1、大直径钻孔灌注桩在地铁换乘站基坑中质量缺陷的处理摘要：某城市道路改造工程立交桥主线桥桩基础位于地铁换乘站基坑内，钻孔灌注桩浇筑完成后经超声波检测，发现 J16-2-2 号桩存在桩顶标高不足的质量缺陷。在原桩位采用钢护筒护壁人工挖孔的方式对其进行接桩，利用较小的投入取得良好的处理效果。 关键词：高架桥 钻孔灌注桩 质量缺陷 地铁车站 人工挖孔 接桩中图分类号： U448 文献标识码： A 1 工程概况 1.1 设计概况 1.1.1 高架桥设计概况 某城市道路改造工程为城市快速路。立交桥主线桥为钻孔灌注桩基础。 立交桥主线桥 J16-2 墩位于地铁换乘站 1 号线基坑内。 J16-2-2 桩基设计
2、桩径 2.0m，设计桩长 61m，混凝土标号为 C35 水下混凝土。 1.1.2 地铁车站设计概况 该地铁车站为轨道交通 1 号线与 2 号线的大型十字换乘车站，外带商业开发，总建筑面积约 53000 平米。1 号线为二层侧式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。2 号线为地下三层岛式车站,地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为站台层。车站主体结构采用明挖法施工。 J16-2 承台处地铁车站基坑宽 26.82m，深 17.61m，围护结构为直径1.0m，桩心距 1.2m 的钻孔灌注桩，桩顶设冠梁，采用 1 道钢筋混凝土支撑加 2 道钢支撑的内支撑体系。 J16-2 承台处的桩基平面
3、布置示意图如图 1 所示。 图 1J16-2 承台桩基平面示意图 1.2 工程地质及水文地质概况 1.2.1 场地环境概况 施工场地地貌形态为剥蚀堆积垅岗区，地貌单元为长江三级阶地。 1.2.2 岩土分层及其特征 1）杂填土（地层代号 1-1）：杂色，全线分布；在城市干道地表2050cm 厚为混凝土路面，其下由碎石、砂及粘性土组成，多为压实路基填土（大部分地表有 2050cm 厚的砼地坪） ，堆积时间一般大于 10 年，层厚 0.64.7m。 2）粘土（地层代号 2-1）：褐黄色，稍湿，可塑状态，中压缩性；含氧化铁，铁锰质结核及少量高岭土，零星分布于（1-1）填土层之下的局部低洼地带，其一般厚
4、度 2.39.5m。 3）粉质粘土（地层代号 3-1）：褐黄、褐红色，稍湿，可塑硬塑状态、中偏低低压缩性，含铁锰质结核及少量条带状高岭土；连续分布于勘区上部，其厚度 5.417.8m，平均厚度约 7.6m，埋深5.313.4m。 4）粘土（地层代号 3-2）：褐黄、褐红色、灰白色，稍湿，硬塑坚硬状态、中偏低低压缩性，含铁锰质结核及条带、网纹状高岭土或土团；局部含砾石或碎石，接近岩面断断续续见碎石土或粘土混碎石；连续分布于勘区中下部，其厚度 4.223.8m，平均厚度约 12.8m，埋深1326m。 5）粉质粘土（地层代号 3-2a）：褐黄、褐灰色，稍湿，可塑状态、中压缩性，含铁锰质结核及少量条
5、带状高岭土；呈透镜体状分布在（3-2）粘土层中，其厚度 1.73.5m。 6）含粘性土粉细砂（地层代号 3-4）：褐黄色，饱和，中密密实状态，低压缩性；含石英、长石，粘粒含量较高，局部或为粘性土混砂或含砂质粉质粘土，局部含砾砂。其厚度 3.621.7m，平均 10.5m，埋深 2943m。 工程地质参数如表 1 所示。 表 1 地质参数一览表 1.2.3 水文地质概况 1.2.3.1 地下水的类型 场地内的地下水为上层滞水、孔隙承压水两种类型。 上层滞水主要赋存于人工填土（Q4ml）层，无统一自由水面，大气降水、地表水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源。 本场地孔隙承压水主要赋存于（3-4
6、）层及以下砂土层中，其上覆粘性土层为相对隔水顶板。施工程场地的承压水位标高为 11.3m。 1.2.3.2 渗透性 各岩土分层渗透系数如表 2 所示。 表 2 渗透系数一览表 1.2.3.3 地下水的腐蚀性 地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。场地土对钢结构宜按强腐蚀性考虑。 2.缺陷简述 在地铁车站基坑开挖至基坑底后，对 J16-2 承台处的桩基进行超声波检测，发现 J16-2-2 号桩存在桩顶标高不足的质量缺陷，桩顶低于设计标高 5m。 3.处理方案 遵照国家现行有关标准及技术规范，并参考类似工程施工经验，制订如下整改方案： 在原桩位采用钢护筒护壁加人工挖孔的方式对 J1
7、6-2-2 桩进行接桩。挖孔深度 7.5m，接桩长度 5m。 开挖时，土体部分使用铁锹和铁搞人工开挖。桩头混凝土浮浆部分采用风镐破除。采用内径 2.8m，壁厚 10mm 的钢护筒进行护壁。电葫芦吊装出碴至地面，挖机转运到出土点，出碴车运输至指定的弃碴点。补灌混凝土采用比设计标号提高一个等级的商品混凝土，即 C40 混凝土。 人工挖孔示意图如图 2 所示。 图 2 人工挖孔示意图 4.具体处理过程 4.1 工艺流程 测量放线埋设钢护筒人工开挖土体下沉、加长钢护筒开挖土体破除桩头浮浆钢筋处理浇灌砼砼养护二次检验。 4.2 缺陷处理方法 4.2.1 施工测量放线 测量工按照设计准确放线，定位 J16
8、-2-2 桩的中心点和桩外缘，做出标记，并从桩中心位置向桩的四周引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定。 4.2.2 埋设钢护筒 根据测量放线结果埋设钢护筒，钢护筒上边缘高出车站基坑底30cm。钢护筒采用 10mm 厚的钢板焊接制作，内径 2.8m，单节高 1.5m。 4.2.3 开挖及护壁作业 钢护筒埋设好后，开挖护筒内的土体，土体采用铁锹和铁搞人工开挖。开挖过程中通过吊垂球的方式控制钢护筒及开挖的垂直度。边开挖边下沉钢护筒，以用来护壁，随下沉在上部连接新的单节护筒加长，保证钢护筒高出车站基坑底不小于 30cm。钢护筒间采用焊接连接并在外壁焊 4 块加劲板加强。经过 4 次接长，5 节钢护筒组
9、成的护壁结构安全可靠地保证了开挖作业的顺利进行，8 名工人两班倒，仅用时约 2 天便开挖至桩头混凝土浮浆层。 到达桩头混凝土浮浆层后，采用 G10 风搞破除浮浆至表面无夹碴、无松散混凝土。 挖出的土及凿除的混凝土块用电葫芦吊运至地面，挖机转运至指定地点堆放。 施工现场揭示挖孔深度范围均位于（3-2）粘土层，为渗透系数1.0（cm/s）10-6 的微透水层，所以开挖过程中孔底积水较少，在孔边超前挖一小集水坑并用抽水泵抽排水即可使开挖作业面保持干环境。 4.2.4 钢筋及基面的处理 4.2.4.1 钢筋的处理 开挖后将弯曲较大的钢筋进行人工调直，有严重损伤的钢筋采用帮条焊的方式进行加固处理或更换新
10、钢筋，新钢筋与老钢筋采用帮条焊连接。 4.2.4.2 基面处理 桩顶面凿至混凝土表面无夹碴、无松散混凝土的新鲜混凝土面，并凿毛、清理干净。为方便清洗，在已完成桩面旁边挖一小坑作为桩面清洗集水之用。 对钢筋和预埋超声波检测管以及钢护筒内表面附着的泥土进行清理后，用高压水枪冲洗桩面，并用棉纱将桩面沙粒、细小石粉、泥浆以及积水等清理干净。 4.2.5 桩身混凝土浇筑 混凝土浇筑前将接桩基面处理干净并湿润，铺上一层 12cm 厚的高标号水泥浆（水灰比 1：2） ，然后分层浇筑混凝土至接桩桩顶标高。接桩桩顶标高比设计桩顶标高高 50cm，以保证桩顶混凝土的质量。 混凝土采用比设计标号高一个等级的 C40
11、 水下混凝土，施工现场实测坍落度在 1012cm 之间。 接桩砼一次性浇灌完成。采用插入式振捣器分层振捣，每层厚度为30cm，上层混凝土振捣插入下层混凝土内 10cm。 混凝土浇筑完成后对桩顶加以覆盖并保湿养护 7 天。 5.处理效果 J16-2-2 号桩基进行缺陷处理后，经检测单位使用声波透射法复检，结果显示为 II 类桩，质量合格。 6.结语 某城市道路改造工程立交桥主线桥 J16-2-2 号桩基的人工挖孔接桩施工实践，说明了使用钢护筒护壁人工挖孔接桩的缺陷处理方法是可行的，为大直径钻孔灌注桩在地铁换乘站基坑中的质量缺陷处理提供了一些成功的经验。 1）钢护筒护壁可以在粘土地层中保证人工挖孔
12、作业人员的安全。 2）桩头基面处理工作是保证接桩质量的关键，用高压水枪冲洗，用棉纱清理杂物及在基面铺设高标号水泥浆等措施有效地确保了新旧混凝土面的结合质量。 3）对缺陷桩基的人工挖孔接桩处理方法，所需施工设备简单,资金投入少，且在保证工程质量的前提下，最大限度的减少了经济损失。 【参考文献】 1 JGJ94-2008.建筑桩基技术规范S.中国建筑工业出版社，2008 2 陈晓东,夏双龙.人工挖孔灌注桩施工技术J.安徽建筑,2004年 06 期 3 赖梅红.钻孔灌注桩质量控制J.中国城市经济,2011 年 15 期 4 高玉英,乔华.超声波透射法检测钻孔灌注桩技术J.沈阳师范大学学报(自然科学版), 2010(02)
