建筑施工評職論文鉆孔咬合樁施工技術

　　摘要:本文結(jié)合清水亭西路站圍護結(jié)構(gòu)鉆孔咬合樁(葷樁)鋼筋籠分段接長施工實踐，分析高壓線臨近地鐵基坑圍護結(jié)構(gòu)施工中所遇到的技術問題，提供相關應對措施及其應用實踐。以期對今后類似工程提供一些有用參考。

　　關鍵詞:地鐵車站,高壓線,圍護樁,基坑,應對措施

　　1 工程概況

　　南京地鐵三號線清水亭西路站位于南京江寧開發(fā)區(qū)清水亭西路與長亭路交叉路口西側(cè)，沿清水亭西路東西向布置。車站有效站臺中心里程為K38+708.045，設計分界里程為K38+499.046至K38+785.295，車站為10.5 m標準島式站臺地下兩層雙跨(局部三跨)矩形框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀車站總長286.25m(含折返線)，標準段寬19.6m，底板埋深16.7m;端頭井段寬23.6m,底板埋深18.0m。車站覆土厚度約3.7m，局部2.8m。車站共設3個出入口、2個疏散通道和2組風亭。車站東西兩端接盾構(gòu)區(qū)間，均為盾構(gòu)始發(fā)井。

　　車站北側(cè)為凌云股份、南京日恒物流設備有限公司、新星德爾塔電子有限公司等單層房屋，南側(cè)為頤和南園小區(qū)11～22層高層住宅，均距離車站較遠(距主體結(jié)構(gòu)水平凈距大于30m)。車站北側(cè)220KV高壓塔(基礎14m×14m)距車站水平距離約11.69m;車站東端220KV高壓塔(基礎14m×14m)距車站水平距離約40.07m;架空220KV高壓電纜位于北側(cè)2號風道上方，懸高約15.4m。沿清水亭西路DN500污水管(埋深4.6m)和DN800雨水管(埋深3.6m)縱穿車站，已改移。

　　本站采用明挖順作法施工，車站圍護結(jié)構(gòu)采用Φ1000@800的套筒咬合樁(一葷一素)加內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)體系，圍護樁樁型分為三種：Z1(標準段)葷樁長度28.94m+止水樁長度2.0m;Z2(標準段)葷樁長度28.94m+止水樁長度4m，Z3(端頭井)葷樁長度32.94m。水平內(nèi)支撐體系是：斷面尺寸1000mm×1000mm的樁頂鋼筋混凝土冠梁，基坑標準段采用1道砼支撐+3道鋼支撐+1道鋼倒撐，端頭井段采用1道砼支撐+4道鋼支撐+1道倒撐。其中首道支撐均為800mm×800mm砼撐，其余均為Φ609×16鋼管支撐。圖1 是清水亭西路站站位和高壓線走向相對位置衛(wèi)星圖示。

　　2 風險分析

　　從清水亭西路站現(xiàn)狀可知，本工程施工過程中來自于環(huán)境跟高壓線有關的工程風險主要是車站主體北側(cè)臨近220KV高壓塔， 2號風道已經(jīng)在220KV高壓線下，以及沿車站方向北側(cè)圍護樁施工、東端盾構(gòu)始發(fā)井端頭加固施工、基坑開挖及沿線吊裝中涉及到的安全風險。

　　由圖1所示，220KV高壓線走向與所處站位斜交，東端距離最近，西端距離最遠，從東往西發(fā)散延伸。現(xiàn)場丈量得知，圍護結(jié)構(gòu)鉆孔咬合樁外緣在東端距離高壓線水平最小距離小于6m，此段高壓線距離地面最小距離18.40m。根據(jù)JGJ46-2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》4.1.4規(guī)定：在外電架空線路附近吊裝時，起重機的任何部位或被吊物邊緣在最大偏斜時與架空線路邊線的最小安全距離應符合表4.1.4規(guī)定，即表1 起重機與架空線路邊線的最小安全距離。

　　由表1知滿足本工程安全施工的最小距離為水平向和豎直向均為6m，而在施工過程中，若遭遇特殊季節(jié)比如梅雨期空氣潮濕或者霧霾天氣，還應有一定的安全余量的考慮。

　　3 防護措施分析

　　針對高壓線旁施工存在的安全風險，由前敘述本文擬分別從1高壓塔的安全應對，2圍護樁鉆孔咬合樁施工應對，3端頭加固安全應對，4基坑開挖及吊裝應對等幾個方面來較為詳細的分析本工程的安全防護措施，提供所采用的解決方案。其中高壓塔的應對和前文提到的2號風道的處理，實質(zhì)上是一個問題，文中將其合并論述，不再單列贅述。

　　3.1 高壓塔的安全應對

　　清水亭西路站沿線220KV高壓線涉及到的高壓塔有2座，一座是位于樁號K38+571～K38+579即車站主體北側(cè)中西部，該高壓塔底部尺寸9m×9m，單個基礎平面尺寸3m×3m，埋深約2m，主體結(jié)構(gòu)與此塔水平凈距約12.7m。另一座樁位K38+824，高壓塔底部尺寸14m×14m，單個基礎平面尺寸3m×3m，埋深約2m，位于車站東端，主體結(jié)構(gòu)與此塔水平凈距約41m。其中1號風道位于距離東端高壓塔一端，兩者的處理思路即合二為一。

　　對此，針對設計文件并結(jié)合現(xiàn)場實際，現(xiàn)場采用的應對措施為：

　　在高壓塔臨近基坑的一側(cè)打設19根Φ800@1000mm的鉆孔灌注樁，作為隔離保護樁。其中15根與基坑走向平行，另外再在兩端各打2根，形成“┗┙”形狀的保護墻，樁頂加設一道冠梁，進行壓頂。有效地增大了高壓塔基礎的剛度從而達到了約束變形的能力。同時在施工時對該范圍基坑及高壓塔基礎加強監(jiān)測，必要時增加支撐或?qū)︿撝螐图宇A應力以控制基坑變形。

　　在19根隔離保護樁施工過程中，因為地下廢棄管道影響，15根樁的位置有一根無法打下去，左側(cè)轉(zhuǎn)拐處有一根也無法打入，最后采取保護樁施工完成后對高壓塔基礎進行整體澆筑處理，形成一塊9m×9m矩形，約600mm高的C30整板混凝土基礎。有效地加強了其穩(wěn)定性，施工過程中還在基礎的各個角布設監(jiān)測點，作為基坑開挖施工過程的變形控制依據(jù)。

　　3.2 圍護結(jié)構(gòu)鉆孔咬合樁施工應對

　　本工程圍護結(jié)構(gòu)采用的是Φ1000@800葷素交替的鉆孔咬合樁施工工藝，整個車站圍護樁共計葷樁396根，素樁396根。其中葷樁涉及三種長度的鋼筋籠，Z1A類葷樁鋼筋籠長31.94m，Z2A類葷樁鋼筋籠長33.94m，Z3A類鋼筋籠長33.94m?，F(xiàn)場全套管式鉆孔咬合樁套管為4節(jié)，主要尺寸是8.4m2節(jié)，8.6m1節(jié)，10.6m1節(jié)，合計長度為36m。對清水亭西路站圍護結(jié)構(gòu)與高壓線水平和豎向最短距離測量分析得知，車站東端北側(cè)臨近高壓線位置有72根樁在施工時，按現(xiàn)有設備吊裝無法滿足表1要求的水平和豎直安全距離均應大于6m的要求。具體分析如下：

　　3.2.1現(xiàn)場情況

　　通過測量知，圍護樁鉆孔咬合樁在395#樁位～466#樁位之間，距離最外側(cè)高壓線的水平距離和距離最低端高壓線的豎直距離均小于6.0m，換句話說就是在此位置設備能夠按常規(guī)操作的最小距離已經(jīng)不滿足安全要求。圖2 高壓線橫斷面與鉆孔咬合樁橫縱線相對位置圖。

　　由此，對此段全套管鉆孔咬合樁圍護結(jié)構(gòu)施工必須采取相應技術措施，保證設備在下套管、沖抓、安放鋼筋籠、下導管以及混凝土澆筑過程中的安全。

　　3.2.2計算分析

　　由上述相對距離數(shù)據(jù)，在水平方向和豎直方向安全施工的限制條件包括三點：1樁機和吊機安全活動范圍不能超出導墻外邊內(nèi)側(cè);2安全極限高度即設備所能升高的最高高度為地面以上不超過17m;3符合此要求的樁位為全套管鉆孔咬合樁395#～466#，共計72根樁，其中葷樁36根，素樁36根，所需鋼筋籠長度均為33.69m。

　　3.2.3應對措施

　　為有效控制施工安全風險，本工程采取如下施工應對措施解決此安全問題：

　　第一、在確定進入本危險區(qū)域施工之前，將作用的全套管鉆孔咬合樁樁機和吊機大臂進行重新組裝，分別拆除一節(jié)大臂，使得拆除后的樁機從地面起算高度實際變位16.67m，吊機大臂降低后還加設擋板，并直接將大臂加設可靠接地裝置。

　　第二、為保證鋼筋籠吊裝安全，將33.69m的鋼筋籠采取分成三節(jié)制作，在進行分節(jié)吊裝、焊接的辦法。具體的分節(jié)實施見表2 鉆孔咬合樁鋼筋籠分節(jié)表。

　　其中，搭接部位的箍筋進行預留，節(jié)與節(jié)之間的連接方式為綁扎加搭接焊。

　　第三、在此期間，所有操作人員均配發(fā)安全可靠的防護裝具，設備均安裝絕緣保護設施進行防護。

　　3.3 端頭加固安全應對

　　清水亭西路站東西兩端的端頭井，同時作為盾構(gòu)始發(fā)井，其可靠的端頭加固具有重要意義。清水亭西路站西端始發(fā)端距離高壓線水平距離大于12m，直接采用三軸攪拌樁進行加固。東端頭始發(fā)端洞底為②-2b4流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和③-1b1-2可-硬塑粉質(zhì)粘土，洞身為②-2b4流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，洞頂為②-2b4流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。

　　本工程勘察期間通過干鉆測得地下水初見水位埋深0.5～1.5m，地下水靜止水位為0.5～3.9m，地下水無穩(wěn)定的統(tǒng)一水位，隨地勢起伏。年水位變化幅度約0.5～0.8m，地勢低洼處常年最高水位接近地表。

　　弱承壓水層3-4e含礫粉砂質(zhì)粘土混合土層埋深28～33m，位于基坑底以下11 m左右，側(cè)向徑流補給、排泄，承壓水頭埋深3～4m。

　　三軸攪拌樁機高22m，旋噴樁機高3m，此段高壓線距離地面最小距離18.40m。為此，清水亭西路站東端頭始發(fā)地層加固施工必須充分考慮高壓線的安全。 我單位咨詢業(yè)主、監(jiān)理、設計等多方意見后編制施工方案，最后進過專家論證后將方案調(diào)整為左線北側(cè)6.7m范圍內(nèi)采用高壓旋噴樁、南側(cè)5.5m采用三軸攪拌樁;右線12.2m均采用三軸攪拌樁進行加固，有效地控制了安全風險，順利地完成了施工。圖4清水亭西路站東端地基加固平面圖。

　　3.4 基坑開挖吊裝應對

　　基坑開挖安全風險，就清水亭西路站來說，涉及高壓線旁的吊裝風險是重要的風險源，與此有關的安全應對措施，我們總結(jié)有如下幾點：

　　第一、根據(jù)設計圖紙的要求，沿高壓線搭設竹排等限高措施，有效的將施工區(qū)域和高壓線的危險范圍隔離開來。

　　第二、在高壓線沿線滿足一定安全要求的范圍內(nèi)吊裝，經(jīng)過驗算引進滿足吊裝要求的吊機設備。認真核算起吊物重量、臂長、起吊夾腳之間的關系，保證起吊最大角度時，最高和最遠臂長滿足高壓線旁起重機的安全距離。

　　第三、檢查吊裝相關人員的持證上崗情況，設備操作人員、絲索和鋼絲繩穿綁人員必須持有合格的上崗證件。并經(jīng)過 “三級教育”和具體的崗位教育后方能上崗作業(yè)。

　　第四、吊裝操作過程中，加強專職安全人員的巡視檢查。重視過程操作中的不當行為，加強對天氣等環(huán)境因素的跟蹤等，使整個吊裝過程在安全、可控的狀態(tài)下實施。

　　4 結(jié)語

　　地鐵車站一般處在市區(qū)交通繁忙的干道下或道路一側(cè)，周邊建筑密集，施工狀況復雜，不可控的因素眾多，這些都給地鐵車站土建工程管理帶來了非常大的挑戰(zhàn)。本文正是出于對地鐵車站近旁高壓線施工的安全風險控制實踐，從技術的角度來解決安全問題，做一些有用的總結(jié)。

　　參考文獻:

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