建筑施工評(píng)職論文鉆孔咬合樁施工技術(shù)

　　摘要:本文結(jié)合清水亭西路站圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔咬合樁(葷樁)鋼筋籠分段接長(zhǎng)施工實(shí)踐，分析高壓線臨近地鐵基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中所遇到的技術(shù)問題，提供相關(guān)應(yīng)對(duì)措施及其應(yīng)用實(shí)踐。以期對(duì)今后類似工程提供一些有用參考。

　　關(guān)鍵詞:地鐵車站,高壓線,圍護(hù)樁,基坑,應(yīng)對(duì)措施

　　1 工程概況

　　南京地鐵三號(hào)線清水亭西路站位于南京江寧開發(fā)區(qū)清水亭西路與長(zhǎng)亭路交叉路口西側(cè)，沿清水亭西路東西向布置。車站有效站臺(tái)中心里程為K38+708.045，設(shè)計(jì)分界里程為K38+499.046至K38+785.295，車站為10.5 m標(biāo)準(zhǔn)島式站臺(tái)地下兩層雙跨(局部三跨)矩形框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀車站總長(zhǎng)286.25m(含折返線)，標(biāo)準(zhǔn)段寬19.6m，底板埋深16.7m;端頭井段寬23.6m,底板埋深18.0m。車站覆土厚度約3.7m，局部2.8m。車站共設(shè)3個(gè)出入口、2個(gè)疏散通道和2組風(fēng)亭。車站東西兩端接盾構(gòu)區(qū)間，均為盾構(gòu)始發(fā)井。

　　車站北側(cè)為凌云股份、南京日恒物流設(shè)備有限公司、新星德爾塔電子有限公司等單層房屋，南側(cè)為頤和南園小區(qū)11～22層高層住宅，均距離車站較遠(yuǎn)(距主體結(jié)構(gòu)水平凈距大于30m)。車站北側(cè)220KV高壓塔(基礎(chǔ)14m×14m)距車站水平距離約11.69m;車站東端220KV高壓塔(基礎(chǔ)14m×14m)距車站水平距離約40.07m;架空220KV高壓電纜位于北側(cè)2號(hào)風(fēng)道上方，懸高約15.4m。沿清水亭西路DN500污水管(埋深4.6m)和DN800雨水管(埋深3.6m)縱穿車站，已改移。

　　本站采用明挖順作法施工，車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用Φ1000@800的套筒咬合樁(一葷一素)加內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)體系，圍護(hù)樁樁型分為三種：Z1(標(biāo)準(zhǔn)段)葷樁長(zhǎng)度28.94m+止水樁長(zhǎng)度2.0m;Z2(標(biāo)準(zhǔn)段)葷樁長(zhǎng)度28.94m+止水樁長(zhǎng)度4m，Z3(端頭井)葷樁長(zhǎng)度32.94m。水平內(nèi)支撐體系是：斷面尺寸1000mm×1000mm的樁頂鋼筋混凝土冠梁，基坑標(biāo)準(zhǔn)段采用1道砼支撐+3道鋼支撐+1道鋼倒撐，端頭井段采用1道砼支撐+4道鋼支撐+1道倒撐。其中首道支撐均為800mm×800mm砼撐，其余均為Φ609×16鋼管支撐。圖1 是清水亭西路站站位和高壓線走向相對(duì)位置衛(wèi)星圖示。

　　2 風(fēng)險(xiǎn)分析

　　從清水亭西路站現(xiàn)狀可知，本工程施工過程中來自于環(huán)境跟高壓線有關(guān)的工程風(fēng)險(xiǎn)主要是車站主體北側(cè)臨近220KV高壓塔， 2號(hào)風(fēng)道已經(jīng)在220KV高壓線下，以及沿車站方向北側(cè)圍護(hù)樁施工、東端盾構(gòu)始發(fā)井端頭加固施工、基坑開挖及沿線吊裝中涉及到的安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　由圖1所示，220KV高壓線走向與所處站位斜交，東端距離最近，西端距離最遠(yuǎn)，從東往西發(fā)散延伸。現(xiàn)場(chǎng)丈量得知，圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔咬合樁外緣在東端距離高壓線水平最小距離小于6m，此段高壓線距離地面最小距離18.40m。根據(jù)JGJ46-2005《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》4.1.4規(guī)定：在外電架空線路附近吊裝時(shí)，起重機(jī)的任何部位或被吊物邊緣在最大偏斜時(shí)與架空線路邊線的最小安全距離應(yīng)符合表4.1.4規(guī)定，即表1 起重機(jī)與架空線路邊線的最小安全距離。

　　由表1知滿足本工程安全施工的最小距離為水平向和豎直向均為6m，而在施工過程中，若遭遇特殊季節(jié)比如梅雨期空氣潮濕或者霧霾天氣，還應(yīng)有一定的安全余量的考慮。

　　3 防護(hù)措施分析

　　針對(duì)高壓線旁施工存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，由前敘述本文擬分別從1高壓塔的安全應(yīng)對(duì)，2圍護(hù)樁鉆孔咬合樁施工應(yīng)對(duì)，3端頭加固安全應(yīng)對(duì)，4基坑開挖及吊裝應(yīng)對(duì)等幾個(gè)方面來較為詳細(xì)的分析本工程的安全防護(hù)措施，提供所采用的解決方案。其中高壓塔的應(yīng)對(duì)和前文提到的2號(hào)風(fēng)道的處理，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)問題，文中將其合并論述，不再單列贅述。

　　3.1 高壓塔的安全應(yīng)對(duì)

　　清水亭西路站沿線220KV高壓線涉及到的高壓塔有2座，一座是位于樁號(hào)K38+571～K38+579即車站主體北側(cè)中西部，該高壓塔底部尺寸9m×9m，單個(gè)基礎(chǔ)平面尺寸3m×3m，埋深約2m，主體結(jié)構(gòu)與此塔水平凈距約12.7m。另一座樁位K38+824，高壓塔底部尺寸14m×14m，單個(gè)基礎(chǔ)平面尺寸3m×3m，埋深約2m，位于車站東端，主體結(jié)構(gòu)與此塔水平凈距約41m。其中1號(hào)風(fēng)道位于距離東端高壓塔一端，兩者的處理思路即合二為一。

　　對(duì)此，針對(duì)設(shè)計(jì)文件并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，現(xiàn)場(chǎng)采用的應(yīng)對(duì)措施為：

　　在高壓塔臨近基坑的一側(cè)打設(shè)19根Φ800@1000mm的鉆孔灌注樁，作為隔離保護(hù)樁。其中15根與基坑走向平行，另外再在兩端各打2根，形成“┗┙”形狀的保護(hù)墻，樁頂加設(shè)一道冠梁，進(jìn)行壓頂。有效地增大了高壓塔基礎(chǔ)的剛度從而達(dá)到了約束變形的能力。同時(shí)在施工時(shí)對(duì)該范圍基坑及高壓塔基礎(chǔ)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，必要時(shí)增加支撐或?qū)︿撝螐?fù)加預(yù)應(yīng)力以控制基坑變形。

　　在19根隔離保護(hù)樁施工過程中，因?yàn)榈叵聫U棄管道影響，15根樁的位置有一根無(wú)法打下去，左側(cè)轉(zhuǎn)拐處有一根也無(wú)法打入，最后采取保護(hù)樁施工完成后對(duì)高壓塔基礎(chǔ)進(jìn)行整體澆筑處理，形成一塊9m×9m矩形，約600mm高的C30整板混凝土基礎(chǔ)。有效地加強(qiáng)了其穩(wěn)定性，施工過程中還在基礎(chǔ)的各個(gè)角布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，作為基坑開挖施工過程的變形控制依據(jù)。

　　3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔咬合樁施工應(yīng)對(duì)

　　本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的是Φ1000@800葷素交替的鉆孔咬合樁施工工藝，整個(gè)車站圍護(hù)樁共計(jì)葷樁396根，素樁396根。其中葷樁涉及三種長(zhǎng)度的鋼筋籠，Z1A類葷樁鋼筋籠長(zhǎng)31.94m，Z2A類葷樁鋼筋籠長(zhǎng)33.94m，Z3A類鋼筋籠長(zhǎng)33.94m。現(xiàn)場(chǎng)全套管式鉆孔咬合樁套管為4節(jié)，主要尺寸是8.4m2節(jié)，8.6m1節(jié)，10.6m1節(jié)，合計(jì)長(zhǎng)度為36m。對(duì)清水亭西路站圍護(hù)結(jié)構(gòu)與高壓線水平和豎向最短距離測(cè)量分析得知，車站東端北側(cè)臨近高壓線位置有72根樁在施工時(shí)，按現(xiàn)有設(shè)備吊裝無(wú)法滿足表1要求的水平和豎直安全距離均應(yīng)大于6m的要求。具體分析如下：

　　3.2.1現(xiàn)場(chǎng)情況

　　通過測(cè)量知，圍護(hù)樁鉆孔咬合樁在395#樁位～466#樁位之間，距離最外側(cè)高壓線的水平距離和距離最低端高壓線的豎直距離均小于6.0m，換句話說就是在此位置設(shè)備能夠按常規(guī)操作的最小距離已經(jīng)不滿足安全要求。圖2 高壓線橫斷面與鉆孔咬合樁橫縱線相對(duì)位置圖。

　　由此，對(duì)此段全套管鉆孔咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工必須采取相應(yīng)技術(shù)措施，保證設(shè)備在下套管、沖抓、安放鋼筋籠、下導(dǎo)管以及混凝土澆筑過程中的安全。

　　3.2.2計(jì)算分析

　　由上述相對(duì)距離數(shù)據(jù)，在水平方向和豎直方向安全施工的限制條件包括三點(diǎn)：1樁機(jī)和吊機(jī)安全活動(dòng)范圍不能超出導(dǎo)墻外邊內(nèi)側(cè);2安全極限高度即設(shè)備所能升高的最高高度為地面以上不超過17m;3符合此要求的樁位為全套管鉆孔咬合樁395#～466#，共計(jì)72根樁，其中葷樁36根，素樁36根，所需鋼筋籠長(zhǎng)度均為33.69m。

　　3.2.3應(yīng)對(duì)措施

　　為有效控制施工安全風(fēng)險(xiǎn)，本工程采取如下施工應(yīng)對(duì)措施解決此安全問題：

　　第一、在確定進(jìn)入本危險(xiǎn)區(qū)域施工之前，將作用的全套管鉆孔咬合樁樁機(jī)和吊機(jī)大臂進(jìn)行重新組裝，分別拆除一節(jié)大臂，使得拆除后的樁機(jī)從地面起算高度實(shí)際變位16.67m，吊機(jī)大臂降低后還加設(shè)擋板，并直接將大臂加設(shè)可靠接地裝置。

　　第二、為保證鋼筋籠吊裝安全，將33.69m的鋼筋籠采取分成三節(jié)制作，在進(jìn)行分節(jié)吊裝、焊接的辦法。具體的分節(jié)實(shí)施見表2 鉆孔咬合樁鋼筋籠分節(jié)表。

　　其中，搭接部位的箍筋進(jìn)行預(yù)留，節(jié)與節(jié)之間的連接方式為綁扎加搭接焊。

　　第三、在此期間，所有操作人員均配發(fā)安全可靠的防護(hù)裝具，設(shè)備均安裝絕緣保護(hù)設(shè)施進(jìn)行防護(hù)。

　　3.3 端頭加固安全應(yīng)對(duì)

　　清水亭西路站東西兩端的端頭井，同時(shí)作為盾構(gòu)始發(fā)井，其可靠的端頭加固具有重要意義。清水亭西路站西端始發(fā)端距離高壓線水平距離大于12m，直接采用三軸攪拌樁進(jìn)行加固。東端頭始發(fā)端洞底為②-2b4流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和③-1b1-2可-硬塑粉質(zhì)粘土，洞身為②-2b4流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，洞頂為②-2b4流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。

　　本工程勘察期間通過干鉆測(cè)得地下水初見水位埋深0.5～1.5m，地下水靜止水位為0.5～3.9m，地下水無(wú)穩(wěn)定的統(tǒng)一水位，隨地勢(shì)起伏。年水位變化幅度約0.5～0.8m，地勢(shì)低洼處常年最高水位接近地表。

　　弱承壓水層3-4e含礫粉砂質(zhì)粘土混合土層埋深28～33m，位于基坑底以下11 m左右，側(cè)向徑流補(bǔ)給、排泄，承壓水頭埋深3～4m。

　　三軸攪拌樁機(jī)高22m，旋噴樁機(jī)高3m，此段高壓線距離地面最小距離18.40m。為此，清水亭西路站東端頭始發(fā)地層加固施工必須充分考慮高壓線的安全。 我單位咨詢業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等多方意見后編制施工方案，最后進(jìn)過專家論證后將方案調(diào)整為左線北側(cè)6.7m范圍內(nèi)采用高壓旋噴樁、南側(cè)5.5m采用三軸攪拌樁;右線12.2m均采用三軸攪拌樁進(jìn)行加固，有效地控制了安全風(fēng)險(xiǎn)，順利地完成了施工。圖4清水亭西路站東端地基加固平面圖。

　　3.4 基坑開挖吊裝應(yīng)對(duì)

　　基坑開挖安全風(fēng)險(xiǎn)，就清水亭西路站來說，涉及高壓線旁的吊裝風(fēng)險(xiǎn)是重要的風(fēng)險(xiǎn)源，與此有關(guān)的安全應(yīng)對(duì)措施，我們總結(jié)有如下幾點(diǎn)：

　　第一、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，沿高壓線搭設(shè)竹排等限高措施，有效的將施工區(qū)域和高壓線的危險(xiǎn)范圍隔離開來。

　　第二、在高壓線沿線滿足一定安全要求的范圍內(nèi)吊裝，經(jīng)過驗(yàn)算引進(jìn)滿足吊裝要求的吊機(jī)設(shè)備。認(rèn)真核算起吊物重量、臂長(zhǎng)、起吊夾腳之間的關(guān)系，保證起吊最大角度時(shí)，最高和最遠(yuǎn)臂長(zhǎng)滿足高壓線旁起重機(jī)的安全距離。

　　第三、檢查吊裝相關(guān)人員的持證上崗情況，設(shè)備操作人員、絲索和鋼絲繩穿綁人員必須持有合格的上崗證件。并經(jīng)過 “三級(jí)教育”和具體的崗位教育后方能上崗作業(yè)。

　　第四、吊裝操作過程中，加強(qiáng)專職安全人員的巡視檢查。重視過程操作中的不當(dāng)行為，加強(qiáng)對(duì)天氣等環(huán)境因素的跟蹤等，使整個(gè)吊裝過程在安全、可控的狀態(tài)下實(shí)施。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　地鐵車站一般處在市區(qū)交通繁忙的干道下或道路一側(cè)，周邊建筑密集，施工狀況復(fù)雜，不可控的因素眾多，這些都給地鐵車站土建工程管理帶來了非常大的挑戰(zhàn)。本文正是出于對(duì)地鐵車站近旁高壓線施工的安全風(fēng)險(xiǎn)控制實(shí)踐，從技術(shù)的角度來解決安全問題，做一些有用的總結(jié)。

　　參考文獻(xiàn):

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