摘  要：北京地铁8号线平西府车辆段与综合基地承担8、10号线车辆的架修任务，以及8号线配属车辆的定/临修、月检、停车列检等任务。考虑到车辆段运用库的土质及水文情况，决定采用桩基础进行施工。介绍了超长细桩施工中的难点及重点，并提出施工控制要点及防治措施。

关键词：地铁；车辆段；超长细桩；施工

 

      北京地铁8号线二期工程平西府车辆段与综合基地位于8号线北端终点，与二期工程终点站回龙观东大街站接轨。车辆段包括运用库、检修主厂房、物资库、综合维修办公楼、公安派出所等16个单体。由于运用库、检修主厂房、物资库及轨行区土质较差，另根据调查和收集区域地质资料，拟建场地历年最高水位曾接近自然地表，绝对标高为39.00 m，近3～5年最高地下水位绝对标高在36.00 m左右，现场钻探期间地下水稳定，水位标高在31.30～33.50 m，考虑到土质及水文情况，决定采用桩基础进行施工。运用库上部规划有22层和11层的多栋住宅楼，考虑住宅荷载要求，故设计的桩基础采用超长细桩，桩径800 mm，桩长60 m，其余桩径600～1 200 mm，桩长29～50 m。

      本工程桩位多且密集，故要求测量人员必须持证上岗，测量放线仪器为全站仪，使用极坐标计算数据，在钻机开钻前应由项目部测量人员对即将施工的桩位进行复核。在超长细桩施工中，测量定位、钻孔、清孔及钢筋笼的吊装是工作重点，灌注水下混凝土是难点，需严格按照方案进行施工。

 

      孔口护筒由厚10 mm钢板加工而成，钢护筒内径大于设计桩径200～300 mm，长度为2.0～3.0 m，埋设时高出地面0.1 m。钢护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端，钢护筒平面位置与垂直度应准确，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50m m。钢护筒周围和底口应紧密，不透水。埋设钢护筒时应通过定位控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底,再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时,用水平尺或垂球检查，使钢护筒垂直。然后，在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度，防止泥浆流失及桩位移，最终保证桩的垂直度，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔底回填夯实300～500 mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。

 

      桩基础的主要作用就是通过摩阻力和底部承载力来加大地基承载力，质量的好坏直接影响这2个重要因素，所以钻孔是超长细桩施工的重要开始。

      (1）钻机就位时保持底座平稳，不发生倾斜移位。钻头中心采用桩定位器对准桩位。利用双向调节标尺或线坠调整钻杆垂直。

      (2）成孔过程中认真做好每段土体层的施工原始记录,参照地质勘察报告对各地层特性对比，掌握各地层变化情况，以便与成孔质量检测结果对比。

      (3）旋挖成孔是通过动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，然后再由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至设计深度。

      (4）开孔时做到稳、准、慢，钻进速度根据土层类别，孔径大小，钻孔深度及供浆量确定。钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度，本工程地下水位埋深在10 m左右，泥浆压力超过水压力，满足施工规范要求（图1）。

      (5）钻至设计深度时，要会同监理工程师以及建设单位有关技术人员共同判断进入持力层厚度，并准确测定孔深，以此作为终孔标高的依据。

 

      (1）钻孔灌注桩在混凝土灌注之前，必须满足孔底沉渣厚度≤100mm，需对孔底沉渣进行测定。孔底沉渣计算底起点位置，应以孔底锥体1/2高度处起算。

      (2）孔底沉渣厚度测定采用带圆锥形测锤的标准测绳进行，终孔孔深通过钻具总长和机上余尺控制，与标准测绳作比较后计算沉渣厚度。沉渣厚度测定由质检员进行。

      (3）沉渣厚度满足不了设计要求，需采用清孔方式予以解决，直至满足要求。

      (4）清孔是在下放钢筋笼以及灌注导管孔内安装完毕后，利用导管连接3PN泥浆泵进行的。清孔验收满足孔底沉渣厚度≤100 mm，泥浆比重小于1.20。

      (5）清孔时应保持钻孔内泥浆面高于护筒底口1.0 m以上，防止塌孔。清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度，确认合格后方可进入下道工序

 

      钢筋笼在施工中最容易出现的质量问题：钢筋笼上浮、钢筋笼（非整体配筋）下放过程中坠落、钢筋笼定位不准、钢筋笼变形等，所以钢筋笼的制作与下放是重要的施工环节，应引起足够重视。

      (1）制作。钢筋笼规格及配筋严格按设计图纸进行，按图纸技术要求制作；进场钢筋规格符合要求，并附有厂家的材质证明，现场取样送试验室进行原材及焊接试验检验；主筋配筋时，满足每个断面接头数不超过主筋总数的50%，错开连接、断面间距不小于1 m。

      本工程主筋连接采用直螺纹机械连接；主筋与加强筋间点焊焊接，箍筋与主筋间绑扎；笼子成型后，经过监理验收合格后方可使用；钢筋笼制作质量控制如下：主筋间距±10 mm，箍筋间距±20 mm，笼径±10 mm，笼长±50 mm（图2）。

                                  

      (2）下放。钢筋笼制作时，在钢筋上用油漆标明钢筋笼在下放时的上下位置点；钢筋笼吊放时值班工长、质检人员、安全员及机台班长必须在场，并由值班工长统一协调指挥；钢筋笼用吊车应保证整体平直起吊入孔，且采用吊筋保证桩的位置及方向的正确；笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车钩上的滑运并稍加人力控制，实现平直起吊转化为垂直起吊，以便入孔（图3）；吊放钢筋笼入孔时，应对准孔位轻放慢放入孔，遇阻碍要查明原因，进行处理，不得强行下放。

 

      施工时应严防导管漏水造成断桩现象，若发生这种故障的后果非常严重。如在灌注水下混凝土出现进水情况，会导致混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层，严重影响混凝土质量，最终导致废桩重做，故灌注水下混凝土是成桩最为关键的环节。

      （1）混凝土原料。细骨料选用良好的中至粗砂，混凝土拌合物中的砂率控制在40%～50%。粗骨料选用粒径小于40 mm的卵石或碎石，石子含泥量小于2％，以提高混凝土的流动性，防止堵管。

      （2）混凝土初凝时间。一般混凝土初凝时间仅3～5 h，为保证成桩质量，本工程要求商品混凝土的混凝土初凝时间不得低于6 h，施工期间根据交通运输情况，对商品混凝土的初凝时间做适当调整以满足施工要求。

     （3）坍落度选择。为了保持良好的和易性，其配合比通过试验确定，坍落度应控制在180～220 mm之间。

      (1）根据桩径、桩长和灌注混凝土量选择导管及起吊运输设备,本工程灌注导管直径选择Φ250 mm和Φ300 mm两种。

      (2）钢筋笼就位后，检查孔底沉淀厚度，超出规定的重新清孔。

      (3）导管吊放时，确保导管密封良好，位置居中，防止跑管。导管按技术要求加工，并在使用前作试拼、试压，进行闭水试验，密封合格的导管方可使用。灌注前在导管内放入高压球胆作为隔水塞。

      (4）安装好排浆泵，以回收泥浆。

      (1）水下灌注混凝土施工顺序：吊放钢筋笼—安设导管—放入球胆(隔水塞)—连续灌注混凝土直至桩顶—拔出导管—拔出护筒。

      (2）开始灌注时，保证混凝土足够的初灌量，使导管埋深不小于2 m，随着混凝土上升，适时提升和拆卸导管，导管底端埋深保持在2～4 m之间，避免把导管底端提出混凝土面造成断桩，在混凝土灌注过程中，专人负责测量导管埋深及混凝土面上升高度；提升导管时避免碰撞钢筋笼，防止钢筋笼被混凝土导管拉挂上升，混凝土灌注高度应高出设计标高0.6～1.0 m，以便在基坑开挖时将桩顶浮浆凿除，保证桩顶质量符合设计要求。

      (1）混凝土灌注。灌注过程中导管埋入混凝土深为2～6 m，严禁将导管提出混凝土面，设专人测量导管埋深，填写混凝土的浇注记录。

      (2）后续混凝土灌注。当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土，上下活动导管的作用如下：①有利于后续混凝土的顺利下落，否则混凝土在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间磨擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使混凝土与管壁摩擦阻力增强，灌注混凝土下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续混凝土加入后形成的高压气囊，可能会挤破导管各节间的密封胶垫而导致漏水；②上下活动导管增强混凝土向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大混凝土与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。

      (3）后期混凝土的灌注。在混凝土灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

6.5 混凝土灌注速度