地鐵保護(hù)區(qū)近距離樁基施工技術(shù)

胥牛偉

摘? 要：隨著地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)的樁基施工項(xiàng)目規(guī)模越來(lái)越大，并且數(shù)量也越來(lái)越多，隨之而來(lái)的是也發(fā)生了一些樁基施工對(duì)地鐵隧道的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行產(chǎn)生破壞的安全事件，那么在施工中就更應(yīng)充分的認(rèn)識(shí)到保護(hù)地鐵隧道的必要性和重要性，針對(duì)我國(guó)很多地區(qū)存在著的受盾構(gòu)擾動(dòng)、降水和超挖影響的黃土地層，詳細(xì)的探討了在地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)近距離樁基施工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的影響，同時(shí)也針對(duì)其關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行了介紹，并提出了有針對(duì)性的施工工藝。文章便從樁基施工對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的影響研究和地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)樁基近距離施工工藝分析兩方面詳細(xì)的討論了地鐵保護(hù)區(qū)近距離樁基的施工工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地鐵保護(hù)區(qū);近距離樁基;施工工藝

中圖分類號(hào)：TU753.3? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0120-02

Abstract： With the increasing scale and number of pile foundation construction projects in subway protection areas， there are some safety incidents that pile foundation construction has damaged the structure and operation of subway tunnels. then in the construction， we should be more fully aware of the necessity and importance of protecting subway tunnels， aiming at the loess strata disturbed by shield， precipitation and over-excavation in many areas of China. In this paper， the possible influence of short-distance pile foundation construction in subway protection area on the structure of subway tunnel is discussed in detail， and the key construction technology is introduced， and the targeted construction technology is put forward. In this paper， the construction technology of short-distance pile foundation in subway protection area is discussed in detail from two aspects： the influence of pile foundation construction on operation line and the analysis of short-distance construction technology of pile foundation in subway protection area.

Keywords： subway protection area; short distance pile foundation; construction technology

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步快速增長(zhǎng)的新形勢(shì)下，我國(guó)的城市道路交通設(shè)施建設(shè)也逐步完善，城市空間的利用率大大提升，城市地鐵交通在城市發(fā)展的進(jìn)程也發(fā)揮著更加重要的作用。目前我國(guó)已經(jīng)34個(gè)城市開通了地鐵線路，其運(yùn)行線路的總里程數(shù)也已超過(guò)了8000km，地鐵交通現(xiàn)場(chǎng)在城鎮(zhèn)范圍內(nèi)不斷延伸和擴(kuò)張，樁基項(xiàng)目的施工在地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)的數(shù)量越來(lái)越多，而所導(dǎo)致的地鐵運(yùn)行安全事故也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，2017年12月在我國(guó)某城市地鐵在運(yùn)行期間出現(xiàn)了盾構(gòu)隧道北外部樁基施工樁頭擊穿的事故，列車與樁頭相撞，隧道結(jié)構(gòu)、接觸網(wǎng)和列車都嚴(yán)重受損，運(yùn)行線路全面受阻;某城市地鐵車站側(cè)墻突然滲出了泥漿，車站的電扶梯被迫關(guān)閉，地面大面積濕滑，運(yùn)行單位的工作流程受到嚴(yán)重影響，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)樁基施工中由于工藝不當(dāng)，回填土存在著嚴(yán)重的探空現(xiàn)象，泥漿大量滲入到車站中。因此，針對(duì)樁基的施工，我們對(duì)地鐵保護(hù)區(qū)應(yīng)采取有效的防護(hù)措施，采取科學(xué)的施工工藝，從而保證線路的運(yùn)營(yíng)安全。

1 樁基施工對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的影響研究

我國(guó)的陜西、山東、山西、湖北、河南等多個(gè)省市的地層主要原材料就是濕陷性黃土，黃土地層的成因特殊，并且其結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)也有著自身特點(diǎn)，那么在黃土地層進(jìn)行樁基施工就會(huì)容易出現(xiàn)一些如泥石流、滑坡、地基濕陷和水土流失等特殊的環(huán)境和工程問(wèn)題，黃土的密度低、空隙大、易溶鹽，并且遇水容易濕陷，容易導(dǎo)致建筑物的不均勻沉降問(wèn)題。在我們分析地表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及分層沉降數(shù)據(jù)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)在超挖或是擾動(dòng)等因素的影響下，盾構(gòu)隧道在掘進(jìn)的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)空腔，其是會(huì)導(dǎo)致土體出現(xiàn)松散的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致土體垮塌;同樣的我們還監(jiān)測(cè)了地表及建筑物的相關(guān)數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中我們知道降水對(duì)整個(gè)施工進(jìn)程也有著重要影響，地層會(huì)出現(xiàn)明顯的擾動(dòng)現(xiàn)象。

近距離的樁基施工作業(yè)一定會(huì)對(duì)地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)的既有結(jié)構(gòu)的地層產(chǎn)生擾動(dòng)的情況，地鐵的正常運(yùn)營(yíng)對(duì)于變形也是有著嚴(yán)格要求的，樁基施工時(shí)不但要滿足變形的要求，同時(shí)更要嚴(yán)格的把控施工中可能會(huì)產(chǎn)生的隧道結(jié)構(gòu)和地面沉降的位移。樁基的施工一定會(huì)擾動(dòng)土體并導(dǎo)致其應(yīng)力發(fā)生變化，對(duì)隧道承受周圍的荷載會(huì)產(chǎn)生十分不利的影響。如果隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生太大的變形，那么就會(huì)大大降低隧道結(jié)構(gòu)的工作能力，樁基的遠(yuǎn)近及其施工順序和施工方法都可能導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因此，為保證地鐵的正常運(yùn)營(yíng)，應(yīng)采取有效的施工工藝來(lái)避免這類問(wèn)題的發(fā)生。

2 地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)樁基近距離施工工藝分析

要想有效的降低地鐵已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)在樁基施工期間所受到的影響，那么在施工的準(zhǔn)備階段施工單位就必須嚴(yán)格遵從相關(guān)管理規(guī)定和條例的各項(xiàng)內(nèi)容，當(dāng)施工作業(yè)需要在地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行時(shí)，必須采取有針對(duì)性的安全防護(hù)策略，同時(shí)所指定的策略方案還必須在相關(guān)運(yùn)營(yíng)單位審查過(guò)后才可執(zhí)行。施工的過(guò)程中，由第三方監(jiān)測(cè)單位做好施工進(jìn)度的全程監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)收集相關(guān)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)報(bào)送地鐵保護(hù)部門及運(yùn)營(yíng)公司，從而有效的保護(hù)地鐵結(jié)構(gòu)及地鐵運(yùn)營(yíng)安全。為了盡可能的降低樁基施工帶來(lái)的不利影響，建議采用“跳樁”的施工技術(shù)，同時(shí)制定科學(xué)合理的施工工藝，我們主要介紹合同跟進(jìn)以及上挖下鉆變徑這兩種應(yīng)用較為廣泛的施工工藝。

2.1 護(hù)筒跟進(jìn)法施工工藝

應(yīng)用這一施工工藝的技術(shù)原理為利用鋼護(hù)筒能夠及時(shí)的分析泥漿和現(xiàn)狀土，護(hù)筒的外側(cè)面能夠有效的承載土體的側(cè)壓力，這樣地層原有的壓力平衡狀態(tài)就被保持住了。（1）場(chǎng)地平整。在樁基施工的準(zhǔn)備階段，應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)采取有效的平整和加固作業(yè)，充分的保證場(chǎng)地的牢固性和平整度，同時(shí)在鉆機(jī)工作位置的下方鋪設(shè)鋼板，鋼板的厚度不應(yīng)小于2cm，這樣做能夠更好的保證鉆孔的垂直度，從而有效的避免鉆機(jī)在施工中出現(xiàn)傾斜的問(wèn)題;（2）樁位

放樣。嚴(yán)格的遵循設(shè)計(jì)方案中的數(shù)據(jù)方案，采用全站儀來(lái)準(zhǔn)確的找到樁孔的所在位置，在技術(shù)審核人員的確認(rèn)后，根據(jù)所定位的孔位用十字線引出四個(gè)方向的控制點(diǎn)，這四個(gè)控制點(diǎn)就是護(hù)筒埋設(shè)位置以及鉆機(jī)停放位置的基準(zhǔn)了，施工中必須對(duì)護(hù)樁采取有效的保護(hù)措施，嚴(yán)禁出現(xiàn)施工中破壞或是擾動(dòng)樁的問(wèn)題;（3）鉆機(jī)就位。當(dāng)鉆機(jī)的護(hù)筒中心與樁徑的中心處于重疊的位置時(shí)，應(yīng)固定鉆機(jī)的位置并開機(jī)，從而保證鋼護(hù)筒的垂直度和中心位置，同時(shí)也保證了鉆機(jī)的校準(zhǔn)與對(duì)中是能夠與設(shè)計(jì)的要求相適應(yīng)的，在液壓泵的作用下可實(shí)時(shí)調(diào)整鉆機(jī)的四周支腿，保證鉆機(jī)是一直處于水平狀態(tài)的;（4）鋼護(hù)筒的制作和埋設(shè)。制作鋼護(hù)筒

時(shí)，我們要保證將護(hù)筒打入到地鐵結(jié)構(gòu)地層的超過(guò)2m的范圍內(nèi)，并且鋼護(hù)筒的焊接質(zhì)量和整體剛度也要嚴(yán)格把控，應(yīng)采用厚度超過(guò)20mm的鋼板來(lái)制作護(hù)筒，每節(jié)長(zhǎng)度都要與設(shè)計(jì)文件中的具體數(shù)值相匹配，搭配時(shí)可以選擇不同的長(zhǎng)度，施工的過(guò)程中建議按照每節(jié)3m來(lái)打設(shè)護(hù)筒，以焊接的方式將護(hù)筒連接起來(lái)，遵照我國(guó)所制定的相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范中的具體要求進(jìn)行焊接作業(yè)，焊接的方式選用45度坡口焊，在連續(xù)并且飽滿的狀態(tài)下進(jìn)行焊接作業(yè)，不能出現(xiàn)漏水的問(wèn)題，要與施工中的相關(guān)要求相適應(yīng)。護(hù)筒的埋設(shè)作業(yè)應(yīng)具備較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不能超過(guò)5mm，每節(jié)護(hù)筒打入到樁內(nèi)2m之后才能進(jìn)行下一節(jié)鋼護(hù)筒的焊接操作;（5）鉆進(jìn)成孔。最后一步就是施挖鉆進(jìn)的作業(yè)了，借助于施挖鉆桿上的液壓馬達(dá)向下壓，同時(shí)在扭矩的旋轉(zhuǎn)作用下，旋挖鉆頭不斷的擠壓土體并切入進(jìn)去，這樣鉆頭內(nèi)部就直接裝入土體了，之后在鉆機(jī)提升裝置和伸縮式鉆桿的作用下，空外部的卸土就被提出了，反復(fù)進(jìn)行此項(xiàng)操作，不斷的進(jìn)行取土和卸土的作業(yè)，當(dāng)達(dá)到了設(shè)計(jì)深度時(shí)停止操作。而孔外的鉆渣則會(huì)被送至棄土場(chǎng)。

2.2 上挖下鉆變徑施工工藝

這一施工工藝在整個(gè)過(guò)程中是不會(huì)產(chǎn)生泥漿的，也不會(huì)出現(xiàn)太大的坍塌問(wèn)題，施工中可能會(huì)出現(xiàn)微小的塌孔，只需要將混凝土及時(shí)的回填到塌孔處就可以了，護(hù)筒外側(cè)同樣可以承載土體的側(cè)壓力，壓力平衡性高，大大的降低了樁基施工對(duì)近距離既有結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的不利影響，并且下半部分采用的是鉆機(jī)成孔工藝，施工的工期進(jìn)度也得到了充分保證。（1）鎖口施工。為了切實(shí)的保證樁孔中不會(huì)混入周圍的土石等雜物，并保證地表水不會(huì)流入到樁孔中，進(jìn)行開挖作業(yè)前應(yīng)先進(jìn)行澆筑井圈鎖口的作業(yè)。進(jìn)行選用C25的混凝土作業(yè)澆筑井圈鎖口的材料，同時(shí)預(yù)埋插筋來(lái)連接第一圈的護(hù)壁砼。井圈的壁厚不應(yīng)小于15cm，頂面最少要高出施工幾面30cm;（2）開挖及護(hù)壁作業(yè)。以“分節(jié)開挖和分節(jié)支護(hù)”為原則進(jìn)行人工挖孔樁的施工，如果地層是砂卵石結(jié)構(gòu)的，那么建議每層的開挖深度大概為1m，同時(shí)先中間后四周為開挖順序，開挖作業(yè)全部完成后應(yīng)立即進(jìn)行混凝土護(hù)壁的澆筑作業(yè)，樁護(hù)壁上段豎向筋應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行搭接，并且上下節(jié)護(hù)壁的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于50mm。當(dāng)開挖到地層交界面的位置處時(shí)，可適當(dāng)縮短開挖的進(jìn)尺，同時(shí)要實(shí)時(shí)的觀察土層是否有滲水問(wèn)題及自身變化情況，采用砼修補(bǔ)的方法及時(shí)處理坍塌處。當(dāng)開挖的深度超過(guò)了6m時(shí)，應(yīng)充分的保證施工人員的安全性，確?，F(xiàn)場(chǎng)具備良好的通風(fēng)條件;（3）鉆機(jī)成孔。進(jìn)行人工挖孔的施工作業(yè)過(guò)程中，如果其挖孔的深度已經(jīng)低于現(xiàn)有的地鐵結(jié)構(gòu)超過(guò)了2m時(shí)，為了有效的提升施工工期，可采用其他的鉆進(jìn)成孔方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的論述，我們對(duì)樁基施工對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的影響研究和地鐵保護(hù)區(qū)內(nèi)樁基近距離施工工藝分析兩個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。在樁基施工的過(guò)程中我們應(yīng)充分的認(rèn)識(shí)地鐵保護(hù)工作的必要性和重要性，根據(jù)施工區(qū)域的地層實(shí)際情況并結(jié)合盾構(gòu)施工擾動(dòng)、施工降水和超挖等因素所產(chǎn)生的不利影響，制定出更加科學(xué)合理的樁基近距離施工工藝，現(xiàn)階段護(hù)筒跟進(jìn)法和上挖下鉆變徑法是應(yīng)用效果較好的兩種施工工藝，其能夠較好的提升地鐵保護(hù)區(qū)既有結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)也充分的保證地鐵項(xiàng)目的運(yùn)行服務(wù)質(zhì)量，為后續(xù)的樁基施工提供了重要的參考價(jià)值。

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