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暗挖法地铁车站的中间桩施工技术

米振远
摘要：本文主要结合北京地铁16号线的施工实例，分析了地铁车站的中间桩施工技术以及中间桩施工质量控制措施，希望对该领域的研究具有一定的借鉴意义。
关键词：盖挖逆作法；地铁车站；施工
中图分类号：U231文献标识码： A
一、前言
北京地铁16号线万寿寺站工程勘察资料揭露地层最大深度为50m，根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，将本场地的土层划分为人工堆积层（Qml）、新近沉积层（Q42+3al+pl）、第四纪全新世冲洪积层（Q4lal+pl）、第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl）。
车站场地内位于冲洪积平原二级阶地，地形起伏不大，自然地面标高在52.51～55.77m之间。车站场地位于西三环北路，地表环境以道路为主，道路两侧多为中高层的住宅小区、商务楼，场地内有一座人行过街天桥。地下分布有各种地下管线。该段表层以厚度不均的人工堆积的杂填土、素填土为主，其下为新近沉积的粉土、粉质粘土和粉细砂，再下为第四纪全新世冲洪积层的粉土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂，最下层（车站结构层）为卵石、粉质粘土、粉土、中粗砂等各层互层。
车站范围内主要地层有：粉土③层、中粗砂④4层、卵石⑤层、粉质粘土⑥层、粉土⑥2层、卵石⑤、卵石⑦层、粉质粘土⑧层、卵石⑨层。
潜水：含水层岩性为卵石圆砾⑦层，水位埋深为29~30m，基本位于结构底板附近，潜水动态类型属渗入～径流，主要接受大气降水渗入、地下水侧向径流等方式补给，并以地下水侧向径流方式排泄。
万寿寺站呈南北向布置，位于苏州桥以南，南长河以北的西三环北路路段，位于西三环北路下方。车站总长210m，标准段宽21.2m，为地下三层三跨岛式车站，采用新型洞桩工法施工。
万寿寺车站主体结构分为ZA、ZB、ZC三种断面形式，从北至南依次是ZA（14.1m）、ZB（22.5m）、ZC（136.8m）、ZB（17.05m）、ZA（19.55m），其中两端ZA断面有部分为下沉断面，尺寸与ZA标段有所不同（后续尺寸介绍为标准断面），开挖方法一致。导洞开挖时，左右相邻导洞之间应错开15m安全距离，主拱开挖时，每个洞室错开距离不小于10m。
二、中间立柱桩主要施工技术与工艺
中间柱由基础桩和钢管柱组成，本标段基础桩情况如下：中间桩基长度为10～13m，桩径为1.8m。主筋为18根φ25钢筋，主筋外侧为φ12@100mm或@150mm螺旋箍筋，内侧设φ25@2000mm加强箍筋，并设置后注浆管。中桩共计66根，中桩钢筋笼同样在地面加工，每段长2.5m，桩基钢筋笼下端1m范围内主筋按照1:10比例收成闭合状，
钢管柱内钢筋笼同样在地面加工，每段长2.5m，主筋20根φ20钢筋，主筋外侧为φ10@150mm螺旋箍筋，内侧设φ20@2000mm加强箍筋。
1、中间立柱基础桩基施工
（一）钢管柱基桩施工前准备
钢管柱成孔施工。首先由测量班根据设计要求准确的放出人工挖孔的中心位置，复核无误后开始破除上导洞底板混凝土。破除导洞底板格栅前先对其进行加固，在底板处凿出两侧墙格栅钢筋，用16A工字钢与其焊接形成对撑达到加固的目的。
（二）人工挖孔
中间柱下部基桩直径1 800 mm，为便于桩机下钻、提钻以及保证安装精度，人工挖孔部分的有效内径确定为1 900 mm，比下部基桩直径大 100 mm。护壁采用 C20 钢筋混凝土，厚度 150 mm，每节高度控制在1 200 mm 以内。护壁形式采用外齿式护壁，上下搭接50 mm，确保整个护壁从上至下的整体性良好。另外，人工挖孔桩成孔至钢管柱底高程以下 2 m。
（三）基桩施工
柱下桩基长度 15 ～ 35 m，孔深普遍在 40 ～ 65 m之间。按规范确定的人工挖孔桩深度不得超过 25 m的要求，25 m 以下桩基采用机械成孔。
（四）桩底压浆及桩基检测
盖挖逆做法车站中间立柱桩的不均匀沉降是其难点之一，为控制桩基间差异沉降，采用压浆（后注浆），对桩底范围的土体进行加固。对柱底桩基均做超声波检测，以确保桩身的完整性。
桩底压浆流程：清理管头→做管头→上管头密封器→接上高压管→清水开塞→拌浆→注浆→屏浆→清洗→结束。
桩基检测流程：布置检测仪器→连接线路→下探头→收集数据→分析数据→出具检测报告
2、中间柱的钢管柱加工、吊装施工
本工程车站主体结构中柱钢管柱采用Ф800mm钢管砼柱，其纵向间距7m（局部加密），横向间距5m，钢管柱内灌注C50微膨胀混凝土。柱孔人工开挖，钢管柱由工厂加工，运至车站中上导洞内分节吊装。由于导洞净空限制，钢管柱加工需分节，每一根钢管柱由两节3.2m及另外一节调整钢管组成。钢管柱施工流程见图7-5。
（一）钢管柱的制作
钢管柱委托具有专业钢结构加工资质的单位进行加工，技术要求如下：
（1）钢管柱的加工按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001及有关设计技术要求加工。
（2）钢管柱制作完成后，要逐一进行验收。钢管柱长度误差控制在±3mm以内，纵向挠度小于5mm，椭圆度小于3mm，管端不平度：f/d
（3）钢管卷板方向与钢板压延方向一致，在卷板前按要求在端头开好坡口；钢板平直不得翘曲，不使用表面锈蚀或受过冲击的钢板。
3、钢管柱安装与定位
（一）定位器安装前的准备工作
桩基施工完成后，先在混凝土初凝而未终凝前使用Ф600 mm 的旋挖钻机钻孔取芯，取芯深度 3. 0 m。然后用泥浆泵抽走桩孔内的护壁泥浆，最后人工凿除杯口混凝土。杯口混凝土底面比钢管柱设计底面要低700 mm，以便安装钢筋网及二次浇筑混凝土。
（二）定位器的安装
（1）定位器安装流程
按要求浇筑至一定标高后剃凿定位器基座边线，并找平；如下图所示：
图1
安装定位锥及垫板，第一次浇筑，固定定位锥。
图2
浇筑过程中应派专人复测定位锥位置，防止浇筑过程中发生倾斜。
安装定位十字钢板并调平、核对标高。第二次浇筑，固定定位十字钢板系统。浇筑过程中应派专人复测定位十字钢板位置，防止浇筑过程中移位。如下图所示：
图3
（三）钢管柱定位
钢管柱定位为本工法的关键技术，钢管柱采用上下两端同时定位法固定。钢管柱下端定位主要依赖于定位器，上端固定分为导洞内临时定位和导洞地面用型钢固定定位。具体为在导洞地面上弹出钢管柱轴线控制线，通过挂设吊坠将地面控制线引入到钢护筒内部，施工人员站在临时操作平台上，通过双向千斤顶调节钢管柱柱顶，保证钢管柱的轴线位置，同时保证钢管柱的垂直度；对于调整完毕的钢管柱用型钢将钢管柱与钢护筒内壁顶紧固定；如下图所示：
钢管柱垂直度校正细部节点，如下图所示：
分节钢管柱吊装完毕后，将出钢护筒的分节钢柱通过型钢顶紧临时固定在导洞两面墙上，如下图所示，护筒内分节钢管柱临时支撑在灌砂之前拆除完毕。
三、钢结构安装质量控制措施
1、现场安装质量控制的一般措施
（一）优化施工方案和合理安排施工程序，作好每道工序的质量标准和施工技术交底工作，搞好图纸审查和技术培训工作。
（二）严格控制进场原材料的质量，严禁不合格材料用于本工程。
（三）合理配备施工机械，搞好维修保养工作，使机械处于良好的工作状态。
（四）对测量工作进行严格控制，务使测量定位、检测准确。
（五）采用质量预控法，把质量管理的完全事后检查转变为事前控制工序及因素，达到“预控为主”。
2、施工过程中的质量控制
（一）加强施工工艺管理，保证工艺过程的先进、合理和相对稳定，以减少和预防质量事故、次品的发生。
（二）坚持质量检查与验收制度，严格执行“三检制”，上道工序不合格不得进入下道工序施工，对于质量容易波动，容易产生质量通病或对工程质量影响比较大的部位和环节加强预检、中间检和技术复核工作，以保证工程质量。
（三）做好各工序或成品保护，下道工序的操作者即为上道工序的成品保护者，后续工序不得以任何借口损坏前一道工序的产品。
（四）及时准确地收集质量保证原始资料，并作好事理归档工作，为整个工程积累原始准确的质量档案，各类资料的整理与施工进度同步。
四、结束语
只有加强对暗挖法地铁车站的中间桩施工技术的研究，才能使地铁整体施工质量得到保障，该技术的研究是非常有现实意义的。
参考文献：
[1]杜徳鱼.盖挖法在浅埋地铁车站施工中的应用.城市建设理论研究.2013年3月，第2期，166-168.
[2]王朝.城市地铁车站工程的盖挖逆作法施工技术.新西部下半.2012年4月，第4期,243-247.
[3]高洁.城市地铁车站工程的盖挖逆作法施工技术. 价值工程.2013年10月，第9期，110-115.

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