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【摘 要】 简述了地铁施工中明挖结构遇到垃圾填土地质地基处理方法，以及全套管钻孔成桩施工的注意事项。希望通过本文的简述能使大家对全套管钻孔成桩有大概的了解与掌握，以期为工程实践提供参考。
【关键词】 地铁；桩基础；全套管成孔；施工技术
引言：
目前，随着城市化进程的加快，地铁的发展速度与规模也在不断的增加。城市地铁建设随着地铁需求的不断提高，对造价及施工难度的考虑越来越小，对区域需求的考虑越来越大。由此地铁施工所遇到的各种复杂地质条件及施工技术难题也越来越多。为了解决地下施工所遇到的各种特殊情况，地铁施工中所应用的特殊工法也在不断的增加。
一、地铁榆树庄站站前区间概况及施工方法论证
城市地铁区间施工受沿线周边环境的影响较大，通常应首选盾构法施工；在场地充裕、周边控制因素少且隧道埋深不大的情况下，可选择明挖法施工；当区间无盾构始发、接收条件，且周边控制因素较多时，可采用矿山法施工。
本段区间沿线控制条件如下：（1）区间榆树庄站前区间段完全处于建筑垃圾填土坑内，垃圾填土坑最大埋深约21.2m。目前坑内回填建筑垃圾，物理力学性质不稳定，采用矿山法或盾构法施工均存在很大风险；（2）榆树庄站采用明挖法施工，线路出站后向北正线区间和出入段线区间并行，大约至正线里程右K22+500.000处，正线与出入段线上下行分开，该段区间无暗挖条件；（3）出入线段结构上覆土较浅，且线路上方多为拟拆迁的平房区，拆迁后场地条件较好，推荐采用明挖法施工；（4）整段区间上覆土较浅，约3～5m，基坑开挖深度较小，约8～10m，此外根据地质初勘报告，现况地下水位均位于区间结构底板以下，明挖施工时无需降水。根据以上控制条件，按照区间工法比选原则，本段区间采用明挖法施工。
考虑到结构底板以下仍存在厚度较大的垃圾填土，需要进行地基处理，采用暗桥地基加固方案。暗桥方案采用钻孔灌注桩，桩顶设置承台，将区间结构放置于承台上方。暗桥方案的优点为：1、结构传力明确、可靠，荷载通过桩基穿过垃圾填土传至非填土层，不考虑垃圾填土对承载力的贡献，竖向承载计算方法明确；2、根据《建筑桩基技术规范》，桩基沉降是按照桩端平面以下土层的等效分层总和法来确定的，作用于桩端平面的附加应力可近似去承台底平均附加应力，而此附加应力为负值，因此可判断桩基沉降可满足地铁区间结构的沉降控制要求。暗桥方案的缺点为造价相对较高，但是考虑到暗桥方案处理效果可靠以及地铁工程对沉降控制标准较高，因此采用暗桥地基加固方案。通过计算，采用桩径A取1m，纵向桩间距L取6m，桩长39m，即桩基进入非垃圾土层31m或者桩径A取1.2m，纵向桩间距L取6m，桩长33m，即桩基进入非垃圾土层25m。
二、暗桥加固垃圾填土地层全套管钻孔桩施工
考虑到场地处于建筑垃圾回填区域，地下障碍物较多，成孔作业困难极大，故拟选用RT-200H型360度全回转设备进行成孔作业。360度全回转套管钻机是从国外引进的先进设备，包括主机、液压动力站、操纵室三个部分组成。施工过程中由360度全回转套管钻机液压驱动双壁钢套管全回转切割钻进，双壁钢套管底端镶嵌钛合金刀头，具备很强的切割切削能力，可将地下抛石、残留旧桩、旧砼等障碍物一并清除。对于全回转套管机配备80吨履带吊进行抓土、移位及灌注混凝土等工序。
施工工序
（1）套管检查：灌注桩的套管采用Φ1000和Φ1200mm的钢套管，在成孔套管使用前，应进行套管顺直度的检查和校正。首先检查和校正单节套管的顺直度，然后检查按桩长配置的全长套管的顺直度，并对各节套管编号，做好标记，按序拼装。
（2）全回转套管机就位：将钻机的中心或定位器中心与灌注桩桩位中心对齐，并利用设备的四个角的液压油缸调整钻机的水平度，保证套管的垂直度，通过机械自带的高精度水平仪器精确定位，反复调整使钻机在中心与桩位中心对准。
（3）安装套管：桩机就位后，即可安装钢套管，钢套管安装好后，应进行垂直度复测，复测固定锤球或经纬仪双向复测，满足要求后方可开始成孔。
（4）灌注桩成孔：对于地下水位较高容易造成流沙管涌时，当成孔接近承压水层2-3m时，向套管内加入泥浆平衡水压，加入泥浆稳压的高度视实际情况确定，以防止地下水不上涌即可，成孔施工时边旋转钢套管边用抓斗取土或用旋挖钻机取土至孔底标高后浇筑混凝土。在成孔过程中，必须随时进行钢套管垂直度的监测，特别是第一节套管钻进时，监测可采用两台经纬仪或两个锤球双向控制，确保垂直度小于1/400。
（5）钢筋笼安装及监测：在吊装钢筋笼前应对钢筋笼进行检查，检查内容包括长度、直径，焊点是否变形等，完成检查后可开始吊装，吊装采用80吨履带吊双勾多点缓慢起吊，钢筋笼的保护块采用滚轮式的高强度水泥砂浆保护块，防止起拔钢套管时将钢筋笼带上，同时可在钢筋笼底部设置3-5mm抗浮钢板，在起拔钢套管时钢筋笼顶部绑上测绳在拔钢套管时实时监控钢筋笼的情况。
（6）混凝土浇筑及刚套管拔出：混凝土导管采用Φ250螺纹联接钢导管，各节导管应扣紧，防止漏气堵管，混凝土导管底部离孔底约30-50厘米。混凝土导管安置完毕后，应进行拔管检查，拔管采用拔管机，检查的目的在于检查套管起拔是否畅顺，起拔过程中钢筋笼是否跟管或转动，起拔量一般控制在10-20cm。首斗料下落完成后应试拔外套管（起拔量不超过10cm），检查钢筋笼是否跟管上浮，如发现跟管，应立即进行反压处理，如一切正常，才继续上料作业。每完成一斗混凝土或一车后均应进行起拔检查，起拔量不超过10cm，该过程一直延续至拆卸第一节外套管。当混凝土灌注高度超过第一节钢套管3m以上，此时应开始第一次起拔第一节套管，拆除第一节外套管后，外套管在混凝土内埋深不少于2米，混凝土导管埋深2.5米。
重复上述过程，进入第二次拔管循环，在最后一节外套管一次拔出时，混凝土导管应留在孔内，待外套管完全拔出并拆除后，测量孔内混凝土面标高，根据需要进行混凝土补灌。灌完后拆除混凝土导管。混凝土灌注这一过程需约3～4小时左右。每次拆除的混凝土导管应马上进行清水冲洗，为下次混凝土灌注准备。
上述浇灌混凝土及拔管方案，应通过现场作试验确定，防止外套管埋深过大，起拔套管困难。
三、施工预防及保障措施
成孔垂直度控制措施：1）吊装完第一节套管后，应在機械平面两个90度方向设置吊线锤，对套管垂直度进行监测，在套管下沉过程中，监测人员全过程跟踪。发现问题马上进行纠偏。起重工应随时检查机械操作平面的水平情况，发现问题及时纠正。2）如因地层原因或其它原因，使得桩孔垂直度大于规定值，此时应拨管纠偏。一般可采用回填砂后拨管纠偏的办法处理。3）开钻前对套管、接头应逐个检查，及时更换不合格的套管。
断桩处理措施：承载桩采用全回转钻机直接将已浇筑成桩部分全部拔除处理，然后回填，再重新成孔、下笼、浇筑等，即拔除断桩部分，重新成桩。
四、结束语
综上所述，我国地铁的建设要不断发展已有技术，研究国外正在应用的新技术，结合国情引进吸收变为自己的技术，通过努力赶上国际先进水平。目前我国各大城市关于地铁工程地基处理的相关技术规范及工程定额等还不完善，建议相关部门组织力量，开发相关技术，以在确保地铁结构安全、适用、经济的前提下，提高施工效率。
参考文献：
[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
[2]《建筑地基处理技术规程》（JGJ79-2002）
[3]《北京地铁16号线工程岩土工程勘察报告（初步阶段）》（北京城建勘测设计研究院有限责任公司）
[4]《北京地铁十六号线工程初步设计》（北京市政工程设计研究总院）
【关键词】 地铁；桩基础；全套管成孔；施工技术
引言：
目前，随着城市化进程的加快，地铁的发展速度与规模也在不断的增加。城市地铁建设随着地铁需求的不断提高，对造价及施工难度的考虑越来越小，对区域需求的考虑越来越大。由此地铁施工所遇到的各种复杂地质条件及施工技术难题也越来越多。为了解决地下施工所遇到的各种特殊情况，地铁施工中所应用的特殊工法也在不断的增加。
一、地铁榆树庄站站前区间概况及施工方法论证
城市地铁区间施工受沿线周边环境的影响较大，通常应首选盾构法施工；在场地充裕、周边控制因素少且隧道埋深不大的情况下，可选择明挖法施工；当区间无盾构始发、接收条件，且周边控制因素较多时，可采用矿山法施工。
本段区间沿线控制条件如下：（1）区间榆树庄站前区间段完全处于建筑垃圾填土坑内，垃圾填土坑最大埋深约21.2m。目前坑内回填建筑垃圾，物理力学性质不稳定，采用矿山法或盾构法施工均存在很大风险；（2）榆树庄站采用明挖法施工，线路出站后向北正线区间和出入段线区间并行，大约至正线里程右K22+500.000处，正线与出入段线上下行分开，该段区间无暗挖条件；（3）出入线段结构上覆土较浅，且线路上方多为拟拆迁的平房区，拆迁后场地条件较好，推荐采用明挖法施工；（4）整段区间上覆土较浅，约3～5m，基坑开挖深度较小，约8～10m，此外根据地质初勘报告，现况地下水位均位于区间结构底板以下，明挖施工时无需降水。根据以上控制条件，按照区间工法比选原则，本段区间采用明挖法施工。
考虑到结构底板以下仍存在厚度较大的垃圾填土，需要进行地基处理，采用暗桥地基加固方案。暗桥方案采用钻孔灌注桩，桩顶设置承台，将区间结构放置于承台上方。暗桥方案的优点为：1、结构传力明确、可靠，荷载通过桩基穿过垃圾填土传至非填土层，不考虑垃圾填土对承载力的贡献，竖向承载计算方法明确；2、根据《建筑桩基技术规范》，桩基沉降是按照桩端平面以下土层的等效分层总和法来确定的，作用于桩端平面的附加应力可近似去承台底平均附加应力，而此附加应力为负值，因此可判断桩基沉降可满足地铁区间结构的沉降控制要求。暗桥方案的缺点为造价相对较高，但是考虑到暗桥方案处理效果可靠以及地铁工程对沉降控制标准较高，因此采用暗桥地基加固方案。通过计算，采用桩径A取1m，纵向桩间距L取6m，桩长39m，即桩基进入非垃圾土层31m或者桩径A取1.2m，纵向桩间距L取6m，桩长33m，即桩基进入非垃圾土层25m。
二、暗桥加固垃圾填土地层全套管钻孔桩施工
考虑到场地处于建筑垃圾回填区域，地下障碍物较多，成孔作业困难极大，故拟选用RT-200H型360度全回转设备进行成孔作业。360度全回转套管钻机是从国外引进的先进设备，包括主机、液压动力站、操纵室三个部分组成。施工过程中由360度全回转套管钻机液压驱动双壁钢套管全回转切割钻进，双壁钢套管底端镶嵌钛合金刀头，具备很强的切割切削能力，可将地下抛石、残留旧桩、旧砼等障碍物一并清除。对于全回转套管机配备80吨履带吊进行抓土、移位及灌注混凝土等工序。
施工工序
（1）套管检查：灌注桩的套管采用Φ1000和Φ1200mm的钢套管，在成孔套管使用前，应进行套管顺直度的检查和校正。首先检查和校正单节套管的顺直度，然后检查按桩长配置的全长套管的顺直度，并对各节套管编号，做好标记，按序拼装。
（2）全回转套管机就位：将钻机的中心或定位器中心与灌注桩桩位中心对齐，并利用设备的四个角的液压油缸调整钻机的水平度，保证套管的垂直度，通过机械自带的高精度水平仪器精确定位，反复调整使钻机在中心与桩位中心对准。
（3）安装套管：桩机就位后，即可安装钢套管，钢套管安装好后，应进行垂直度复测，复测固定锤球或经纬仪双向复测，满足要求后方可开始成孔。
（4）灌注桩成孔：对于地下水位较高容易造成流沙管涌时，当成孔接近承压水层2-3m时，向套管内加入泥浆平衡水压，加入泥浆稳压的高度视实际情况确定，以防止地下水不上涌即可，成孔施工时边旋转钢套管边用抓斗取土或用旋挖钻机取土至孔底标高后浇筑混凝土。在成孔过程中，必须随时进行钢套管垂直度的监测，特别是第一节套管钻进时，监测可采用两台经纬仪或两个锤球双向控制，确保垂直度小于1/400。
（5）钢筋笼安装及监测：在吊装钢筋笼前应对钢筋笼进行检查，检查内容包括长度、直径，焊点是否变形等，完成检查后可开始吊装，吊装采用80吨履带吊双勾多点缓慢起吊，钢筋笼的保护块采用滚轮式的高强度水泥砂浆保护块，防止起拔钢套管时将钢筋笼带上，同时可在钢筋笼底部设置3-5mm抗浮钢板，在起拔钢套管时钢筋笼顶部绑上测绳在拔钢套管时实时监控钢筋笼的情况。
（6）混凝土浇筑及刚套管拔出：混凝土导管采用Φ250螺纹联接钢导管，各节导管应扣紧，防止漏气堵管，混凝土导管底部离孔底约30-50厘米。混凝土导管安置完毕后，应进行拔管检查，拔管采用拔管机，检查的目的在于检查套管起拔是否畅顺，起拔过程中钢筋笼是否跟管或转动，起拔量一般控制在10-20cm。首斗料下落完成后应试拔外套管（起拔量不超过10cm），检查钢筋笼是否跟管上浮，如发现跟管，应立即进行反压处理，如一切正常，才继续上料作业。每完成一斗混凝土或一车后均应进行起拔检查，起拔量不超过10cm，该过程一直延续至拆卸第一节外套管。当混凝土灌注高度超过第一节钢套管3m以上，此时应开始第一次起拔第一节套管，拆除第一节外套管后，外套管在混凝土内埋深不少于2米，混凝土导管埋深2.5米。
重复上述过程，进入第二次拔管循环，在最后一节外套管一次拔出时，混凝土导管应留在孔内，待外套管完全拔出并拆除后，测量孔内混凝土面标高，根据需要进行混凝土补灌。灌完后拆除混凝土导管。混凝土灌注这一过程需约3～4小时左右。每次拆除的混凝土导管应马上进行清水冲洗，为下次混凝土灌注准备。
上述浇灌混凝土及拔管方案，应通过现场作试验确定，防止外套管埋深过大，起拔套管困难。
三、施工预防及保障措施
成孔垂直度控制措施：1）吊装完第一节套管后，应在機械平面两个90度方向设置吊线锤，对套管垂直度进行监测，在套管下沉过程中，监测人员全过程跟踪。发现问题马上进行纠偏。起重工应随时检查机械操作平面的水平情况，发现问题及时纠正。2）如因地层原因或其它原因，使得桩孔垂直度大于规定值，此时应拨管纠偏。一般可采用回填砂后拨管纠偏的办法处理。3）开钻前对套管、接头应逐个检查，及时更换不合格的套管。
断桩处理措施：承载桩采用全回转钻机直接将已浇筑成桩部分全部拔除处理，然后回填，再重新成孔、下笼、浇筑等，即拔除断桩部分，重新成桩。
四、结束语
综上所述，我国地铁的建设要不断发展已有技术，研究国外正在应用的新技术，结合国情引进吸收变为自己的技术，通过努力赶上国际先进水平。目前我国各大城市关于地铁工程地基处理的相关技术规范及工程定额等还不完善，建议相关部门组织力量，开发相关技术，以在确保地铁结构安全、适用、经济的前提下，提高施工效率。
参考文献：
[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
[2]《建筑地基处理技术规程》（JGJ79-2002）
[3]《北京地铁16号线工程岩土工程勘察报告（初步阶段）》（北京城建勘测设计研究院有限责任公司）
[4]《北京地铁十六号线工程初步设计》（北京市政工程设计研究总院）