[摘 要]北京地铁9号线东钓鱼台站位于首体南路与阜成路丁字路口，处于城市主干道，在进行基坑围护桩施工时需要解决如下问题：①地层下部含有大量的大粒径卵石和漂石；②地下管网密集，管线种类繁多；③周围建筑物数量和种类多；④对围护桩的垂直度要求较高等问题。本文通过总结全套筒冲击钻机的关键工序、在施工中遇到的问题及解决方法，为相似地层的围护结构桩施工提供了一种新方法。

[关键词]基坑 ；围护桩；全套筒冲击钻机；大粒径漂石

 

      北京地铁9号线东钓鱼台站位于首体南路与阜成路交叉路口，处于城市主干道，周围有居民楼、学校和医院等建筑，地下管网密集，管线种类繁多，环境复杂。该车站为地下三层的换乘车站，采用明挖法施工，基坑深25m，采用桩+内支撑的围护结构形式，该车站位于砾岩隆起地段，主要为砂卵石层和砾岩层。

      车站主体总长173.60m、总宽21.9m，共有围护结构桩293根、桩径均为1m，围护桩长27～31m(表1)，桩间距1.5m。

      1）工程地质概况　地面标高为 52.55～53.24m。地层从上至下为：人工杂填土①层，主要为粉土和细砂层底标高46.81～51.85m；第 四 系 全 新 统 冲 洪 积 粉 土 ③ 层 ， 层 底 标 高42.81～48.48m；细砂、粉砂④层，层底标高37.71～42.87m；卵石、圆砾⑤层，底标高32.11～38.48m；强风化砾岩层、强风化粘土岩层，标高32.11～38.48m。砂卵石地层和砾岩地层中含有大量的大粒径卵石和漂石，最大粒径达1.0m以上，漂石强度较高，为124～187MPa。

      2）水文地质概况　探测到1层地下水(潜水)，水位标高39.06～40.39m(埋深12.20～13.60m)，含水层为卵石、圆砾⑤层。

 

      可用于本地层的成孔设备主要有：日本车辆回转全套管RT-150型钻机、宝峨全套管钻机、昆明MZ100摇管式全套管钻机、潜孔锤钻机、冲击钻和宝峨大功率旋挖钻机等。

      鉴于该车站处于城市主干路，周边是居民楼、学校、办公楼和医院等，对噪声、振动和环境的要求很高。综合造价、占地、环境、安全、质量和进度等方面的要求，经过试钻孔最终选择造价适当、占地较小、对环境影响不大、噪声和振动相对较小、质量控制容易、安全风险小的昆明MZ100摇管式全套管钻机进行成孔施工。同时配备50t履带起重机用于钻孔取土、钢筋笼吊放、混凝土浇筑，VY-12/7空气压缩机用于清孔及障碍物破除。

 

      1）成桩施工工艺流程　平整场地→测放桩位→硬化井圈→钻机就位对准桩位→吊装安放第一节套管→测控垂直度→压入第一节套管→校对垂直度→抓斗取土，接第二、三……节套管→测量孔深→清除虚土→吊放钢筋笼→放入混凝土注浆导管→灌注混凝土、提升导管、逐次拔套管→测定混凝土面→桩机移位。

      2）硬化井圈　因钻机自重较大且拔管时对地面有反作用力，为保证钻机正常施工，对处于绿化带等区域的桩位需进行井圈加固处理，机动车道的桩位无需加固处理。沿桩位内外两侧各做截面300mm×300mm井圈1道，暗梁距桩位外皮400mm，每个相邻桩位之间做截面为300mm×300mm的暗梁1道(图1)，其它部位内配φ 8@150双层双向的钢筋网片。

      3）钻机钻孔工艺　钻机水平就位后将第一节套管(每节套管长7～8m)立于桩位处并压入土中2.5～3m，然后用抓斗从套管中取土，一边抓土一边下压套管，在土边连接第二节套管。第一、二节套管的垂直度对整个桩孔垂直度起着决定性的作用，只要头一节套管成垂直状态，以后的挖掘方法及套管连接方法又适当，后续套管自然成垂直状态，随着套管的下沉不断连接套管，直至钻到孔底标高。

      1）套管的顺直度校正　钻孔施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来，顺直度偏差控制在1‰以内。

      2）纠偏　发现垂直度偏差过大必须及时进行纠偏调整，常用以下2种方法：①偏差不大或套管入土不深(5m以内)，可直接利用钻机的2个顶升油缸和2个推拉油缸调节套管的垂直度；②钻孔入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管合格后再重新下压。

      3）遇地下障碍物的处理方法　①遇到坚硬土层抓斗无法抓土时，可使用四脚冲锤或斜冲锤将坚硬土层冲击松软后，使用抓斗取土；②遇孤石时，视孤石与套管的位置关系分别进行处理(图2)；若孤石位于套管范围内，直接用十字冲锤将孤石冲碎；若孤石位于套管边缘且＞100mm则用圆形冲锤将孤石冲碎；当孤石较大超出套管范围时用“一字型”冲锤配合十字冲锤及圆形冲锤将孤石冲碎；如孤石位于套管边缘且＜100mm时，采用偏心锤反复冲击击碎后使用抓斗取出。

      4）特殊情况的处理　当各种冲锤冲击后仍无法出渣时说明漂石可能外露的很少，各型冲击锤都不适用或遇到其它不明情况时，先向套筒内输送新鲜空气（遇水时先抽干套管内积水），然后吊放作业人员进入套管内进行探查拍照，确定障碍情况后采用相应的工具、设备将其清除。人工进行清除作业时需2人1组，1人在套管内作业、1人负责在套管顶部观察套管内情况并指挥起重机作业(图3)。

      通过选用全套筒冲抓钻机进行围护桩施工，解决了上述问题，并将施工费用、施工工期控制在合理范围内，圆满地完成了本工程的围护结构施工任务，为相似地层的围护结构桩施工提供了一种新方法。