左汝广州市广晟物业管理有限公司
摘要：根据某市区地道开挖围护工程的钻孔咬合桩施工中经验并结合前人的研究成果，对围护钻孔咬合桩施工技术进行了分析及其研究，包括套管钻机的选择、原料的选择及其数量控制标准、桩体垂直度控制、咬合厚度的选择和施工工艺流程等。对工程中出现的咬合桩施工事故，分析了问题产生的原因并给出了相应的处理措施，取得了良好的工程效果。钻孔咬合桩非常好地解决了深基坑变形大、基底易隆起、桩身弯矩大等问题，有着良好的前景和推广价值。
关键词：钻孔咬合桩，施工技术；垂直度；施工工艺
Enclosureofboredsecantpileconstructiontechnologyresearch
ZuoRuGuangzhouCitygrandPropertyManagementLimited
Abstract:accordingtoadowntowntunnelexcavationsupportingengineeringofdrillingoccludepileconstructionexperienceandcombiningwiththepreviousresearchresults,theenclosureofdrillingoccludepileconstructiontechnologyareanalyzedandstudied,includingcasingdrillrigselection,materialselectionandquantitycontrolstandard,pileverticalitycontrol,occlusalthicknessselectionandconstructionprocessandsoon.Onappearedintheconstructionofsecantpileconstructionaccident,analyzedthecausesoftheproblemsandgivescorrespondingtreatmentmeasures,andachievedgoodengineeringeffect.Drillingocclusivepileareverygoodsolutiontothedeepfoundationpitdeformation,upliftpilebaseeasily,waitforaproblemgreatly,hasagoodprospectandpromotionvalue.
Keywords:drillingocclusivepile,constructiontechnology;verticality;constructiontechnology
1.引言
钻孔咬合桩由法国Benoto公司于20世纪50年代发明，采用全套管灌注桩机施工形成的桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑支护结构。钻孔咬合桩在国内外得到了广泛的应用。在欧洲、美国等地区的使用历史接近五十年，在亚太地区(如新加坡、印度尼西亚、泰国、日本、中国香港、中国台湾)的使用历史接近三十年1999年钻孔咬合桩在中国内地深圳地铁一期工程中，随后相继在上海、北京、南京、杭州、天津、贵阳、温州等地的建筑深基坑和地铁基坑工程中成功应用了钻孔咬合桩。本文根据钻孔咬合桩的工程实际，并结合前人的研究结果，对咬合桩的施工技术进行了研究，以期通过不断的试验、研究和工程总结进一步完善钻孔咬合桩支护结构施工工法和质量控制体系，为咬合桩在全国范围内的推广提供参考借鉴。
2.工程概况
某市区的交通地道，采用明挖方案，基坑开挖深度9.0-11.0m，宽度约31.0m。地道主要穿过城区，相邻的建筑物比较密集，周边环境保护问题十分突出。场地的地质条件也十分复杂，主要不利地层及环境条件有：1）海相沉积超软弱的淤泥层；2）深厚的强透水砂层；3）填海形成的填石层；4）基坑两侧管线多；5）地下水位高。鉴于以上不利地层及环境条件，基坑结构的变形、位移和地下水的控制要求都相当高。根据该地区建筑深基坑支护技术规范，按场地条件和地质条件的复杂性，基坑安全等级定为一级。确定围护结构形式采用钻孔咬合桩+多排钢支撑支护。
3.钻孔咬合桩工艺原理及特点
钻孔咬合桩施工时，一序桩采用超缓凝型混凝土先期浇注；在一序桩混凝土初凝前利用套管钻机的切割能力切割掉相邻一序桩相交部分的混凝土，然后再浇注二序桩，从而实现一序桩、二序桩的咬合，其施工根据工程需要一序桩可以采用素混凝土桩、混合材料桩、水泥搅拌桩、钢筋混凝土桩或型钢加劲桩，二序桩中一般配置圆形钢筋笼。钻孔咬合排桩施工时不受填石层的影响且具有较好的挡土、截水功能，能避免因深基坑开挖而造成地下水大量流失，发生流砂、周边地面沉降塌陷等事故；采用钢支撑，具有较大的支撑刚度，通过施加预应力技术，可以将基坑的位移和变形控制在一定的范围内。
4.咬合桩施工技术
4.1施工方案
结合实际工程的试桩试验、现场施工及前人的研究结果，对确定咬合桩施工方案如下：1）原料选择及数量控制，通过试桩试验，选定原料的同时确定了其数量的控制标准如下：混凝土是C25水下混凝土；细骨料为中粗砂，细度模数3.0～2.3，含泥量≤3%；粗骨料是卵石或碎石，粒径≤2.0cm，且≤钢筋净距的1/3；水灰比<0.55；砂率宜控制在40%～50%；坍落度一序桩12～16cm，二序桩16～18cm；水泥用量每立方混凝土中，不宜大于360kg，用水量每立方混凝土中，不宜小于200kg；外加剂需满足缓凝、减水、早强等性能要求初凝时间一序桩约为60h，二序桩约为10h。2）钻机选择，施工器械的好坏，影响着咬合桩的质量。经过调研，对几种型号的全套管钻机性能进行比较，根据场地条件及钻机的性价比，建议选择国产套管钻机，如捷程MZ系列套管钻机。为此必须做好以下三个方面的工作。①套管顺直度检查和校正；②成孔过程中桩的垂直度监测和检查；③进行纠偏。4）咬合厚度：邻桩之间的咬合厚度应根据桩长选取。桩越短，咬合厚度越小；桩越长，咬合厚度越大。根据在香港、南京等地区的施工情况，咬合厚度可按照公式（1）进行选择
mm（1）
式中，为桩长；为桩的垂直度；为孔口定位误差容许值；为钻孔咬合桩的设计咬合厚度。公式（1）的意义在于必须保证桩底的最小咬合厚度应大于50mm。
4.2施工工艺流程
通过对咬合桩试桩试验、现场施工及前人的研究，总结出咬合桩施工工艺流程，见图1。
图1咬合桩施工工艺流程
5.咬合桩易出现的事故及其处理方法
5.1钢筋笼下沉
由于受桩底地质条件和施工工艺、操作水平的影响，钻孔咬合桩钢筋笼高程控制难度较大，开挖后，钢筋笼顶存在不均匀的下沉。处理方法如下述。当钢筋笼沉降量小于15cm时，直接将桩顶钢筋接到设计高程，钢筋的接头形式可以采取双面搭接焊，焊缝长度为5d，d为钢筋直径。当钢筋笼沉降量15cm<S<30cm时，采取直接将桩顶钢筋接到设计高程，钢筋的接头形式可以采取双面搭接焊，焊缝长度由正常的5d，增加到10d。当钢筋笼沉降量大于30cm时，可将桩头凿除一部分，使钢筋露出量超过40cm，以满足焊接要求，保证焊接质量。破除桩头后，有的桩顶高程会比设计高程低，需要将桩头混凝土补起来。补混凝土方法是先将钢筋接完，对混凝土面进行凿毛清理，用水冲洗干净并湿润，与冠梁一起进行混凝土浇筑，浇筑混凝土等级应该比咬合桩高一个等级，用振动棒振捣密实。
5.2桩头未达到设计高程
从开挖出来的施工冠梁情况看，一序桩桩顶混凝土未达到设计高程，其原因主要是：施工时混凝土浇注未严格控制高程，导致混凝土浇注方量不足，未能达到设计高程；旁边桩施工振动导致混凝土密实下沉。混凝土灌注与冠梁浇筑同时进行，避免增加混凝土接缝，减少受力薄弱面。浇筑时，用振动棒振捣密实。
5.3露筋
在土方开挖过程中，有个别二序桩保护层不够而出现露筋的情况，经过分析是桩头混凝土被管道流出的水冲走，此情况可以采取如下办法处理：局部少量露筋的情况，可以将桩身表面的泥土清理干净，凿除表面松散的混凝土，将桩身用水润湿，用1：2的防水砂浆将露筋位置抹起来，并浇水养护；大面积露筋的情况，可喷射C25早强混凝土将露筋的部分喷平。
5.4桩身缩径
桩身缩径一般出现在一序桩上，经分析主要是由于地质冲孔导致一序桩发生下沉，桩头塌陷造成的。处理办法需依据桩身的情况来定，如果缩径引起桩身漏水，则需要在喷射混凝土之前埋设小导管，喷射混凝土完成之后，进行注浆止水。如果缩径情况不严重，未造成漏水，可将缩径的位置清理干净，凿毛润湿，挂网喷射混凝土或填补防水砂浆；桩身缩径较小或仅局部存在轻微孔洞，则可以用防水砂浆补平即可。
6.施工影响
施工中发现基坑场地外侧局部地点沉降达5cm，经分析确定是咬合桩套筒下沉及冲抓振动对土体的扰动引起的。最后通过增加套管超前支护长度，成孔后慢速取土以及局部地点采取地基加固与隔离的措施。
7.结论
咬合桩套筒下沉及冲抓振动对土体的扰动引起的周边路面或建筑物沉降必须引起重视。成桩扰动往往是全深度范围的，必要时应采取基础加固、隔离等措施，以免在咬合桩施工时造成临近路面或建筑物发生过大沉降。围护钻孔咬合桩既保证了安全、节约了造价又赢得了工期，同时对环境影响较小，因此其有着良好的应用前景和推广价值。
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