（中鐵三局集團第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

近年來，地鐵憑借其安全、準(zhǔn)時、快捷、舒適、環(huán)保等優(yōu)點成為當(dāng)今城市交通發(fā)展的主要方向。目前，地鐵施工中基坑圍護結(jié)構(gòu)主要以鉆孔樁+鋼支撐、鉆孔樁+錨索、地連墻為主。在現(xiàn)有圍護結(jié)構(gòu)施工的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，濟南市地鐵施工基坑圍護結(jié)構(gòu)結(jié)合環(huán)保、渣土利用、節(jié)約資源等方面，將傳統(tǒng)的基坑圍護結(jié)構(gòu)改為內(nèi)插式預(yù)制混凝土方樁新型復(fù)合基坑圍護結(jié)構(gòu)，該圍護結(jié)構(gòu)還與車站主體結(jié)構(gòu)疊合，對樁體的方向與高程有了更高的要求。

目前，內(nèi)插式預(yù)制混凝土方樁新型復(fù)合圍護結(jié)構(gòu)作為一種新型基坑圍護形式，其安裝施工尚無成熟的工藝，如何在保證施工質(zhì)量的前提下，提高插裝配式預(yù)制方樁沉樁精度，實現(xiàn)插式預(yù)制混凝土方樁新型復(fù)合圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)高效施工，是擺在建設(shè)者面前的一大難題。

1 工程概況

濟南市軌道交通R3線一期土建工程孟家莊站，是地下雙層島式車站，車站主體基本為南北走向，全長為300.9m，結(jié)構(gòu)頂板呈階梯形布置，車站底板埋深約17.69m，頂板覆土約2.63～3.93m，主體埋深17～19.7m，采用明挖法施工。在國內(nèi)施工中首次采用了內(nèi)插式預(yù)制混凝土方樁新型復(fù)合圍護樁結(jié)構(gòu)，新型復(fù)合樁之間設(shè)新型高壓旋噴樁，旋噴樁與復(fù)合樁共同組成支護體系及止水帷幕，是全線的重點工程。

2 工程特點

1）國內(nèi)施工中首次采用內(nèi)插式預(yù)制混凝土方樁新型復(fù)合圍護樁結(jié)構(gòu)，后期與側(cè)墻結(jié)合成整體結(jié)構(gòu)，增強主體結(jié)構(gòu)強度，提高資源的使用率。

2）開發(fā)了特制水泥土拌合配套工裝及施工工藝，利用現(xiàn)場開挖粘土作為原材料，采用開挖粘土和水，水泥和水分開進(jìn)行攪拌再混合拌合的方法，提高了流動性能。

3）自主設(shè)計應(yīng)用了預(yù)制樁接樁、沉樁施工平臺，利用液壓系統(tǒng)通過調(diào)整接樁平臺支腿高度進(jìn)行設(shè)備調(diào)平，同時在接樁平臺送樁口安裝液壓系統(tǒng)，利用液壓系統(tǒng)在預(yù)制樁接樁過程中固定下節(jié)樁體，進(jìn)行接樁施工，同時通過預(yù)制方樁限位裝置對整個樁體的沉樁作業(yè)進(jìn)行精確控制。

3 工藝原理

基坑支護體系及止水帷幕采用內(nèi)插式預(yù)制混凝土方樁新型復(fù)合圍護樁+新型高壓旋噴樁(樁間)。新型復(fù)合樁間距1.5m，樁直徑1.1m，采用鉆機成孔后注入預(yù)攪拌水泥土漿液，然后插入70cm×70cm預(yù)制混凝土方樁（圖1）。

新型復(fù)合圍護樁灌注水泥土利用現(xiàn)場開挖粘土作為原材料，采用開挖粘土和水，水泥和水分開進(jìn)行攪拌再混合拌合的方法（圖2），提高了流動性能，同時在生產(chǎn)過程中，采用水泥土生產(chǎn)監(jiān)督和管理系統(tǒng)，對水泥土的加工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

圖1 新型復(fù)合圍護結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 特制水泥土拌合設(shè)備

圖3為自主設(shè)計的預(yù)制樁接樁、沉樁施工平臺，使用時，在行走軌道基礎(chǔ)上安裝行走軌道，孔樁成孔、注水泥土漿完成后，使用履帶吊將接樁平臺滾輪置于行走軌道上，同時將軌道限位裝置扣在行走軌道上，利用平臺操作系統(tǒng)通過調(diào)整平臺支撐液壓支腿進(jìn)行下平臺調(diào)平，調(diào)平過程中確保支腿底座與地面緊密接觸，在下平臺調(diào)平后利用液壓調(diào)平桿進(jìn)行上平臺調(diào)平，接樁平臺對位、調(diào)平完成后，利用下樁孔進(jìn)行預(yù)制樁第一節(jié)樁體沉樁作業(yè)，第一節(jié)樁體下送在接樁平臺上部剩余1～1.5m時，利用預(yù)制方樁夾緊裝置對第一節(jié)樁體進(jìn)行制動固定，吊裝第二節(jié)樁體進(jìn)行接樁施工，施工人員在施工平臺上完成接樁作業(yè)，接樁完成后，過預(yù)制方樁限位裝置對整個樁體的沉樁作業(yè)進(jìn)行精確控制。

圖3 預(yù)制樁接樁、沉樁施工平臺

圖4為設(shè)計一種可固定式送樁設(shè)備，送樁設(shè)備通過“蘑菇頭”與預(yù)制樁頂進(jìn)行連接（圖5），通過液壓系統(tǒng)進(jìn)行固定，送樁前根據(jù)樁頂標(biāo)高，對送樁器外露高度進(jìn)行測量，最后利用震動錘，對預(yù)制方樁標(biāo)高進(jìn)行控制，確保送樁質(zhì)量。

圖4 加工制作好的可固定式送樁設(shè)備

圖5 連接“蘑菇頭”

4 關(guān)鍵工序施工技術(shù)及操作要點

4.1 接樁、沉樁平臺固定導(dǎo)軌施工

施工前對接樁平臺定位導(dǎo)軌進(jìn)行施工（圖6），方便后期鉆機定位，有效提高了孔樁定位精度。

圖6 定位導(dǎo)軌安裝定位

圖7 接樁平臺就位

圖8 接樁作業(yè)

4.2 孔樁鉆進(jìn)、提鉆注漿

1）鉆進(jìn)時螺旋鉆機孔口反土，需使用小挖機配合將粘土清理。

2）鉆至設(shè)計深度后，邊提鉆，邊注漿。使用砼地泵進(jìn)行注漿，水泥土漿的泵送速度與鉆機提升速度相匹配。水泥土漿液需提前制備，并滿足每孔樁的需用量。

4.3 接樁平臺就位

1）注漿完成后，鉆機后移，使用履帶吊將接樁平臺下部的2個卡槽扣在鋼軌上（圖7）。

2）通過操作桿對接樁平臺4個液壓支腿進(jìn)行調(diào)平、固定。

4.4 第一根方樁吊運

1）第一節(jié)方樁吊運時，使用卡環(huán)與方樁上吊裝孔連接，然后起吊。

2）送至高于接樁平臺上1m左右，通過接樁平臺液壓裝置將方樁夾住。

4.5 第二根方樁吊運、接樁

1）第二根方樁頂部特別加工起吊連接件，樁身留有預(yù)埋件，需內(nèi)外側(cè)做好標(biāo)記；

2）接樁時將上下兩接頭清理干凈并涂上潤滑脂，同時保證樁體整體順直（圖8）。

4.6 送樁器送樁

1）樁頂標(biāo)高位于地表以下3m時，需使用送樁器進(jìn)行送樁。

2）送樁器底部液壓鉗與樁頂蘑菇頭連接，最后利用震動錘，對預(yù)制方樁標(biāo)高進(jìn)行控制，確保送樁質(zhì)量。

5 資源節(jié)約效果

1）在預(yù)制樁施工過程中采用水泥土漿代替混凝土或砂漿，利用其它工程開挖土方，制備水泥土漿，形成土方利用，減少資源浪費。同時在水泥土漿拌制過程中，加強節(jié)水管理，施工用水進(jìn)行定額計量。建立用水節(jié)水施工臺帳，并進(jìn)行分析對比，提高節(jié)水率。

2）預(yù)制樁采用在預(yù)制場統(tǒng)一預(yù)制，現(xiàn)場裝配式拼裝，極大地提高了施工效率和預(yù)制方樁對接精度，節(jié)約傳統(tǒng)現(xiàn)澆濕接縫施工時的支模、混凝土運輸、澆筑等過程中的能源消耗。

3）主體結(jié)構(gòu)采用樁墻疊合工藝，減少側(cè)墻厚度，節(jié)約混凝土及鋼筋資源。

6 結(jié) 語

該項目依托濟南市軌道交通R3線一期土建工程孟家莊站項目，取得了一系列技術(shù)創(chuàng)新成果，解決了新型裝配式復(fù)合基坑圍護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難題，研發(fā)了精準(zhǔn)定位接樁平臺設(shè)備和特制水泥土拌合設(shè)備，實現(xiàn)了內(nèi)插式預(yù)制混凝土方樁圍護結(jié)構(gòu)的高效施工、精準(zhǔn)定位，后期預(yù)制方樁與主體結(jié)構(gòu)疊合成整體，提高資源的使用率。該技術(shù)具有施工速度快、操作簡單、施工安全、綠色環(huán)保等優(yōu)點，推廣應(yīng)用前景廣闊。

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