地铁车站围护结构中的钻孔灌注桩施工技术

发表时间:2020/5/29   来源:《建筑实践》2020年39卷1月第3期   作者:吕伟东
[导读] 交通运输行业对我国社会经济的发展有着至关重要的作用,
        摘  要:交通运输行业对我国社会经济的发展有着至关重要的作用,随着近几年来我国的经济建设水平的提高,对交通类工程的施工技术提出了更高的要求,为了确保工程的基础稳定和建设质量,在施工中应用了钻孔灌注桩技术,这种技术有着施工方便、结构稳定的特点,被广泛应用在各类工程的基础施工中,地铁车站围护结构同样也不例外。钻孔灌注桩施工技术是近些年随着时代发展而出现的一种较为先进的施工技术,在实际施工过程中,受环境等其他因素的影响较小。钻孔灌注桩施工技术在地铁车站围护结构施工中的应用越来越广泛,在很大程度上提高了我国地铁车站围护结构施工的质量和效率。科学的开展这一工作,能够确保工程在投入使用后的质量安全。因此,在实际的施工建设阶段,应该强化对钻孔灌注桩施工的重视,可以明确钻孔灌注桩施工工艺优势,结合施工实际,科学作业,保证施工质量以及水平。因此,逐渐被应用在我国地铁车站围护结构施工中。基于此,本文首先对钻孔灌注桩施工技术原理和其施工工艺优势进行了简要分析概述,然后对地铁车站围护结构中钻孔灌注桩施工技术具体应用进行阐述,最后论述了钻孔灌注桩技术运用过程中经常出现的问题和一系列质量控制对策,希望可以为我国地铁车站围护结构施工起到一定的借鉴作用。
        关键词:地铁车站;维护结构;钻孔灌注桩;施工技术
        1 钻孔灌注桩施工技术原理
        社会经济的发展为道路工程建设提供了助推力,其中地铁工程建设规模逐步扩大。从目前建设状况来看,钻孔灌注桩是主要的基础结构,有助于改善地基承载力不足的情况,为工程整体提供了稳定的基础,具有优良的应用效果。地铁车站围护结构建设中,钻孔灌注桩施工中采取的是灌注混凝土的方式,在设备的辅助下提供高流态混凝土,使其能够被有效注入桩孔中,最终形成稳定的桩结构。施工中灵活调整出料口,使其与混凝土维持在足够合理的距离区间内,在此条件下逐步提高导管,从而使全新混凝土在足够的压强作用下被充分挤入已经结束灌注的混凝土中,最终构成完整的桩体[1]。
       
        图1钻孔桩施工泥浆示意图
        2 钻孔灌注桩施工工艺优势分析
        在实际的工程建设阶段,针对钻孔灌注桩施工工艺,其优势和价值非常明显,可以在地基建设中,有效的对其承载能力进行提高。同时,在施工期间,对钻孔灌注桩施工工艺进行科学的应用,也会在一定程度上增加压降土壤的密度,从而让地基处于更加稳定的状态,进而为后续施工工作开展提供保证。同时,钻孔灌注桩施工工艺应用的范围很宽泛,工艺简单且安全,即便是在一些较为复杂的地质环境,也可以应用。此外,无论是在建筑工程中,还是在道路桥梁的地基建设中,钻孔灌注桩施工都是非常基本的基础措施,能够对很多工作环节进行优化,规避了施工问题的同时,也提升施工的效率。因此,随着人们对物质方面需求的提升,在工程建设阶段,应该加大对钻孔灌注桩施工的重视,严格的依照施工技术要求以及规范进行。
        3 地铁车站维护结构中的钻孔灌注桩施工技术的应用
        3.1 前期准备
        在钻孔灌注桩施工作业的前期,首先应该在钻机就位之前做好相应的准备工作,能够依照施工环境,制定科学的施工流程。并且,做好施工技术准备以及施工材料准备工作,对施工图纸进行严格的检查,根据施工要求以及特点,有序的对交底工作进行开展。同时,应该切实落实检查以及验收程序的内容,能够认真的校验好监视以及测量仪器。此外,在对钻机进行选择的过程中,应该依照桩径,综合分析工程地质条件等因素,合理的型号进行确定。需要明确的是:在前期阶段,还应该挖好排泥所用到的泥槽以及泥浆池等。如若在钻孔阶段土质相对较好,那么可以利用清水开展钻孔作业,以确保可以自然的建造浆护壁。
        3.2 围护桩护筒埋设
        护筒采用钢护筒,用4mm钢板制成比钻孔直径大100mm至200mm的钢护筒,护筒埋设一般要求高于地下水位1m至2m,高出施工地面至少0.3m,护筒在粘土层中不宜小于1m;沙土中不宜小于1.5m,如采用旋挖钻机护筒深度不应小于2.5m。并且要求坚固不漏水。桩位经测设确定后,先挖探坑,确认没有管线后进行护筒埋设,护筒位置中心线与装中心线对齐,允许偏差不大于20mm。
        3.3 旋挖钻机钻头的改进
        施工人员要根据施工场地的地质特点,对旋挖钻机钻头进行改进,具体可以采取现场试验或者是地区试验的方法,调整旋挖钻机钻头。另外,施工人员需要特别注意的一点是在进行旋挖钻机钻头的改进过程中,需要保证改进后的钻头和原有的钻杆是在一条直线上,进而保证后期施工中的成孔的垂直度,加强对混凝土导墙的保护。
        3.4 钻孔施工
        钻孔施工是应用钻孔灌注桩施工技术进行地铁车站围护结构施工的重要流程,具体施工过程为:(1)在施工开始前,施工人员要保证旋挖钻机成孔的停放位置符合施工要求,通常情况下是放在导墙的内侧,如果是雷雨天气,施工人员需要将其安置在混凝土便道位置,进而为后期施工做准备;(2)进行钻孔操作时,施工人员要确定钻机钻杆的垂直度,确定其符合要求以后方可进行成孔施工,如果钻机钻孔的垂直度出现了问题要马上进行停工调整;(3)钻孔施工完成后,施工人员需要进行成孔质量检测,具体包含孔深及孔底沉渣检测、孔径及孔形测量以及桩位及竖直度测量。
        3.5 钢筋笼安装和混凝土浇筑
        施工钢筋笼安装和混凝土浇筑施工具体施工流程为:(1)在进行钢筋笼吊装及安装的过程中,要注意保证钢筋笼不可以出现变形,施工人员可以利用吊筋穿进工字钢及枕木悬吊的方法进行钢筋笼的定位,在钢筋笼安装完成后,施工人员还需要检查安装的垂直度,在钢筋笼骨架下放置一定数量的垫块,并注意防止吊车随意摆动和孔壁发生碰撞[4];(2)施工人员在进行导管安装时,需要注意导管之间必须连接紧密,不能出现渗水现象,且导管下口到孔底的距离需要控制在300~500mm;(3)施工人员在混凝土浇筑的过程中,需要注意控制混凝土的坍落度,并保证混凝土绝对密实。
        4 钻孔灌注桩技术施工中的常见问题
        虽然施工人员和施工材料都已经通过审核,施工环节谨小慎微,但是在具体施工的过程中仍会出现各种问题。在施工中最常见的一个问题就是钻头脱落,这个问题出现频率往往与工程强度成正比。因为在长时间的施工过程中,钻头承受的压力越来越大,就导致了脱落现象的发生。钻头的脱落严重影响着工程的整体进度,所以在前期工程材料准备阶段,就应该多准备些钻头,以防止这种情况的发生。地铁的修建需要注重周围的地形地势,特别是钻孔灌注桩环节。地质松软很容易导致坍孔的发生,所以在施工前应对地质进行考量,确保工程进行时的安全和顺利。由于部分的施工人员技术不达标,在施工时有可能会导致断桩现象的发生。所以,应多多加强施工人员的培训,在施工前进行全面考核。
        5 钻孔技术的质量监控
        5.1 对钻孔问题的关注
        钻孔施工作业中经常出现钻孔或穿孔现象,这样就会影响施工工艺的质量和进度。在这种情况下,必须首先解决这些问题,采取以下措施:①安装钻杆时,要检查咬合接头的位置,避免接头处的连接松动,从而造成结构不够紧密。②必须严格控制钻孔和滑丝部分[5]。设备的技术维护和损坏部件的更换也是要定期进行的。此外,在施工过程中,钻孔时可能会出现空钻或者卡钻,切忌强行拉拽,这也是为了避免机器受损和打空现象发生,这种情况需要使用特殊的仪器进行处理。
        5.2 成孔
        成孔施工过程中,需要注意以下要点:(1)施工人员在利用钻孔灌注桩施工技术进行钻孔前,首先要将钻机调平,保证钻机稳固,再进行钻机着地,最后需要控制进尺的深度为零;(2)施工人员在进行钻孔时,以钻斗自重和钻杆自重为钻进压力,将初始钻进压力约控制在90kPa,钻进速度慢慢加快;(3)施工人员需要注意加强对地质条件的分析,不同的地质条件需要利用不同的旋挖钻机钻头,例如,对于细砂、中砂以及强风化层需要利用筒式钻头,对于强度不太均匀的地层,需要利用短螺旋嵌岩钻头,岩层软硬不均匀的则利用筒式嵌岩钻头[6];(4)施工人员在施工过程中,如果钻杆内充满钻渣,首先需要马上停止下压并进行摆动,逆时针转动动力头,将动力头向下送行,然后关闭钻头回转底盖;其次,在钻头升起时,需要注意不要撞到孔壁,提孔后钻机自转至自卸汽车,用动力头压顶杆,打开井底盖,卸下钻渣。最后合上底盖,旋回孔位,慢慢对准孔位将钻斗钻至孔底。
        5.3 二次清孔
        第一次清孔是孔深钻到设计位置,然后进行沉渣清理,如果孔壁上的沉淀物较厚,需要利用扫孔钻头上下清理。第二次清孔是施工人员在完成灌注混凝土导管的放置后,对孔深、空底的沉渣和泥浆的比重进行测试,然后进行清孔。另外,施工人员需要特别注意的是第二次清孔的时间不能少于30min,孔底的沉渣需要控制在50mm以内才算清理完成。
        5.4 质量检验
        由于钻孔灌注桩的施工作业是一项比较隐蔽的工序,首先是一般浇注标准必须符合要求,这应该是标准的科学和适用的工作标准,是建设单位批准的质量标准的硬性指标。其次,是灌注质量和铸造强度控制的基本标准。通常来说,要参考道路桥梁工程的实际操作情况,在灌注工作结束之后要根据设计标准和实验要求来进行审查。同时,车站围护结构的检查也要考虑到在浇注和液压试验过程中的记录:①检查钻井设备质量,安装中主要检查孔的数量和尺寸,要保证这几个因素必须符合施工标准,保证灌注的情况符合要求。②每天认真检查施工进度,仔细检查施工的记录,确保包括施工材料的合格检测、工作场所的分布和施工异常情况的综合分析都是要符合标准的。
        5.5 提高全体成员的水平
        从我国整体施工整体员工的水平能力来看,施工人员的专业水平参差不齐。钻孔质量是控制桩身质量的中心点。因此,必须加强对工人员的培训,从人员的根源抓起,严格按照规范要求施工人员,保证施工人员的基本能力和专业水平素质,这样才能保证地铁建设的质量和效率。
        结束语
        综上所述,钻孔灌注桩施工技术是我国地铁车站围护结构施工中的一种常见的施工技术,在施工过程中,需要施工人员加强组织管理,严格把控质量控制要点,进而充分发挥钻孔灌注桩施工技术的优势特点,提高地铁车站围护结构施工的质量和安全性,促进我国的城市化发展。
        参考文献
        [1]覃天.浅谈城市地铁车站基坑监测施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2018(26):153-154.
        [2]王枝茂.某地铁车站超深基坑围护结构设计[J].福建建筑,2018(08):60-64.
        [3]朱郁文.既有地铁车站暗挖扩建施工安全性影响研究[J].建筑机械化,2018,39(07):40-43.
        [4]孙海文.软土地区地铁车站围护结构形式的选择[J].山东工业技术,2018(15):106.
        [5]张宁.地下连续墙在地铁车站围护结构施工中的应用[J].低碳世界,2018(05):281-282.
        [6]金思维.地铁车站双柱大开孔式轨排井设计方案探讨[J].现代城市轨道交通,2018(05):34-37.
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