地铁车站桩间止水探讨

地铁车站桩间止水探讨

薛磊

中交隧道工程局有限公司

摘要：钻孔灌注桩作为地下工程基坑围护结构时，需对桩间进行支护处理以封闭围护结构。目前国内桩间支护均常用喷射混凝土施工方法，但该工法存在成本高，平整度差，施工对周边环境污染严重等明显缺陷。本文依托佛山市城市轨道交通2号线一期工程湾华站施工工程实例，通过对长沙地铁、南京地铁等项目的调研，从质量、安全、工效等方面进行分析评价，采用模筑混凝土施工方法取代喷射混凝土进行桩间支护处理，可有效控制支护混凝土的平整度和厚度，提高围护桩桩间密封性，可很好的解决喷射混凝土施工时混凝土表面不平整、桩间防水效果不佳、结构尺寸不易控制等质量通病。

关键词：模筑混凝土；桩间支护；防水

1引言

近十几年来，我国地铁呈现井喷式发展，越来越多的城市开始建造地铁方便百姓出行。佛山市自开始发展轨道交通，由于佛山市某些区域地下岩层较高，车站基坑也多为岩石基坑，所以，车站的围护结构多采用钻孔灌注桩+内支撑体系，且桩间不设止水帷幕。由于钻孔灌注桩为圆柱形且桩间存在空隙，侧墙卷材防水层敷设施工前需对桩间填充平整处理。目前，钻孔灌注桩的桩间支护大多采用喷射混凝土方式，但该方式存在施工成本高、材料损耗严重，污染大、基面平整度无法保证等明显缺点。通过对长沙地铁、南京地铁等项目的调研分析，经过方案比选，采用模筑混凝土施工工艺取代传统的喷射混凝土施工工艺来作为桩间支护方式。

2 工程概况

佛山市城市轨道交通2号线一期工程湾华站，站位位于魁奇路与文华中路交叉口处，为换乘车站。车站主体基坑长度387.5m，标准段宽22.7m，深17.5～41.5m。小里程端头井基坑宽27.2m，深约28.2m，大里程端头井宽27.2m，深约27.0m。

车站围护结构采用φ1000@1600钻孔灌注桩支护+内支撑，灌注桩嵌固深度为中风化岩2.5m，闪长斑岩3.5m。

湾华站地层受沉积环境及构造影响，地基岩土分布种类多，垂直变化较大。浅部填土厚度一般为1.50～5.00m，其下分布第四系更新世(Q3)冲洪积的硬塑黏性土，土体强度较高，具弱膨胀性。下伏基岩为奥陶系泥质灰岩、灰岩、角砾状灰岩以及燕山早期(Mp)闪长斑岩。受构造、岩浆岩侵入影响，裂隙发育不均，岩石岩性、强度变化大，局部岩体破碎。

3工艺流程及施工方法

3.1 工艺流程

桩间模筑混凝土施工工艺流程如下图所示：

图1 施工工艺流程图

3.2人工修面

采用人工对坡面进行修正，清除坑壁松动的土体杂物，对围护桩外表面凸出混凝土进行人工凿除、修平。同时用红色喷漆标记出渗、漏水位置，方便后续泄水管安装施工。

3.3临时脚手架搭设

钢筋网片挂设、模板安装及混凝土浇筑，需搭设临时脚手架，脚手架采用盘扣式脚手架，落地式脚手架为双排脚手架或门式脚手架，立杆采用钢管，脚手架高度为1.5～2.5m，具体根据现场实际情况确定。

支架底部土方整平后铺设方木及模板，支架搭设尺寸及要求如下：

（1）立杆:纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m；

（2）内排架：距离结构边0.3m（可根据实际情况调整）；

（3）斜撑：间距1.5m；

（4）剪刀撑：采用φ48×3.0m钢管，横向、纵向均设置剪刀撑，每4m设置一道；

（5）横杆：小横杆布置在大横杆上，大横杆上主节点间的小横杆根数为1根，等间距布置。

3.4钻孔、植入膨胀螺栓

钢筋网片与围护桩的连接采用膨胀螺栓连接。采用临时脚手架辅助钻孔、植入膨胀螺栓施工，膨胀螺栓型号为：M20，L=280mm，锚栓性能等级4.8级，植入位置在桩中心线上，横向间距为桩间距1.6m，竖向沿桩长方向间距1.0m，呈网状布设。

3.5钢筋网片安装

钢筋网采用φ6.5@5×15cm，网片采用尺寸1.5×2m的成品网片。先进行试加工，试加工件钢筋形状、尺寸与设计图纸一致后进行批量加工。并在加工过程中经常检查核对。横向拉筋与钢筋网采用100%点焊，焊接网交叉点开焊数量小于整个焊接网交叉点总数的1%，并且任意1根钢筋上开焊数量要小于该根钢筋交叉点总数的1/2，焊接网最外边钢筋上的交叉点不得出  现开焊现象。钢筋网使用前要进行除锈并调直，钢筋网片之间连接牢固。

 单次施工竖直方向高度为2.4m，采用上下两排钢筋网片搭接，底部多余长度的钢筋要向基坑内侧弯折，当做预留筋，随土方开挖施工下部桩间混凝土时，再将该部分钢筋折平与其进行搭接，以保证两次施工范围搭接效果良好。在两侧竖向位置同样预留30～50cm搭接范围。

钢筋网片单个尺寸为1.5×2m，安装时长端在水平面上，短端在竖直面上，钢筋网片之间搭接长度为20d（d为钢筋直径），搭接范围采用二保焊进行焊接，由于钢筋较细，焊接时必须注意电流大小，禁止烧伤钢筋，焊缝要连续、饱满。网片安装完成后安装φ16，L=300的固定钢筋，与φ16的通长钢筋，安装完成后再在外侧安装垫板。

3.6设置泄水管

如桩壁有少量渗水，应布设泄水管作为泄水通道，泄水管的布置位置应与桩壁渗水点呈水平方向。局部渗、漏水点应埋入深壁泄水管，泄水管材质为PVC管，直径50mm，管长1000mm。出水点应用碎石堵塞，外包土工布进行反滤处理。

3.7模板安装

模板采用1.5mm厚竹胶板，模板接缝应顺直、严密。主龙骨采用双拼φ48mm钢管，间距40cm布置，（每次浇筑5道，单次浇筑高度2.4m）且底部第一道主龙骨距离构件底标高不超过20cm，次龙骨采用5×10cm方木，间距0.3m布置，采用对拉丝杆固定，拉杆采用φ14圆钢，其中一段带弯钩，将弯钩钩住桩基主筋，然后对所有搭接的位置进行焊接(需提前将该范围桩基开凿，开凿面积约为10×10cm，露出主筋，接触范围满焊，用于更好地固定钢筋网片，对拉丝杆在安装模板之前用钻孔设备植入桩基内，保证其植入桩基混凝土长度不小于280mm，竖直方向设置五道，模板拆除后需及时将螺栓丝头切除。

3.8浇筑混凝土

混凝土采用C25早强混凝土，料斗送料。浇筑时采用分层浇筑，每层浇筑厚度控制在30～40cm。

振捣采用小型振捣棒进行振捣，过程应避免重复，防止漏振、过振现象发生，振捣时间宜控制在20～30s。当混凝土出现不下沉、不冒气泡、表面呈现浮浆时停止振捣。振捣棒应快插慢拔，对于振捣棒无法插入的部位，采用橡胶锤均匀敲打模板外侧，可有效减少蜂窝麻面现象。

混凝土终凝后，保证结构棱角不因拆模而受损时方可进行拆模。模板、支架遵循“后支先拆，先支后拆”的原则进行拆除。

拆卸模板、支架时严禁高处抛扔。拆下的模板、支架等材料，应进行修复整理，并分类存放。

模板拆除后应及时检查混凝土外观质量，切除某班拉杆，及时修补混凝土表面蜂窝麻面。同时对混凝土进行洒水养护，养护周期为7天，养护期间应覆盖土工布并保证混凝土表面湿润。

4效益分析

4.1质量效益分析

模筑混凝土工法较喷射混凝土工法相比，质量效益明显，具体为以下几点：

（1）模筑混凝土密实度高，自防水性能优于喷射混凝土，可以与主体结构一道，起到双层防水效果；

（2）模筑混凝土外观质量可控，线型更顺直，基面更平整，利于防水板敷设和提高防水的施工质量，可有效控制车站出现渗、漏水情况；

（3）模筑法可较好的保证钢围檩及钢支撑安装顺直，标高及轴线位置控制效果好，围檩背后填充密实，无脱空现象；

4.2环保效益分析

2020年9月，我国正式提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的宏伟目标，这对施工中的低碳环保工作提出了更高的要求。而模筑法与喷混法相比，在扬尘控制、低碳环保等方面优势突出，具体为：

（1）喷射混凝土需在场地内拌和、喷射混凝土，施工产生大量扬尘，严重污染周边环境。而模筑混凝土采用商品混凝土，现场浇筑，极大的降低了扬尘管控压力；

（2）喷射混凝土需在施工场地内建设料仓和拌合棚，而模筑混凝土采用商品混凝土，无需在现场建设料仓和拌合棚，可节约施工用地约300㎡；

（3）喷射法施工的材料损耗达到40％～50％，材料浪费严重，而模筑法材料损耗率为3％左右，有效的降低了材料损耗。

4.3经济效益分析

以佛山市城市轨道交通2号线一期工程湾华站为例，车站桩间处理面积约5473㎡,综合考虑人工、材料、场地建设及材料消耗，采用模筑混凝土费用较喷射混凝土将增加造价35万元（约25％），具体费用对比详见表1。采用模筑混凝土施工工法，虽然施工成本有所增加，但很好的提高了车站结构的防水能力，可有效减少车站后期出现渗、漏水情况，节约大量堵漏费用。

表1 经济效益对比表

5 结论

综上所述，地下工程桩间支护采用模筑混凝土能较好的提高车站初支的防、止水效果，具有外观质量好、抗渗能力强、环境污染小、安全文明施工控制好等优点。该工法为围护结构采用钻孔灌注桩的地下工程基坑围护结构桩间处理提供了一个很好的选择，可有效解决喷射混凝土施工的质量通病问题，是一种绿色低碳环保施工技术，具有较好的推广价值。

参考文献

[1] 杨曙霞 论隧道模摸筑混凝土衬砌施工技术[J]科学之友筑，2009(18)

[2] 秦莉 公路隧道模筑混凝土衬砌施I[J]科技创新与应用，2010(09)

[3]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）

[4]《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)