萬陶 汪懷園

隨著我國軌道交通建設(shè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，對施工質(zhì)量，安全環(huán)保越來越重視。文章以車站出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選，引入鎖扣鋼管樁，在復(fù)雜地質(zhì)和周邊環(huán)境下合理組織施工，安全質(zhì)量可控，過程中總結(jié)了CT鎖扣處滲漏、止水，與車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)接縫及障礙物的處理，鎖扣鋼管樁周轉(zhuǎn)使用，可減低成本，值得推廣。

基坑; 鎖扣鋼管樁; 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

TU94+2B

[定稿日期]2021-06-22

[作者簡介]萬陶（1987～），男，本科，工程師，從事軌道交通安全管理工作。

本文針對施工場地狹長，水文地質(zhì)復(fù)雜，周邊環(huán)境要求的高條件下，選用鎖扣鋼管樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝，具體介紹鋼管樁的施工方法和技術(shù)。

1 工程概況

福州地鐵4號線第3標(biāo)段，花海公園站沿江邊洲路敷設(shè)，跨江邊洲路與南社一路交叉口設(shè)置，車站全長475 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬19.7 m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度15.7 m，端頭井寬度23.8 m，基坑深度為17.2 m。

1號風(fēng)亭、1號物業(yè)安全出口基坑內(nèi)凈尺寸75.91 m×7.07 m，開挖深度7.3～9.4 m;3、4號物業(yè)出入口基坑內(nèi)凈尺寸22.59 m×7.07 m，開挖深度7.1～9.2 m;2號風(fēng)亭組、1號安全出口基坑內(nèi)凈尺寸57.85 m×7.07 m，開挖深度約7.0～9.0 m;3號出入口基坑內(nèi)凈尺寸56.13 m×7.07 m，開挖深度6.7～10.2 m;4號出入口基坑內(nèi)凈尺寸36.35 m×7.07 m，開挖深度6.5～10.0 m。

車站西北側(cè)為在建廈航福州總部，南側(cè)為龍津躍進(jìn)河及駁岸、廈航林浦住宅工程，東北側(cè)為祥浦居花園住宅樓、東部新城商務(wù)辦公中心。地質(zhì)垂直施工區(qū)域從上而下：雜填土、中細(xì)砂、淤泥夾沙、淤泥質(zhì)土等，其中渣土夾有5 %～30 %的塊石、碎石，塊石、碎石巖性以花崗巖和凝灰?guī)r為主，深度一般在5 m以內(nèi)。駁岸基礎(chǔ)及擴(kuò)大區(qū)下放10 m以內(nèi)夾有塊石、孤石等異物（圖1）。

2 方案比選

目前國內(nèi)地鐵車站出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)，常采用地下連續(xù)墻、SMW工法樁為主。

2.1 地下連續(xù)墻施工

常用設(shè)備需成槽機(jī)、攪拌機(jī)、履帶吊等，其中成槽機(jī)重量約89 t，抓取力15 t，總荷載約104 t。成槽時(shí)，設(shè)備重心位于駁岸上方，由于駁岸下發(fā)地層以高壓縮的淤泥質(zhì)土為主，長期被河水浸泡，含水量大，在重型設(shè)備荷載作用下，易發(fā)生沉降，成槽機(jī)及攪拌機(jī)傾覆風(fēng)險(xiǎn)極大。

地下連續(xù)墻位于現(xiàn)狀躍進(jìn)河駁岸位置，須先進(jìn)行圍堰筑島回填，約侵占河道2 m，涉及占用河道的審批手續(xù)辦理困難。

2.2 SMW工法樁

常用設(shè)備需三軸攪拌機(jī)及后配套等，其中三軸攪拌機(jī)施工中產(chǎn)生的噪音比較大，車站南北側(cè)是高度集中的辦公區(qū)和住宅區(qū)，不允許夜間施工，SMW工法樁不能24 h連續(xù)作用，當(dāng)天第一根與上一天最后一根樁只能采用冷搭，搭接處的質(zhì)量難以保證，滲漏風(fēng)險(xiǎn)比較大。

2.3 拉森鋼板樁

常用設(shè)備需振動(dòng)錘，可間斷作業(yè)，可循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，環(huán)境無污染，適用于淤泥質(zhì)土、砂層等均勻地質(zhì)。對比較復(fù)雜，含有填石等障礙物不均地質(zhì)施打比較困難，止水效果較差等。

2.4 鎖扣鋼管樁

常用設(shè)備需振動(dòng)錘，可間斷作業(yè)，可循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，環(huán)境無污染，適用于淤泥質(zhì)土、砂層等相對均勻地質(zhì)，強(qiáng)度、剛度比較大，止水效果較好。

地下連續(xù)墻、SMW工法樁施工過程中，產(chǎn)生的泥漿容易滲漏至躍進(jìn)河，造成水質(zhì)污染，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)比較大。

花海公園站為狹長型，且為鋪軌站，軌道單位的大型設(shè)備已進(jìn)場施工作業(yè)，存在大型設(shè)備交叉作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)比較大。在現(xiàn)場施工條件的分析和總結(jié)基礎(chǔ)上，決定附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鎖扣鋼管樁。

3 鎖扣鋼管樁施工

3.1 鎖扣管樁型式

鎖扣鋼管采用630×10 mm鋼管，鎖口形式為C-T型，鎖扣連接為180×7 mm圓鋼管及工16#工字鋼，圍護(hù)結(jié)構(gòu)涉及五種樁型，樁型僅長度不同，共計(jì)374根，1 334 t;附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)與車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻連接處采用800 mm的三重管旋噴樁加固（表1）。

3.2 鎖扣鋼管樁加工

根據(jù)圖紙統(tǒng)計(jì)每個(gè)附屬的結(jié)構(gòu)鋼管樁長度和數(shù)量，在對半成品鋼管樁進(jìn)行修繕加工以滿足設(shè)計(jì)相關(guān)要求，分類存放（圖2、圖3）。

鋼管樁鎖口采用二氧化碳保護(hù)焊進(jìn)行焊接，先連續(xù)點(diǎn)焊，間距0.5 m左右，再實(shí)施滿焊，焊縫高度不小于10 mm。

焊接C型鎖口前，先將鎖口鋼管開口，縫隙間距為28 mm，C型鎖口每隔1 m焊接10 mm厚加勁板，兩側(cè)對稱布置，加勁板與鋼管樁、C型鎖口之間均為單面焊，焊縫高度不小于10 mm。

在C型鎖扣頂部沿縫隙對稱開V型坡口，約15 cm，便于工字鋼順利插入鎖扣;底部開斜口，減少鋼管樁插入阻力。

鋼管接長采用連接板對接，按照圖紙加工成型每個(gè)樁，合理匹配，連接處不得與相鄰鋼管樁接頭在同一個(gè)截面處;加工連接板400 mm×200 mm×12 mm，按照圖紙焊接。

鋼管樁樁腳采用12 mm厚加勁板加強(qiáng)，加強(qiáng)段長度為300 mm，增加強(qiáng)度和剛度，防止施打過程中，樁腳卷邊變形。

3.3 鎖扣鋼管樁施打

根據(jù)地層及場地特點(diǎn)，采用山東臨工液壓打樁機(jī)E600FP-58t、臺(tái)灣芳富強(qiáng)力高速液壓打拔樁機(jī)PCF450插打鎖口鋼管樁。根據(jù)測量放樣確定每根樁的位置并施做定位框，然后采用振動(dòng)錘打樁機(jī)插打鎖口鋼管樁，其施工工藝流程見圖4。

3.3.1 駁岸挖除

將影響鋼管樁施工的躍進(jìn)河駁岸及障礙物挖除，并回填黏性土;拆除的駁岸長度約為255 m（圖5）。

3.3.2 首根鋼管樁

整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵，測量放線出的位置，鋼管樁應(yīng)緩慢打入。施打中，專人觀測鋼管樁的檢查其位置及垂直度，不符合要求時(shí)，及時(shí)糾正或重新施打。

3.3.3 導(dǎo)向裝置

在鋼管樁施工中，為保證沉樁軸線位置的正確，設(shè)置安裝導(dǎo)向架，在鋼棧橋樁上焊接牛腿，安裝焊接工字鋼20 為定位，鋼管樁沿工字鋼外邊緣一直往前插打。

3.3.4 鋼管樁施打

打拔樁機(jī)PCF450夾緊鋼管樁頂部，緩慢上提，調(diào)整垂直度，調(diào)整鎖扣與首根樁位置，人工輔助對準(zhǔn)鎖扣，緩慢插入，整個(gè)樁打入指定標(biāo)高。根據(jù)施打情況移動(dòng)定位工字鋼，以此類推，直至完成所有鋼管樁施工。

附屬主體結(jié)構(gòu)完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)鎖口鋼管樁拔除。

3.3.5 鋼管樁拔除

用液壓打拔樁機(jī)PCF450將鋼管樁鎖口振活以減小土的阻力，邊振邊拔;過程中個(gè)別樁拔不動(dòng)，用90型振動(dòng)錘，汽車吊輔助拔出;鋼管樁拔出后，分類堆碼存放，以便周轉(zhuǎn)使用。

4 安全質(zhì)量管理

施工人員應(yīng)經(jīng)三級安全教育培訓(xùn)和安全技術(shù)交底，錄入人員管理系統(tǒng)建立實(shí)名制后方可作業(yè)，焊工、起重司機(jī)、起重指揮等特種作業(yè)人員必須有效證件，報(bào)審?fù)夂蠓娇勺鳂I(yè)。

汽車吊、打拔樁機(jī)等設(shè)備設(shè)施各項(xiàng)功能齊全，各類安全保險(xiǎn)裝置有效，持有效證件并報(bào)審?fù)夥娇勺鳂I(yè)。

施工人員每日召開班前會(huì)，安排工作任務(wù)同時(shí)告知安全注意事項(xiàng)，確保施工安全。

與鋪軌單位簽訂交叉作業(yè)協(xié)議，做好各自施工“區(qū)域”警示隔離，并及時(shí)交流和信息溝通。

鋼管樁等材料，按成品、半成品及型號等堆放整齊，加工區(qū)內(nèi)各類焊渣，邊角料每日清理，做好工完料清。

鋼管樁施工完后，對其頂部回填土或者焊接鋼筋網(wǎng)片，防止人員墜落鋼管樁內(nèi)。

5 存在問題及解決措施

花海公園站1號風(fēng)亭、1號物業(yè)安全出口鋼管樁施工中存在問題及解決措施。

5.1 鋼管樁防漏和止水

止水材料按鋸末4 %、水泥6 %、中粗砂90 %比例，小型攪拌機(jī)攪拌均勻后，倒入鎖扣，60振動(dòng)棒插入鎖扣振動(dòng)，鋼筋輔助插入，直到止水材料填滿鎖扣。

局部鎖扣焊縫滲漏，準(zhǔn)備船筏，土工布，棉絮及快干水泥等材料，待河水退潮后，在鋼管樁外側(cè)臨水面用土工布對滲漏點(diǎn)封堵處理，再用長臂挖機(jī)挖土壓實(shí)滲漏區(qū)域，內(nèi)部棉絮、棉紗對滲漏點(diǎn)堵塞，再用快干水泥封堵。

土方開挖時(shí)，分層分段開挖，發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)及時(shí)封堵;縱向設(shè)置緩坡，沿圍護(hù)邊開挖排水溝，在最低設(shè)置集水坑，放置水泵，向外排水。

5.2 防河水倒灌風(fēng)險(xiǎn)

福州雨季集中在4～9月，臺(tái)風(fēng)集中在7～11月，臺(tái)風(fēng)伴隨集中暴雨，且附屬結(jié)構(gòu)緊鄰躍進(jìn)河，應(yīng)防臺(tái)防汛及防止河水倒灌。根據(jù)往年水位統(tǒng)計(jì)，采取鋼管樁接長0.5 m，高出2020年最高水位0.8 m，達(dá)到擋水防汛的目的。

5.3 鋼管樁與地下連續(xù)墻局部處理

鋼管樁可能存在無法與地下連續(xù)墻密貼的情況，存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)。鋼管樁與地下連續(xù)墻的間隙，若間隙大于30 cm，將一根鎖扣鋼管樁縱向局部割除，然后臨近地下連續(xù)墻施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在接縫外側(cè)施作旋噴樁;若間隙小于30 cm，在接口處外側(cè)補(bǔ)打一根鋼管樁，并在接縫外側(cè)施作旋噴樁。

原有車站地下連續(xù)墻有一定偏位，外側(cè)施作旋噴樁，偏縫不均勻，存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)。將旋噴樁施作的角度進(jìn)行微調(diào)，確保與地下連續(xù)墻緊貼密實(shí)，無滲漏縫。

5.4 遇到難以挖除的障礙物

鉆孔樁擴(kuò)孔、樁頭等難以清除，導(dǎo)致無法在原樁位施打。適當(dāng)調(diào)整位置，避開障礙物施打鋼管樁，在后續(xù)施工中，逐漸順接至原設(shè)計(jì)樁位?；娱_挖時(shí)，在該拐角內(nèi)側(cè)焊接兩道三角鋼板支撐，兩道鋼板支撐間距及架設(shè)時(shí)間同鋼支撐，加強(qiáng)陰角位置鋼管樁的整體受力性能。

5.5 周邊土體處理

鋼管樁拔除后影響土體自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，影響主體結(jié)構(gòu)的承載力。在拔除位置進(jìn)行注漿加固，提高土體自身強(qiáng)度及穩(wěn)定性，減少對主體結(jié)構(gòu)影響。采用單排地面袖閥管注漿，間距為1 500 mm，注漿類型采用水泥液漿，注漿范圍為地面向下至底板以下不小于3 m為注漿范圍，注漿初始壓力為0.5～1.0 MPa，穩(wěn)定壓力為2.0～3.0 MPa，注漿水泥采用42.5硅酸鹽水泥，水灰比取1∶1。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

4號出入口為新增單位工程，無概算價(jià)格。其他出入口原圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻?？偢潘? 186.17萬元。

鎖扣鋼管樁為周轉(zhuǎn)材料暫定3 600元/t，從廣州運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場500元/t，修繕加工300元/t，施單價(jià)900元/t。施工完畢，鎖扣鋼管樁出售或者周轉(zhuǎn)給其他單位暫定單位3 600元/t。綜合成本226.84萬元。綜合比較，節(jié)約960萬元（表2）。

7 總結(jié)

C-T型鎖扣鋼管樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，制作簡單，可周轉(zhuǎn)使用，成本可控;施工過程中不產(chǎn)生泥漿等污染物，節(jié)能環(huán)保;可連續(xù)及間斷作業(yè)，受外界環(huán)境影響小，工期可控。

參考文獻(xiàn)

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