝土，随灌混凝土随拆卸混凝土导管，直至混凝土灌注至设计标高后，采用卷扬吊装设备配合搓管机分节拔出钢护筒。

5、管理风险点及防范措施

（1）桩位复核，桩位放点完成后，对已放点桩位进行二次复核后，方可下护筒。

（2）成孔深度检测，成孔后，使用测绳，对桩孔至护筒顶标高进行测量验收。

（3）砼顶标高检测，灌注过程中，及时使用测绳测量混凝土顶与护筒顶高差，避免超灌。

（4）混凝土浇筑及护筒拔出控制措施：浇筑混凝土前与搅拌站沟通，确保不能断料;浇筑混凝土时为避免混凝土间隔时间过长初凝导致导管不能拔出的状况，现场必须留置一车混凝土做备用。桩基混凝土为水下施工工艺，施工浇筑时使用大漏斗采用封底浇筑方法，避免因一次下放混凝土不能封底而出现断桩的情况。

（5）直度偏差控制措施：在搓拔護筒过程中，使用经纬仪、全站仪或者铅锤控制护筒垂直度进行测量检查，查看所有桩能否满足垂直度<0.5%、桩心偏位<5cm的设计要求。

6、管理成效

6.1质量效益

（1）桩孔全程分段连接钢护筒护壁，杜绝塌孔的发生，桩截面尺寸规则，不会发生缩径等通病，孔壁稳定性好，孔底沉渣少。成孔灌注桩的施工质量可靠。

（2）根据桩基检测报告统计，本工程采用此工艺施工84根支护桩，统计结果显示一类桩基79根，二类桩基5根，无三类桩及四类桩。一类桩基频率94%，二类桩频率为6%。

（3）桩孔施工全过程分段分节连接钢护筒，有效的避免孔壁坍塌现象，桩孔截面尺寸规则，未发生缩径等质量通病，成孔后孔底沉渣少。施工过程中垂直度、沉渣厚度均一次验收合格。垂直度均≤0.5%，沉渣厚度≤5cm，灌注桩的施工质量可靠。

6.2环境效益

（1）不需要使用泥浆护壁，施工产生污染小，同时不污染地下水，保护自然环境，施工现场整洁文明，提升城市施工管理形象;

（2）不需要使用旋挖钻机，噪声40分贝以下，不扰民，可夜间施工，无噪音污染。

6.3社会效益

采用成槽、搓管组合机全护筒跟管取土施工方法，提高了桩基的成孔率、缩短施工工期。采用该方法施工得到了建设单位、设计单位、监理单位的一致好评，为企业树立了良好的社会形象。

结语：

本文对全护筒施工技术在临近地铁侧支护桩中的应用进行了阐述，提出了一种可行的适用于市中心临近地铁的深基坑支护桩的施工方式，旨在为类似工程提供经验，少走弯路，有不足之处，请批评指正。

参考文献：

[1]曾卫兵，詹天宇，张宏同.全护筒灌注桩的施工，筑路机械与施工机械化第18卷（总第92期）

[2]杨丽.钻孔灌注桩施工技术与质量控制方法[J].山西建筑，2013（29）

[3]孟庆宇.钻孔灌注桩施工技术在水利施工中的应用[J].吉林农业，2014（08）