地下车站主体结构人工挖孔抗拔桩施

地下车站主体结构人工挖孔抗拔桩施

贺常元1,2

（1.南华大学湖南衡阳421001;2.湖南交通工程职业技术学院湖南衡阳421001）

【摘要】介绍地下车站主体结构底板抗拔桩施工方案，重点突出施工的准备工作、材料的要求、工艺流程、质量标准、安全措施、施工注意事项和应急预案。

【关键词】地下车站；主体结构；抗拔桩；施工方案

Constructionqualityandsafetyofthespecialtechniqueofstructureartificialtensionpilesforundergroundstation

HeChang-yuan1，2

(1.NanhuaUniversityHengyangHunan421001;

2.HunantransportationengineeringvocationalcollegeHengyangHunan421001)

【Abstract】Thearticlepresentsthemainstructureofthegroundfloorofthestationbackplanepilepull-outprogram,focusedpreparationfortheconstruction,materialsrequirements,process,qualitystandards,safety,constructionandemergencyplansnote.

【Keywords】Undergroundstation;Mainstructure;TensionPiles;Constructionprogram

1．工程简介

本站结构抗浮采用抗拔桩，抗拔桩桩径分别为1600mm、1200mm两种，抗拔桩桩端带扩大头；桩端持力层进入强风化或中风化岩层，其中桩径1600mm为20根，桩长12000mm；桩径1200mm为4根，桩长10000mm；抗拔桩采用人工挖孔桩方法施工。

2.施工准备

2.1材料。

(1)水泥:选用325号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；

(2)砂:中砂，含泥量不大于3％；

(3)石子:碎石，粒径10～50mm，含泥量不大于2％；

(4)钢筋:品种和规格均符合设计规定；

(5)垫块采用预制混凝土或砂浆垫块。

2.2作业条件

(1)施工场地，必须做好“三通一平”。现场四周应设置排水沟、集水井，桩孔中抽出积水，经沉淀后并符合环保要求方可排入下水道。施工现场的出土路线应畅通；

(2)按施工图纸准确放线，放出桩位中心线和桩径，并认真进行技术复核，经有关部门办理签证手续，才能开挖桩身土方；

(3)挖桩前，要把桩中心位置向桩的四边引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定；(4)施工前，施工现场技术负责人和施工员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术安全交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实；

(5)专人负责按桩位编号，做好桩孔的垂直中心线、轴线、桩径、桩长和基岩土质的记录；钢筋笼和桩身混凝土等隐蔽验收记录，并在完工后整理编册分送有关单位并送技术部门存档；

(6)护壁模板分节的高度视土质情况而定，一般可用50～100cm，每节模板安装，应设专人严格校核中心位置及护壁厚度，可用十字架对准轴线标记，在十字交叉中心悬吊垂球，复核模板位置，保证垂直度。符合要求后，可用木楔打入土中支撑模板，稳定位置，防止捣混凝土时模板发生位移；

(7)现场制作的钢筋笼，应执行有关规范要求。

3.工艺流程

测量放线→开挖桩孔→支护壁模板→浇护壁混凝土→拆除模板(以上四工序循环进行直至设计深度)→安装钢筋笼→浇灌桩身混凝土。

4.操作工艺

4．1挖孔。(1)第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚100～150mm，并应高出现场地面200～250mm或按设计要求，上下护壁间的搭接长度不得少于50mm；(2)为保证护壁混凝土的整体性，按设计要求放置护壁钢筋；(3)浇灌护壁混凝土时，用敲击模板及竹杆和木棒插实方法。不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注混凝土。根据土质情况，尽量使用速凝剂，尽快达到设计强度要求。发现护壁有蜂窝、漏水现象，及时加以堵塞或导流，防止孔外水通过护壁流入孔内，保证护壁混凝土强度及安全；(4)护壁混凝土的内模拆除，根据气温等情况而定，一般可在24h后进行，使混凝土有一定强度，以能挡土；(5)当第一节护壁混凝土拆模后，即把轴线位置标定在护壁上，并用水准仪把相对水平标高画记在第一圈护壁内，作为控制桩孔位置和垂直度及确定桩的深度和桩顶标高的依据。标定的轴线位置和相对水平标高应经常检查复验；(6)施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，并要勤检查，注意土层的变化，当遇到流砂、大量地下水等影响挖土安全时，要立即采取有效防护措施后，方可继续深挖；(7)当遇到流动性淤泥层或砂层时，可考虑采取减少每节护壁高度，一般用0.3~0.5m、采用下沉钢护筒或混凝土小沉井作护壁以堵截淤泥或砂粒流动，穿越淤泥或流砂层后仍按常规方法施工、采用16或25长1.5m长左右的钢筋，按间距100~150mm沿护壁周边将其打入土中，挖去孔内200~300mm沙土后，或用φ25的水平环向筋将竖向筋固定，或将上部的钢筋头弯到上节护壁的外侧，然后在钢筋外侧塞麻袋、草包或插纤维板条，以阻挡砂粒留入桩孔，但仍允许水流动。这样边挖土边挡砂，待桩孔挖至400~500mm深时立即浇筑护壁混凝土、对较易塌方施工段要即挖、即校对、即验收、即灌注护壁混凝土、要保证混凝土密实度，避免渗漏；(8)对少量流砂的桩位，先将附近无流砂的桩孔先挖深，使其起集水井作用，集水井应选在地下水流的上方，用水泵抽水时，将桩孔和附近的地下水位降至井底下，使井底部免除水淹状态下施工；(9)由于大量抽出地下水而影响场地邻近原有建(构)筑物，造成基础、地台下沉时，要立即在抽水井孔附近设立灌水点(管)或利用已开挖但未完成桩位灌水，以保持水压平衡与土体稳定；(10)遇到流砂层，应减少每节护壁高度，可用30～50cm。混凝土应加速凝剂，加快凝固速度；(11)终孔时，必须清理好护壁污泥和桩底的残渣杂物浮土，清除积水，监理验收合格后，迅速组织浇灌桩芯混凝土，以免浸泡使土层软化。

4.2钢筋笼制作与安装。

(1)人工挖孔桩钢筋笼制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形；

(2)钢筋笼主筋混凝土保护层厚度50mm。保护层厚度，可采用预制混凝土垫块，绑扎在钢筋笼外侧的设计位置上；

(3)吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，灌注混凝土时，应采取措施，按设计标高固定钢筋笼位置；

(4)钢筋笼过长需分段接驳者，其连接焊缝及接头数量应符合国标GB50204-92的要求；

(5)钢筋笼制作的允许偏差，参照挖孔桩施工允许偏差要求。

4.3浇灌混凝土。

(1)桩体混凝土要从桩底到顶标高一次完成、如遇停电等特殊原因，必须留施工缝时，可在混凝土面周围加插适量的短钢筋。在灌注新的混凝土前，施工缝面必须清理干净，不得有积水和隔离物质；

(2)灌注桩身混凝土，必须用溜槽及串筒离灌注面2m以内下落，不准在井口抛铲或倒车卸料，以免混凝土离析，影响混凝土整体强度；

(3)在灌注混凝土过程中，注意防止地下水进入，不能有超过50mm厚的积水层，否则，应设法把混凝土表面积水层用导管吸干，方可灌注混凝土。如渗水量过大(>1m3/h)时，应按水下混凝土操作规程施工；

(4)混凝土边灌注边插实，宜采用插入式振动器和人工插实相结合的方法，以保证混凝土的密实度；

(5)在灌注桩身混凝土时，相邻10m范围内的挖孔作业停止，并不得在孔底留人；

(6)灌注桩身混凝土时应留置试块，按每批100m3砼不得少于一组(三件)，及时提供试验报告；

(7)成桩检测：孔桩混凝土达到设计强度后按设计、规范要求的数量方法进行质量检测，确保成桩施工质量。

图1抗拔桩开挖示意图

5.质量标准

5.1保证项目。

(1)混凝土的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定；

(2)桩芯灌注混凝土量不得小于计算体积；

(3)灌注混凝土的桩顶标高及浮浆处理必须符合设计要求和施工规范的规定；

(4)成孔深度必须符合设计要求；

(5)钢筋的品种和质量、焊条型号，必须符合设计要求和有关标准的规定；

(6)钢筋焊接接头，必须符合钢筋焊接及验收的专门规定。

5.2基本项目。

(1)混凝土制作必须按照混凝土配合比下料，严格控制用水量；

(2)灌注混凝土时，必须随灌随振，每次灌注高度不得大于800mm；

(3)钢筋笼的主筋搭接和焊接长度必须符合规范的规定。焊接应互相错开，35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半；

(4)钢筋笼加劲箍和箍筋、焊点必须密实牢固，漏焊点数不得超出规范的规定要求；

(5)孔圈中心线和桩中心线应重合，轴线的偏差不得大于20mm，同一水平面上的孔圈二正交直径的极差不得大于50mm；

(6)护壁混凝土厚度及配筋，应按设计规定要求，连接钢筋插入上下护壁内各不小于一半护壁高。护壁直径(外、内)误差不大于5cm。

6.施工注意事项

6.1避免工程质量通病。

(1)桩体混凝土局部不够密实。由于一次灌注过厚，振捣不好，振捣器插深不足，少振或漏振等原因；

(2)混凝土局部强度不足。由于粗细骨料未称量，用水量控制不严，塌落度过大，或骨料用体积量度不够准确，混凝土配合比在特殊情况未及时调整等原因造成；

(3)混凝土局部离折，由于混凝土在搅拌中时间少于90秒，不够均匀。溜槽或串筒过短。车上混凝土直接向孔内倒下等原因造成；

(4)钢筋笼成型有弯曲(香蕉形)或扭曲形象。由于主筋未预先调直，也未把箍筋焊接在主筋位置上等分距离点上，制作钢筋笼的底垫高低不平等原因造成，至使主筋的混凝土保护层厚薄不均，甚至露筋影响质量；

(5)钢筋笼成型后，必须经现场质安员或施工人员全面检查焊接质量。若主筋的搭接焊缝厚度不足和箍筋有漏点焊位置，应即通知焊工进行补焊，并及时办理好隐蔽验收手续。

6.2主要安全技术措施。

(1)人工挖进深度过程中，对可能会出现流砂、涌泥、涌水以及有害气体等情况，必须要有针对性的安全防护措施。对施工现场所有设备、设施、安全装置、工具和劳保用品等需要经常进行检查，确保完好和安全使用；

(2)当桩孔开挖深度超过5m时，应在孔底面以上3m左右处的护壁凸缘上设置半圆形的密眼钢筋做成的安全防护网。防护网随着挖孔深度适当向下设置的增加，在吊桶上下时，作业人员必须站在防护网下面，停止挖土，注意安全。每天开工前，在鸟笼内放置小鸟，吊放到桩孔底，放置时间不得少于10min，经检查小鸟生态正常，方可下井作业。孔深超过10m时，地面应配备向孔内送风装置，风量不宜少于25L/s。孔底凿岩时尚应加大送风量；

(3)桩孔内必须放置爬梯，随挖孔深度增加放长至工作面，以作安全使用。严禁酒后操作，不准在孔内吸烟和使用明火作业。需要照明时应采用安全矿灯或12V以下安全灯；

(4)已灌注完混凝土和正在挖孔未完的桩口，应设置井盖和围栏围蔽；

(5)凡在孔内抽水后，必须先将抽水的专用电源切断，作业人员方可下桩作业，严禁带电源操作。孔口配合孔内作业人员要密切注视孔内情况，不得擅离岗位；

(6)施工场内的一切电源、电线路的安全和拆除，必须由持证电工专管，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。

6.3产品保护

(1)钢筋笼的主筋、箍筋和加劲箍筋应按品种、规格、长度编号堆放，以免造成弯曲和错用；

(2)钢筋笼放入桩孔时必须有保护层垫块；

(3)桩头外露主钢筋要妥善保护，不得任意弯折或切断；

(4)桩头在强度没有达到5MPa时，不得辗压，以免桩头损坏。

7.人工挖孔桩施工中的事故应急救援预案

7.1孔内发生意外的紧急抢险措施。

(1)地面二十四小时设人员值班，以便随时与基坑内联络并作好预警工作；

(2)基坑作业人员昏阙或受伤的处理：发现工人有异常情况或受伤后，不要惊慌，及时疏散地质危险地段的人员，并组织人员，以最短时间组织井上工人下井抢救井下作业人员，井上配备好氧气包及葡萄糖溶液，供昏阙人员急救之用，若昏阙人员症状不能缓解，及时组织车辆将昏阙人员就近送往医院治疗。

7.2桩体塌方的处理。

(1)发生塌方后，不要慌张，保护好现场，并及时通知现场管理人员组织抢救工作；(2)救援人员通过钢吊笼下井抢救受伤人员；

(3)井上人员准备好氧气包、医用消毒药水及纱布对受伤人员进行简单处理；

(4)及时组织车辆将受伤人员就近送往医院治疗。

(5)若塌方继续发生为防止周围桩孔发生意外，及时疏散周围桩孔作业人员；

(6)对塌方的桩孔待塌方稳定后及时组织人员修补、处理；

(7)若无法处理，必要时可填砂重筑。

参考文献

［1］《中华人民共和国行业标准，《建筑桩基技术规范》JGJ94-94［S］

［2］《建筑施工手册》（第三版）北京中国建筑工业出版社1994［S］

［3］中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程质量验收规范》（GB50202-2002）中国计划出版社，2002

［4］《桩基工程手册》编写委员会，桩基工程手册中国建筑工业出版社1995［S］

［5］《实用桩基工程》杨起等编著人民交通出版社2004

［文章编号］1006-7619（2009）04-30-300

［作者简介］贺常元（1969-），女，讲师、注册监理工程师，在读硕士。