摘要：结合某临地铁工程逆作法施工案例，对陡峭坚硬岩石中的一柱一桩关键施工工艺进行创新、总结，并提出设计优化。重点阐述了特坚岩中的扩底人工挖孔桩施工、坡面上桩孔内的钢管柱定位调垂、复杂梁柱节点的深化设计与施工等施工技术重点难点，为今后同类工程施工提供借鉴。 关键词：逆作法；一柱一桩；水磨钻；调垂；梁柱节点
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引言
随着城市化进程的快速推进，临地铁的深基坑工程也大量涌现，逆作法在保护周边敏感建筑、缩短工程工期、降低施工临时支护成本等方面有着明显的优势。然而，当逆作区位于陡峭坚硬的岩石中时，一柱一桩的施工将受技术条件限制，面临多重困难。结合某类似条件的施工案例，笔者对一柱一桩的多项施工技术重难点展开技术攻关，并总结出一套成熟、高效的施工方法。
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工程概况
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工程总体概况
本工程基坑西侧为同期施工并先行完工运营的地铁站台，两基坑围护结构距离仅有4-8m。为减少对地铁的扰动，基坑西侧采用咬合桩+预留土石台的支护形式，预留土石台区域地下室结构采用逆作施工工艺。 土石台南北向长约265m，宽度约4m~32m，高度约11m。由北至南，岩面逐渐抬高，靠北1/3长度范围为土台，二级放坡，坡间平台宽2m，坡率约为1:1；靠南2/3长度范围为石台，一级放坡，坡率设计为1:0.3，但现场甚至更陡。根据地勘报告，石台属微风化粗粒花岗岩岩石，其饱和单轴抗压强度值介于39.2MPa～120MPa，平均值为76.5MPa，属较硬～坚硬岩。
图1 逆作区现场环境航拍图
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一柱一桩设计概况
本工程竖向支承结构采用一柱一桩形式。
支承柱为永久钢管混凝土柱，钢管规格为∅700x25，材质为Q345，内灌C50微膨胀混凝土。柱下基础采用两次成形。施工阶段，支承桩为扩底嵌岩人工挖孔桩，桩径1400mm，扩大头尺寸1400~2200mm，桩端持力层为中、微风化花岗岩，从独立基础底起算最小桩
长3m，桩端入持力层最小深度0.5m，桩身为C35水下混凝土，浇筑至底板面标高。使用阶段，结构地基采用天然地基，柱下基础为独立基础，不考虑施工阶段采用的柱下支承桩作用。
拉伸机机械手
楔形塞尺图2 一柱一桩基础节点剖面图
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特坚岩中的扩底人工挖孔桩施工
本工程逆作区共计20余根支承柱，局部支承柱位于陡峭岩壁当中，无法实施人工挖孔桩作
业，需进行二次修整岩边，将该部分支承柱位开挖至基坑底，与顺作区一同施工。根据现场实际情况，在人工挖孔桩挖至强风化岩层时，可以采用风镐开挖；进入中、微风化岩层时，岩石的抗压强度很强，抗拉和抗剪强度较低，利用水磨钻施工是比较高效、经济的施工方法。
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水磨钻施工工艺
水磨钻主要由水磨钻机、水磨钻筒和专用水泵三部分组成。一个水磨钻机配备3-5水磨钻筒，一个水磨钻筒上焊有7个刀头。钻筒外径为160mm，高度为620mm，一个循环可钻取600mm岩芯。
图3 水磨钻照片
泄洪道
工艺流程：
预埋槽道
（1）钻取四周岩石：采用水磨钻沿桩外径钻取岩芯，形成一圈外围临空面；
（2）钻取中间岩石：对剩余的桩芯岩体进行分块，形成内部临空面；
（3）分裂岩石：使用手电钻在桩芯岩体根基上钻上一排小孔，在小孔内锥入钢楔，捶击钢楔挤压岩石，岩石在水平冲击力作用下沿铅垂面被拉裂，底部发生水平剪切破裂。依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部从基岩中分裂出来；
（4）人工装渣，电动提升机出渣；
（5）依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。
图4 水磨钻开挖人工挖孔桩工艺流程图
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基于施工工艺的扩底桩设计优化
（1）桩径
在一柱一桩施工中，人工挖孔桩钢筋笼绑扎完成后，再使用汽车吊或其他吊装机械将钢管柱吊放入桩孔中。若桩径设计过小，钢管柱吊放过程会极为困难，甚至因为人工挖孔桩施工定位或垂直度的偏差，导致钢管柱无法正常吊入孔内，给工程质量及进度产生较大影响。若桩径设计过大，人工挖孔桩施工工期延长，也不利于资源、资金的节约。因此，人工挖孔桩的桩径确定尤为重要。
本工程钢管柱外径为700mm，环板宽度为200mm，栓钉长度为120mm。人工挖孔桩的纵筋规格为25mm，焊接加强筋规格为20mm，螺旋箍筋规格为12mm，钢筋保护层厚度为50mm。为尽可能减小桩径，并消除钢管柱安装标高误差传递给环板的误差影响，采用环板后焊的施工措施。假定施工误差和吊放钢管柱空隙之和为100mm，则人工挖孔桩桩径至少为700+（120+25+20+12+50+100）×2=1354mm，本工程桩径取为1400mm。锌丝
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