陳安

（北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司，北京 100080）

1 工程概況

某市地鐵17 號(hào)線某標(biāo)段所處地區(qū)地質(zhì)條件較明確，地層主要為粉細(xì)砂及粉質(zhì)黏土層。其中粉細(xì)砂層透水性較好，且層間水量豐富；粉質(zhì)黏土層透水性較差，穩(wěn)定性較好，層間不含水。1 號(hào)風(fēng)井里程為YK44+042.625，停車線明挖區(qū)間里程為YK43+500.3，兩個(gè)施工地點(diǎn)僅相距500m，地質(zhì)、水文情況類似，基坑開(kāi)挖深度相近，基坑支護(hù)形式具有可比性。

1號(hào)風(fēng)井采用明挖法施工，基坑寬23.9m，長(zhǎng)77.9m，基坑深21.2m?；硬捎忙?000mm×1400mm 鉆孔灌注樁，嵌入基底深度為7m。內(nèi)支撐體系的支護(hù)方式為1 道混凝土支撐+3道φ800mm鋼支撐，支撐間距為3 000mm。應(yīng)用基坑外降水的方式，降水井規(guī)格為φ600mm×6000mm 管井，井深31m，基坑降水深度應(yīng)保證在坑底以下1.0m。

停車線明挖區(qū)間采用明挖法施工，基坑寬11.9～16.5m，長(zhǎng)105m，深23.3m?；硬捎玫剡B墻進(jìn)行支護(hù)施工，厚度為800mm，嵌入基底深度為11.5m。內(nèi)支撐體系采用一道混凝土支撐加3 道φ800mm 鋼支撐進(jìn)行支護(hù)，支撐間距為3 000mm。

2 施工工藝

2.1 鉆孔樁支護(hù)體系施工工藝

1號(hào)風(fēng)井采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝，在鉆孔中灌入泥漿或穩(wěn)定液以實(shí)現(xiàn)護(hù)壁效果。鉆孔灌注樁使用間隔跳孔鉆進(jìn)行施工，以避免發(fā)生塌孔并確保成孔質(zhì)量。現(xiàn)場(chǎng)采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔，具體施工流程如下。

（1）測(cè)量放線。使用全站儀放樣圍護(hù)樁中線坐標(biāo)，利用十字交叉法將放樣點(diǎn)外引并設(shè)置護(hù)樁。

（2）鋼護(hù)筒埋設(shè)。通過(guò)定位控制樁進(jìn)行定位，利用旋挖鉆機(jī)取土器進(jìn)行取土，將鋼護(hù)筒吊裝至孔內(nèi)進(jìn)行安裝。

（3）制備泥漿。利用膨潤(rùn)土或黏土在泥漿池內(nèi)進(jìn)行制備，并根據(jù)不同地質(zhì)及時(shí)調(diào)整泥漿指標(biāo)，保證泥漿護(hù)壁達(dá)到最優(yōu)效果。

（4）鉆孔。使用鉆孔設(shè)備進(jìn)行成孔施工，在施工過(guò)程中保證鉆桿垂直度偏差滿足要求。

（5）清孔。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，采用泥漿泵將符合要求的泥漿送至樁底，置換沉渣及超標(biāo)泥漿[1]。

（6）鋼筋籠制作與安裝。鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)加工制作，并通過(guò)汽車吊下放到位。

（7）灌注混凝土。利用導(dǎo)管開(kāi)展灌注作業(yè)，施工時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)管埋深在2～6m。

（8）降水井施工。在基坑外側(cè)使用反循環(huán)鉆機(jī)打設(shè)降水井，安放井管進(jìn)行降水施工。

（9）基坑開(kāi)挖。根據(jù)設(shè)計(jì)要求實(shí)施分層開(kāi)挖。

2.2 地連墻支護(hù)體系施工工藝

地連墻是指采用專用的成槽機(jī)械，沿深基坑或地下構(gòu)筑物周邊開(kāi)挖具有一定寬度和深度的溝槽，并灌注鋼筋混凝土或插入鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，形成具有防滲、擋土或承重功能的連續(xù)地下墻體[2]，具體施工流程如下。

（1）導(dǎo)墻施工。基于設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诘孛骈_(kāi)挖導(dǎo)墻和綁扎鋼筋，澆筑導(dǎo)墻混凝土。

（2）制備泥漿。根據(jù)地質(zhì)條件、地下水狀況、成槽工藝、技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行漿液配置[3]。

（3）成槽。根據(jù)槽段劃分，使用成槽設(shè)備進(jìn)行地連墻成槽施工，成孔后及時(shí)清孔。

（4）鋼筋籠制作及安裝。根據(jù)槽段劃分和圖紙制作鋼筋籠，使用履帶吊吊裝。

（5）混凝土澆筑。應(yīng)用導(dǎo)管法施工，2～3 根導(dǎo)管同時(shí)澆筑。導(dǎo)管埋入混凝土深度控制在2～6m。澆筑時(shí)需合理調(diào)整不同導(dǎo)管間混凝土澆筑速度，確保槽內(nèi)混凝土高差小于0.5m。

（6）基坑開(kāi)挖。根據(jù)設(shè)計(jì)要求分層開(kāi)挖土方，按順序架設(shè)鋼支撐。

3 施工方案對(duì)比分析

3.1 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

由于地連墻結(jié)構(gòu)施工較圍護(hù)樁復(fù)雜，單位面積鋼筋、混凝土用量遠(yuǎn)大于圍護(hù)樁，造成地連墻工程造價(jià)遠(yuǎn)大于圍護(hù)樁。若不考慮相同單價(jià)施工項(xiàng)目，鉆孔灌注樁工程造價(jià)為1 340.2 元/m2；地連墻工程造價(jià)為1 571.2 元/m2，地連墻單位面積工程造價(jià)為鉆孔灌注樁的1.17 倍。兩者的造價(jià)數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

表1 鉆孔灌注樁工程造價(jià)

表2 地連墻工程造價(jià)

3.2 工期對(duì)比

由于鉆孔灌注樁支護(hù)體系施工項(xiàng)目較地連墻支護(hù)體系多，造成鉆孔灌注樁支護(hù)體系總工期大于地連墻。由于2個(gè)施工工地基坑周長(zhǎng)及開(kāi)挖深度不同，暫定2個(gè)工點(diǎn)基坑周長(zhǎng)均為150m，基坑開(kāi)挖深度為25m，以方便進(jìn)行總工期對(duì)比。鉆孔灌注樁支撐體系施工周期見(jiàn)表3，地連墻支撐體系施工周期中，地連墻每6m/幅，32h 完成1 幅（即混凝土灌注完成），需33d，土方開(kāi)挖需50d，在未考慮冠梁及鋼支撐架設(shè)施工的情況下，總工期為83d。

表3 鉆孔灌注樁支撐體系施工周期

由施工周期表可知，完成相同尺寸的基坑（長(zhǎng)150m，深25m）開(kāi)挖施工，鉆孔灌注樁支護(hù)體系需117d，地連墻支撐體系需83d，地連墻施工總體效率較高。

3.3 項(xiàng)目施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比分析

3.3.1 鉆孔灌注樁施工風(fēng)險(xiǎn)

（1）基坑開(kāi)挖。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，在砂層位置會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，造成錨噴混凝土無(wú)法凝固，甚至出現(xiàn)涌水、涌砂現(xiàn)象，導(dǎo)致錨噴混凝土整體脫落。圍護(hù)樁背后砂層的流失造成鉆孔樁背后出現(xiàn)空洞，改變樁體受壓平衡（土體、圍護(hù)樁、鋼支撐間壓力平衡），易造成圍護(hù)樁斷裂、鋼支撐變形，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）盾構(gòu)端頭加固。在主體結(jié)構(gòu)盾構(gòu)接收、始發(fā)端需對(duì)地基進(jìn)行加固處理，由于圍護(hù)樁間采用掛網(wǎng)錨噴，此位置較薄弱，不能承受地基加固過(guò)程中的巨大壓力，常出現(xiàn)整個(gè)錨噴面鼓脹、開(kāi)裂，導(dǎo)致出現(xiàn)涌水、涌砂等險(xiǎn)情。

3.3.2 地連墻施工風(fēng)險(xiǎn)

考慮到鋼筋籠較重且尺寸較大，吊裝時(shí)使用2臺(tái)大型履帶吊入孔，吊裝過(guò)程相比圍護(hù)樁而言風(fēng)險(xiǎn)更大。若鋼筋籠加工制作質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、吊點(diǎn)焊接不牢，可能會(huì)發(fā)生散架或墜落。

3.4 施工質(zhì)量對(duì)比分析

3.4.1 鉆孔灌注樁質(zhì)量

（1）止水效果。由于鉆孔樁間存在間隙，砂層內(nèi)層間水會(huì)隨錨噴面滲出，所以在主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中存在滲漏水，容易影響防水卷材施工質(zhì)量（防水卷材無(wú)法有效熱熔），導(dǎo)致后期主體結(jié)構(gòu)混凝土滲水，對(duì)主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

（2）混凝土澆筑。鉆孔樁混凝土澆筑方量較小，采用單根導(dǎo)管進(jìn)行澆筑，澆筑質(zhì)量易控制。

（3）侵限概率。由于鉆孔樁單根成樁，樁為圓柱狀，侵限概率較小。

3.4.2 地連墻質(zhì)量

（1）止水效果。由于地連墻止水效果較好，在主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，能有效保證防水施工質(zhì)量，避免主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲水。

（2）混凝土澆筑。由于地連墻混凝土澆筑工程量大，通常使用2根或以上導(dǎo)管實(shí)施澆筑作業(yè)，相比鉆孔樁，更難控制質(zhì)量。

（3）侵限概率。由于地連墻單幅面較寬（一般為6m），成槽過(guò)程不易控制，施工過(guò)程易造成地連墻混凝土侵限。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，在地質(zhì)穩(wěn)定、地層含水量較小地段，優(yōu)先考慮使用鉆孔樁支護(hù)體系。在地下水資源匱乏、地質(zhì)不穩(wěn)定、周邊建筑物較多、地層含水量較大地段優(yōu)先考慮地連墻支護(hù)體系。在地連墻施工過(guò)程中，需加強(qiáng)地連墻垂直度控制，避免結(jié)構(gòu)侵限。加強(qiáng)吊裝過(guò)程控制，確保吊裝安全。