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1、深圳地铁香蜜湖车站大直径钻孔咬合桩施工摘 要 介绍深圳地铁香蜜湖车站围护结构采用大直径钻孔咬合桩的机械选型、施工工艺及施工要点关键词 地铁车站 围护结构 机械选型 施工工艺1 工程概况 深圳地铁香蜜湖车站为整体灌筑的双层矩形框架钢筋混凝土地下二层岛式站,明挖顺作法施工,深基坑围护结构采用钻孔咬合桩支护。主体结构轮廓全长238.1m,宽19.1～22.9m,基坑开挖深度15.1～21.5m,共设置522根<1200mm钻孔咬合桩,其中一序桩253根,内置矩形钢筋笼,桩长18.1～22.6m,底板下入土深度4m;二序桩269根,内置圆形钢筋笼,桩长2
2、0.1～26.6m,底板下入土深度6～8m。标准段一、二序桩交错布置,相互咬合,咬合厚度200mm,桩中心间距1000mm。拐角部位采用组合排桩,相切不咬合,相切处外缘设<550mm旋喷桩堵水。 香蜜湖车站址区为冲积平原,站区范围内覆第四系全新统人工堆积层,冲积层及第四系中更新统残积层,下伏燕山期花岗岩。地层自上而下分别为素填土、粘土、砾砂、砾质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩,其中砂砾层最厚达9.0m。地下水埋深1.0～3.4m,对混凝土具有弱酸性、弱分解性及弱溶解性腐蚀。2 钻孔咬合桩施工2.1 超缓凝混凝土 咬合桩主要利用超缓凝混
3、凝土的缓凝特性,通过加入HIP系列缓凝减水剂和粉煤灰等混凝土外加剂,配制60～72h初凝的混凝土,混凝土坍落度控制在180～200mm。第一序桩灌筑C20缓凝混凝土后,第二序桩完成切割一序桩200mm,并成孔灌筑C25混凝土,使两序桩的混凝土咬合,形成连续桩墙。2.2 机械选型 通过调查、比选,国产MZ系列和日本产M系列套管钻机都能满足成桩垂直度3‰的精度要求,同时具有定位速度快、灵活、下压力大、施工噪声小等特点。根据施工进度,安排3台日本产M1500型全套管钻机和2台MZ2型全套管磨桩机施工。M1500型钻机整体性好,由主机、冲抓斗、液压系统、
4、套管组成,由50T吊车配合完成桩的钻进、出土、下钢筋笼以及混凝土的灌筑。MZ2型钻机较M1500型钻机轻便,由液压系统、套管、抓斗组成,该机械需另配吊车完成出土,吊放钢筋笼、导管及灌筑混凝土。套管外缘尺寸为<1180mm,刀头外缘<1200mm,套管内径<1080mm。2.3 单机成桩时间及钻孔顺序 单机成桩需12h左右,分别为:桩机就位30min→压入并校正第一节套管60min→压管钻进冲抓成孔360min→吊放钢筋笼30min→吊放混凝土导管30min→灌筑混凝土180min→拔套管移机30min。考虑不可预见因素的影响,单机成桩时间按16h
5、控制。钻孔顺序需由单机成桩时间和混凝土缓凝时间来确定,如图1所示。 图1 钻孔顺序图 钻孔作业时,钻机从拐角处相切桩开始,钻孔顺序为:1(一序)→2(二序)→3(一序)→4(二序)→5(一序)→6(二序) 。 1号桩超缓凝混凝土灌筑完成后,要经过左右侧两次切割,其中右侧第二次切割时间为最不利时间,其受控制时间为:1号桩灌筑混凝土3h,2号桩施工16h,3号桩施工16h,4号桩下压套管7.5h,合计42.5h,该时间小于超缓凝混凝土的最短缓凝时间60h。2.4 钻孔和钢筋定位(1)钻孔定位 根据全套管钻机尺寸要求及考虑桩体变形和施工误差,外
6、放后的桩位作为咬合桩导墙中线。导墙采用C20钢筋混凝土结构。M1500钻机有自动调平系统,MZ2钻机要人工配合调平,移动调平支稳钻机后,使桩机钻头准确对准桩位中心。钻机对位后,吊安第一节套管,套管中心与桩中心偏差小于2cm,控制套管安放的垂直度,采用2个测斜仪附贴在套管外壁的两垂直方向进行校核,并通过相互垂直的2台经纬仪复核后,方可下压套管,成孔全过程由2台经纬仪监控,发现倾斜及时纠正。(2)钢筋笼定位 香蜜湖车站主体为复合式结构,围护结构咬合桩在主体结构底板、中板和顶板处预埋半环形钢板,与主体结构主筋焊接连成一体共同受力,因而钢筋笼的定位尤为重
7、要。 在钢筋笼外侧加焊定位耳形钢筋,一是利于定位,另保证保护层厚度,减小钢筋笼与套管内壁的摩擦阻力,有效控制钢筋笼上浮;主筋采用机械连接或闪光对焊,加强圆形箍筋焊接质量,提高钢筋笼加工制作的工艺水平;起吊钢筋笼时,采用3点同时起吊,防止钢筋笼扭转变形;钢筋笼吊放至设计高程后,采用悬吊钢筋焊接固定在孔口型钢上,起拔套管时断开;桩底由于抓斗作业扰动,砾质粘性土易遇水软化,在套管入土深度达到设计高程后,清除孔底虚土及沉渣,投放20～30cm厚碎石,有效防止钢筋笼下沉;在钢筋笼底部焊接抗浮钢板,减少混凝土灌筑过程中钢筋笼上浮;成孔后套管随混凝土灌筑逐段起
8、拔,采用多转动(套管)慢拔,杜绝一个方向转动套管,保证套管起拔中顺直,严禁强行起
