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摘要：地铁车辆段特别运用库区域，采用预应力管桩作为软基处理的不少，而运用库承台密集，钻孔灌注桩多，与预应力管桩相互交错在一起，对预应力管桩施工及保护影响较大，解决淤泥层下预应力管桩施工及保护难题，对保证车辆段的施工质量和进度具有重要意义。
关键词：地铁;车辆段;运用库;预应力管桩
一、前言
某会展中心机场北车辆段运用库工程桩2200余根，承台780多个，预应力管桩8000余根，运用库设计场坪标高为3.75m,地处超厚淤泥地带，土层情况：第一层为素填土（0.5m~3m),第二层为淤泥层（2m~9m）且成流塑状，承台与临近管桩最小近距为0.17m最大近距0.7m，管桩与管桩之间最大间距为3.4m,最小间距为1.5m，承台顶标高为2.68m,承台高2.6m，预应力管桩标高3.28m。预应力管桩桩顶比承台顶高600mm。解决深厚淤泥层下承台开挖对预应力管桩保护难题，对保证机场北车辆段的施工质量和进度具有重要意义。
二、施工工艺分析
（一）先换填，再施工预应力管桩
针对淤泥层地质状况，可以采取先换填再进行桩基础施工的方式。
（1）将承台底（对应本例承台底0.08m）以上淤泥层全部换填素土（或C组料）夯实至预应力管桩顶（本例对应3.28m）,密实度及承载力达到设计要求；
（2）完成淤泥换填后，进行钻孔灌注桩施工及预应力管桩施工；
（3）预应力管桩完成后，进行承台开挖；承台开挖采用1:1分层放坡开挖，分层厚不大于1m，由于淤泥层在承台开挖范围内全部换填改良，放坡开挖对管桩影响小，预应力管桩得到良好保护。
此方案，土方量大，换填夯实有较高要求，成本高，前期换填不利于雨季施工，但换填完成后有利于后续桩基础、承台施工及预应力管桩保护。
（二）原场坪先施工预应力管桩，再进行承台开挖。
在原场坪先施工完钻孔灌注桩，紧接着进行预应力管桩施工，预应力管桩完成后进行承台开挖。此工艺方案，可以让桩基础施工衔接更紧凑合理，预应力管桩工序施工时间更充足，特别对工期紧项目有重要意义。但对后序承台开挖管桩保护有较高要求。为便于保护预应力管桩，承台开挖根据地质情况有以下几种方式：
1.钢板桩支护保护预应力管桩
对于埋深较浅，层厚较厚的淤泥层，承台开挖采用钢板桩支护以保护已经施工的预应力管桩。
（1）单承台钢板桩支护方式
钢板桩腰梁采用H350型钢腰梁，支撑采用I20a型钢支撑，钢板桩插打中心
线位于承台外轮廓线50cm，钢板桩支护图如下图：
采用单个承台钢板桩围护，钢板桩整体稳定性好，安全系数高，土方量较少，利于雨季施工，但作业面狭窄，后续承台钢筋、模板的工艺施工工效低。
（2）多承台钢板桩支护方式
承台开挖时为保护预应力管桩不被淤泥剪断，开挖时沿承台周边设钢板桩支护。支护墙体采用12m长钢板桩，钢板桩基坑顶-1.5m处设置350*350的H型钢腰梁，钢板桩距离承台边线控制在1m`1.2m，支撑体系采用内支撑形式，采用圆管D325*6mm，长8m，布置在两个以上承台之间。每次钢板桩支护范围为2个承台以上区域，避免钢板桩插打时对管桩的影响，采用加大承台和钢板桩的距离，支撑如下图3：
插打钢板桩完成后，采用履带式挖掘机进行分层开挖，基坑应分段分层开挖，分层开挖厚度不得大于1.0m。开挖至深度2m后，在位于1.5m深的位置安装支撑。待支撑安装施工完成后，再进行下一步土方开挖，一边分层开挖一边后退，直到开挖至基坑底标高，为了更好的控制基底标高，当开挖至距基底20cm左右时，采用人工清理，若基坑底部位于淤泥层，则采用50公分厚碎石换填，基坑出土由泥头车及时清运至指定弃土场，严禁堆弃至基坑边。
采用多个承台钢板桩围护，作业面较灵活，后序承台施工工效较高，土方量较多，成本较高。
2.将管桩先送至承台底，后接桩处理
将预应力管桩分2次施工，第1次在钻孔灌注桩施工完后，紧接着进行预应力管桩施工，预应力管桩桩顶标高控制在承台底上面0-0.5m处（对应本例为标高0.08-0.58m）；第2次预应力管桩施工在承台开挖施工后，再将第1次预应力管桩接桩到设计标高（对应本例为3.28m）处。这样后序承台开挖使预应力管桩避免了扰动，能很好保护好预应力管桩，但后续大量接桩及所需大量短桩增加了工序及成本。
3.锁桩头，分层开挖
对于淤泥层埋深较深，在承台开挖范围内淤泥层厚不大（淤泥层厚小于1 m），可以采用锁桩头，分层放坡开挖。预应力管桩桩头采用纵横连接成排的方式将桩头锁在一起形成整体进行保护。
（1）承台开挖时，先将土方开挖到预应力管桩设计桩顶标高以下0.5m(本例对应2.78m)；
（2）预应力管桩按设计桩顶标高（本例对应3.28m）采用砂轮切割机截桩头；
（3）横向不少于2列，纵向不少于10个桩头用槽钢进行纵横连接成排；槽钢设置在管桩顶下0.5m处, 用水准仪在排桩上标记出槽钢安装高度，根据标高点在纵向方向预安装槽钢，根据管桩位置，标记出槽钢需穿孔位置，待穿孔位置确定后安装并列槽钢。并排槽钢在管桩两侧边缘处穿孔，用M12螺杆对拉拧紧连接，并在横向方向沿纵向方向每隔30m~40m设置一道并排槽钢，横向槽钢拖在纵向槽钢上部，槽钢将开挖区域内的管桩连成整理，形成井字形方格网，增强管桩的整体稳定性。如下图所示。
（4）土方分层放坡开挖，层高不大
于1m,边开挖边锁桩头，保证开挖面范围预应力管桩纵横成排锁住形成整体。
此方案能较好的保护管桩，工效较高，但仅适用于淤泥层较薄，对于厚淤泥层不适用。
（三）先承台施工，后预应力管桩施工
承台开挖对先施工的预应力管桩保护带来严重影响，因此可考虑先进行承台施工，后进行预应力施工。由于承台密集，承台施工完成后预留柱插筋使得工作面狭小，无法满足预应力管桩设备进行施工，因此方案重点在于对预留柱插筋采取保护措施以便满足预应力管桩设备进场施工。
（1）在原场坪标高先进行钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩施工完成后紧接着进行承台开挖及承台施工；
（2）承台施工完成后，对承台柱子预留筋进行砖胎模回填砂保护；采用24灰砂砖，砖胎模砌筑到插筋顶标高以上不少于20mm，然后用中粗砂回填灌满砖胎模；
（3）砖胎模灌完砂将柱插筋保护起来后，四周按要求分层回填素土，土方分层碾压回填到砖胎模顶标高，这样整个场坪范围内柱插筋被保护掩埋下来，满足预应力管桩等大型设备施工要求；
（4）预应力管桩设备进场施工，预应力管桩施工完后重新进行开挖和柱子施工。
此工艺方案，从工序上避免了承台开挖对预应力管桩的影响，但在承台与柱子施工之间增加一道预应力管桩施工工序，工序时间非常紧，对预应力管桩施工组织要求极高，对于工期紧的项目，相当于增加一道关键工序，施工压力大。
三、结束语
上述几种施工工艺方法在不同条件下均对预应力管桩施工及保护起较大作用，可以采用其中一种或多种综合应用。在本例车辆段项目结合现场实际分片区采取了其中的单个承台钢板桩支护、多个承台钢板桩支护、锁桩头分层开挖、先承台施工后预应力管桩施工等几个工艺方案综合应用，满足了施工要求。
参考文献：
[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008
[2]《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014
[3]《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2003
论文作者:罗开导
论文发表刊物:《防护工程》2017年第3期
论文发表时间:2017/6/30
标签：预应力论文; 管桩论文; 钢板论文; 淤泥论文; 标高论文; 槽钢论文; 桩头论文; 《防护工程》2017年第3期论文;