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摘要：随着城市地下空间轨道建设步伐的逐年加快，钻孔灌注桩围护结构的使用更加频繁 ，由于其在施工过程中由于桩身垂直度控制不到位 ，出现内侵外陷的情况，使施工成本增加、施工难度增加、施工质量隐患较大，为了解决围护结构桩身垂直度问题，文章结合南京地铁 5号线七桥瓮站实际情况，描述了围护桩施工过程中的控制要点，使得桩身垂直度得以有效解决。（太简单，不足 200字）
关键词：地铁车站钻孔灌注桩垂直度内侵外陷
1 工程概况
1.1 七桥瓮站基本概况
南京地铁 5号线七桥瓮站地址为规划红花路与规划冶修二路交叉路口处，横跨规划红花路，沿规划冶修二路南北向设置。车站站址周边为七桥瓮老居民区，站位西侧为戎兴苑小区，站位东南侧为大校场派出所。本站为地下 2层岛式车站，底板埋深 -17.9m。南北端均设盾构井。车站总长 210.40m，标准段宽 20.1m，基坑深度约 17.9m，11m岛式站台单柱双跨矩形框架结构，采用明挖顺筑法施工，围护结构采用 Ф 1000@1200钻孔灌注桩，桩长为 28.7～ 31.29m，插入比为 1：0.88，沿围护结构外侧设置 Ф 850@600双排三轴搅拌桩止水帷幕。如图 1所示。
2工程水文地质特点
工程地质条件根据勘察报告，七桥瓮站场站地层分布由上到下依次为：
① 2素填土;② 1c3粉质黏土;② 2b4+c3淤泥质粉质黏土夹粉土;
③ 2b2粉质黏土;③ 2b2+c3粉质黏土夹黏质粉土; K1g-2强风化泥岩、泥质砂岩、砂岩;K1g-3中风化泥岩、泥质砂岩、砂岩。
水文条件
2.2.1潜水
潜水含水层分布在：① 1层杂填土、① 2层素填土、② 2b2粉质黏土和② 2b4+c3淤泥质粉质黏土夹粉土。
1.2.2.2基岩裂隙水
根据区域水文地质资料，拟建场地接近南京 -湖熟断裂带，该断裂带为张扭性富水断裂带。受断裂带影响，该场地部分区域下伏基岩，完整性较差（ K1g-2破碎 -极破碎、 K1g-3-1较破碎）。上述基岩强风化层、中风化岩体裂隙中有地下水分布，风化带中裂隙水一般水量较小，断层破碎带和节理裂隙中裂隙水富水程度差異较大。根据基岩裂隙水的埋藏条件，分布形式呈脉状分布（不成层），具有承压水性质。
局部分布的③ -4e含卵砾石粉质黏土层，与基岩风化带相联通，富水性与下伏的基岩裂隙水具有一致性。
1.2.2.3含水层之间的水力联系
潜水与基岩裂隙水之间有一定厚度的③ 2b1-2粉质黏土层分布，相对于基坑工程为隔水层，在拟建场地内两者之间水力联系不密切。
2 施工方案七桥瓮站围护结构采用Ф 1000@1200钻孔灌注桩，共计 400根，桩位编号分别为 1400#;设计单桩长度28.7～ 31.29m;桩身垂直度 0.5%。
七桥瓮站基坑深度范围内为土质地层，灌注桩成孔作业施工过程中，采用中联 ZR220C型旋挖钻机进行施工，通过该设备成桩过程立柱垂直度的自动检测、转速与扭矩的自适应控制、平台回转自动对准、钻孔深度的自动控制等技术。之后加以成孔前控制、成孔中控制、成孔后控制 3个过程，以保证钻孔灌注桩的成桩垂直度。
3 施工技术措施
七桥瓮站围护桩采用 1台中联 ZR220C型旋挖钻机施工，作业开始桩位编号 254#桩，施工遵循“做一跳”原则，以保证围护桩的成桩质量。
3.成孔前控制
3.1.1场地平整
为了解决南京雨季场地排水问题，七桥瓮站实际场地标高比原设计场地标高高出 1m施工场地采用现场拆迁遗留建筑垃圾进行回填，回填的建筑垃圾主要以废砖为主。回填分 2层压实至场地实际标高位置，然后在钻机站位置铺设 20mm厚钢板。另外，为了确保钻机工作中的平稳状态，即不发生角度的倾斜或水平的位移，还应对设备中的钢板进行水平方向上的校正。
3.1.2测量放样
测量、放样也是确保施工质量的重要步骤之一。首先，由项目部测量人员通过测量控制点将基坑围护结构角点准确地放置在施工现场，并做好醒目标记，且对围护结构施工分包单位进行书面交底。其次，对该围护结构的“中心线条”位置进行确定。
基坑围护结构施工过程中，还需要对该结构的“中心线条”进行一定程度的外放，以减小施工过程中存在的偏差，避免在基坑开挖过程中会出现围护桩侵限等一系列问题，而影响整体工程质量。本项目理论性的采取 15cm外放措施。
3.1.3护筒埋设
图 2为七桥瓮站钻孔灌注桩施工时，所采用的护筒，护筒壁厚 φ 16mm;由钢板卷制而成。此外，为了进一步确定施工质量，在护筒顶部设置了 2个安全孔，又称“溢浆孔”。对于该护筒，其内部直径比钻头的直径大 20cm。护筒埋深为 3m。最后，还将护筒顶部的设计标高超出地面高度 15cm。
本工程护筒埋设采用挖埋式，根据测量成果，沿着围护结构中心线开挖 1条沟槽，对沟槽底部进行夯实，将护筒垂直放在沟槽内部。为了进一步确保施工步骤的高质量完成，采用专业线条——“十字线”，确定护筒的中心点位置。接着，采用竖直方向线条——“铅垂吊线”，实现护筒中心点位置与桩体中心点位置二者的重合。最后，向护筒的周围缝隙回填一定量的黏土，并将其逐步击实，该步骤即完成 [1]。
3.1.4钻机就位
旋挖钻机自重较大，地基承载力需大于等于 100kPa。在完成钻机的“就位”步骤之前，对场地应该进行“平整化”处理——平铺钢板。为了确保钻机的稳定性，其就位位置处的前后坡度应不大于 30°，从而钻机在实际启动、工作过程中，就可以稳步工作，不会发生水平方向上的偏移。另外，应将 1、钻机的钻杆; 2、钻机的“回旋盘”;3、护筒的“中心线”在垂直方向上统一。最后值得强调的是，钻机的钻盘中心与钻机框架上的“升降滑轮”的水平向差值也有要求：小于 ± 30mm，且在垂直方向上还应保证重合 [2]。 3.2 成孔中控制
本工程围护结构钻孔灌注桩施工前，在围护结构内部场地进行了 2次试成孔作业，以明确场地地层特性及施工工艺的合理性。
本工程对于钻进过程中钻杆的垂直度，通过电子和人工交互的方式控制。本工程使用中联 ZR220C型旋挖钻机，该型号钻机可以通过电子控制系统体调整钻杆的垂直度，并实时显示读数。钻杆的两侧装有垂直度仪，在钻进过程中由专人对其观察记录，随时指挥机手对钻杆垂直度进行调整。
3.2.1清孔
清孔操作用于确保成桩质量。基于桩孔质量要求，判断桩孔质量、孔壁泥浆、孔底沉渣厚度等指标是否满足要求。由于该工程场地复杂的工程地质环境，为防止下部较厚的松散土层塌落，清孔后不能立即下放钢筋笼浇灌混凝土。
3.2成孔后控制
3.2.1钢筋笼制作及吊装
本工程采用单桩钢筋笼长 29.8～32.4m围护桩，现场使用数控钢筋笼绕筋机设备分 2节制作钢筋笼。该施工方式缩短了钢筋笼的吊装时间，提高钢筋笼搭接焊接质量，减少钢筋笼在下放过程中对已成孔孔壁的刮伤，大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔的发生。对于钢筋笼保护层垫块，本工程采用圓柱形砂浆垫块，沿钢筋笼每隔 2m放置 1组，每组设置 4个，按 90°均匀安放。该设置有助于混凝土保护层均匀，避免笼体碰撞孔壁，同时确保钢筋笼在桩体内的位置正确。
钢筋笼吊装对接操作，保持 2节钢筋笼中轴线重合。对准孔位将钢筋笼缓慢垂直放入。保持钢筋笼入孔过程稳定，避免其与孔壁间的碰撞和摩擦。一旦钢筋笼下孔过程遇阻，禁止晃动钢筋笼或者强行冲击下孔，需由操作人员立即查明原因。
3.2.2水下混凝土浇筑
本工程所用混凝土为商品混凝土，现场坍落度控制在 18～ 22 cm范围内。浇灌过程采用提升导管的方法，使用混凝土泵车浇灌，使用前进行气密性试验测试气密性，导管连接端用法兰盘螺栓联接，每节导管长度为 1～ 3 m。
封底漏斗体积设计为 2 m3，根据相关规范要求，首次灌注时的导管埋入混凝土的深度不小于 1 m。封底后要将大漏斗换成小漏斗，加快灌注速度。灌注施工开始后，必须保证连续不间断施工，严禁中途停工。另外灌注过程中，应注意混凝土拌和物的位置，防止其从漏斗处掉入孔底或从漏斗顶溢出。
灌注过程中还应实时监测孔深及灌入混凝土面高度，确保导管埋深在 2 ～ 6 m范围内。此外混凝土灌注应高于设计标高 50 cm，以确保证桩顶质量。
4 结束语
养护期结束后，对本工程围护桩进行 20%的小应变成桩质量检测，检测结果均为Ⅰ类桩，桩的完整性及成桩质量均满足要求。
在车站主体开挖过程中，桩体垂直度 98%均满足设计及规范要求，未出现由于桩体垂直度偏差过大，造成的侵限问题，为本工程主体结构施工工期提供了保障，顺利地完成了业主要求的施工节点。
参考文献
[1]吴允成 .旋挖钻斗结构的探讨 [J].探矿工程， 2000（2）： 21222.
[2]邝立生 .旋挖钻孔灌注桩在地铁围护结构施工中的应用 [J].西部探矿工程，2010，22（10）：206-209.
关键词：地铁车站钻孔灌注桩垂直度内侵外陷
1 工程概况
1.1 七桥瓮站基本概况
南京地铁 5号线七桥瓮站地址为规划红花路与规划冶修二路交叉路口处，横跨规划红花路，沿规划冶修二路南北向设置。车站站址周边为七桥瓮老居民区，站位西侧为戎兴苑小区，站位东南侧为大校场派出所。本站为地下 2层岛式车站，底板埋深 -17.9m。南北端均设盾构井。车站总长 210.40m，标准段宽 20.1m，基坑深度约 17.9m，11m岛式站台单柱双跨矩形框架结构，采用明挖顺筑法施工，围护结构采用 Ф 1000@1200钻孔灌注桩，桩长为 28.7～ 31.29m，插入比为 1：0.88，沿围护结构外侧设置 Ф 850@600双排三轴搅拌桩止水帷幕。如图 1所示。
2工程水文地质特点
工程地质条件根据勘察报告，七桥瓮站场站地层分布由上到下依次为：
① 2素填土;② 1c3粉质黏土;② 2b4+c3淤泥质粉质黏土夹粉土;
③ 2b2粉质黏土;③ 2b2+c3粉质黏土夹黏质粉土; K1g-2强风化泥岩、泥质砂岩、砂岩;K1g-3中风化泥岩、泥质砂岩、砂岩。
水文条件
2.2.1潜水
潜水含水层分布在：① 1层杂填土、① 2层素填土、② 2b2粉质黏土和② 2b4+c3淤泥质粉质黏土夹粉土。
1.2.2.2基岩裂隙水
根据区域水文地质资料，拟建场地接近南京 -湖熟断裂带，该断裂带为张扭性富水断裂带。受断裂带影响，该场地部分区域下伏基岩，完整性较差（ K1g-2破碎 -极破碎、 K1g-3-1较破碎）。上述基岩强风化层、中风化岩体裂隙中有地下水分布，风化带中裂隙水一般水量较小，断层破碎带和节理裂隙中裂隙水富水程度差異较大。根据基岩裂隙水的埋藏条件，分布形式呈脉状分布（不成层），具有承压水性质。
局部分布的③ -4e含卵砾石粉质黏土层，与基岩风化带相联通，富水性与下伏的基岩裂隙水具有一致性。
1.2.2.3含水层之间的水力联系
潜水与基岩裂隙水之间有一定厚度的③ 2b1-2粉质黏土层分布，相对于基坑工程为隔水层，在拟建场地内两者之间水力联系不密切。
2 施工方案七桥瓮站围护结构采用Ф 1000@1200钻孔灌注桩，共计 400根，桩位编号分别为 1400#;设计单桩长度28.7～ 31.29m;桩身垂直度 0.5%。
七桥瓮站基坑深度范围内为土质地层，灌注桩成孔作业施工过程中，采用中联 ZR220C型旋挖钻机进行施工，通过该设备成桩过程立柱垂直度的自动检测、转速与扭矩的自适应控制、平台回转自动对准、钻孔深度的自动控制等技术。之后加以成孔前控制、成孔中控制、成孔后控制 3个过程，以保证钻孔灌注桩的成桩垂直度。
3 施工技术措施
七桥瓮站围护桩采用 1台中联 ZR220C型旋挖钻机施工，作业开始桩位编号 254#桩，施工遵循“做一跳”原则，以保证围护桩的成桩质量。
3.成孔前控制
3.1.1场地平整
为了解决南京雨季场地排水问题，七桥瓮站实际场地标高比原设计场地标高高出 1m施工场地采用现场拆迁遗留建筑垃圾进行回填，回填的建筑垃圾主要以废砖为主。回填分 2层压实至场地实际标高位置，然后在钻机站位置铺设 20mm厚钢板。另外，为了确保钻机工作中的平稳状态，即不发生角度的倾斜或水平的位移，还应对设备中的钢板进行水平方向上的校正。
3.1.2测量放样
测量、放样也是确保施工质量的重要步骤之一。首先，由项目部测量人员通过测量控制点将基坑围护结构角点准确地放置在施工现场，并做好醒目标记，且对围护结构施工分包单位进行书面交底。其次，对该围护结构的“中心线条”位置进行确定。
基坑围护结构施工过程中，还需要对该结构的“中心线条”进行一定程度的外放，以减小施工过程中存在的偏差，避免在基坑开挖过程中会出现围护桩侵限等一系列问题，而影响整体工程质量。本项目理论性的采取 15cm外放措施。
3.1.3护筒埋设
图 2为七桥瓮站钻孔灌注桩施工时，所采用的护筒，护筒壁厚 φ 16mm;由钢板卷制而成。此外，为了进一步确定施工质量，在护筒顶部设置了 2个安全孔，又称“溢浆孔”。对于该护筒，其内部直径比钻头的直径大 20cm。护筒埋深为 3m。最后，还将护筒顶部的设计标高超出地面高度 15cm。
本工程护筒埋设采用挖埋式，根据测量成果，沿着围护结构中心线开挖 1条沟槽，对沟槽底部进行夯实，将护筒垂直放在沟槽内部。为了进一步确保施工步骤的高质量完成，采用专业线条——“十字线”，确定护筒的中心点位置。接着，采用竖直方向线条——“铅垂吊线”，实现护筒中心点位置与桩体中心点位置二者的重合。最后，向护筒的周围缝隙回填一定量的黏土，并将其逐步击实，该步骤即完成 [1]。
3.1.4钻机就位
旋挖钻机自重较大，地基承载力需大于等于 100kPa。在完成钻机的“就位”步骤之前，对场地应该进行“平整化”处理——平铺钢板。为了确保钻机的稳定性，其就位位置处的前后坡度应不大于 30°，从而钻机在实际启动、工作过程中，就可以稳步工作，不会发生水平方向上的偏移。另外，应将 1、钻机的钻杆; 2、钻机的“回旋盘”;3、护筒的“中心线”在垂直方向上统一。最后值得强调的是，钻机的钻盘中心与钻机框架上的“升降滑轮”的水平向差值也有要求：小于 ± 30mm，且在垂直方向上还应保证重合 [2]。 3.2 成孔中控制
本工程围护结构钻孔灌注桩施工前，在围护结构内部场地进行了 2次试成孔作业，以明确场地地层特性及施工工艺的合理性。
本工程对于钻进过程中钻杆的垂直度，通过电子和人工交互的方式控制。本工程使用中联 ZR220C型旋挖钻机，该型号钻机可以通过电子控制系统体调整钻杆的垂直度，并实时显示读数。钻杆的两侧装有垂直度仪，在钻进过程中由专人对其观察记录，随时指挥机手对钻杆垂直度进行调整。
3.2.1清孔
清孔操作用于确保成桩质量。基于桩孔质量要求，判断桩孔质量、孔壁泥浆、孔底沉渣厚度等指标是否满足要求。由于该工程场地复杂的工程地质环境，为防止下部较厚的松散土层塌落，清孔后不能立即下放钢筋笼浇灌混凝土。
3.2成孔后控制
3.2.1钢筋笼制作及吊装
本工程采用单桩钢筋笼长 29.8～32.4m围护桩，现场使用数控钢筋笼绕筋机设备分 2节制作钢筋笼。该施工方式缩短了钢筋笼的吊装时间，提高钢筋笼搭接焊接质量，减少钢筋笼在下放过程中对已成孔孔壁的刮伤，大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔的发生。对于钢筋笼保护层垫块，本工程采用圓柱形砂浆垫块，沿钢筋笼每隔 2m放置 1组，每组设置 4个，按 90°均匀安放。该设置有助于混凝土保护层均匀，避免笼体碰撞孔壁，同时确保钢筋笼在桩体内的位置正确。
钢筋笼吊装对接操作，保持 2节钢筋笼中轴线重合。对准孔位将钢筋笼缓慢垂直放入。保持钢筋笼入孔过程稳定，避免其与孔壁间的碰撞和摩擦。一旦钢筋笼下孔过程遇阻，禁止晃动钢筋笼或者强行冲击下孔，需由操作人员立即查明原因。
3.2.2水下混凝土浇筑
本工程所用混凝土为商品混凝土，现场坍落度控制在 18～ 22 cm范围内。浇灌过程采用提升导管的方法，使用混凝土泵车浇灌，使用前进行气密性试验测试气密性，导管连接端用法兰盘螺栓联接，每节导管长度为 1～ 3 m。
封底漏斗体积设计为 2 m3，根据相关规范要求，首次灌注时的导管埋入混凝土的深度不小于 1 m。封底后要将大漏斗换成小漏斗，加快灌注速度。灌注施工开始后，必须保证连续不间断施工，严禁中途停工。另外灌注过程中，应注意混凝土拌和物的位置，防止其从漏斗处掉入孔底或从漏斗顶溢出。
灌注过程中还应实时监测孔深及灌入混凝土面高度，确保导管埋深在 2 ～ 6 m范围内。此外混凝土灌注应高于设计标高 50 cm，以确保证桩顶质量。
4 结束语
养护期结束后，对本工程围护桩进行 20%的小应变成桩质量检测，检测结果均为Ⅰ类桩，桩的完整性及成桩质量均满足要求。
在车站主体开挖过程中，桩体垂直度 98%均满足设计及规范要求，未出现由于桩体垂直度偏差过大，造成的侵限问题，为本工程主体结构施工工期提供了保障，顺利地完成了业主要求的施工节点。
参考文献
[1]吴允成 .旋挖钻斗结构的探讨 [J].探矿工程， 2000（2）： 21222.
[2]邝立生 .旋挖钻孔灌注桩在地铁围护结构施工中的应用 [J].西部探矿工程，2010，22（10）：206-209.