【摘要】：鉆孔咬合樁作為一種新型的圍護結構,由于樁與樁之間相互咬合,解決了以前相切樁防水效果差的弊病。此工藝在地鐵及其他深基坑圍護中廣泛應用。全套管咬合樁的優(yōu)點:1)孔口定位誤差小,成孔垂直精度高;2)樁與樁相互咬合,防水效果好;3)全套管護壁,干孔作業(yè),無泥漿,無塌孔;4)噪音小,振動小,對周邊建筑物無影響,利于文明施工。

【關鍵詞】：鉆孔咬合樁　施工工藝　圍護結構　事故處理
一、主要施工方法
1、施工工藝
鉆孔咬合樁是采用全套管鉆機鉆孔施工，在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種基坑圍護結構。樁的排列方式分為兩種形式，一種是一條鋼筋混凝土樁（A樁）和一條素混凝土樁（B樁）間隔布置，施工時，先施工B樁后施工A樁，必須B樁混凝土初凝之前完成A樁的施工。A樁施工時采用全套管鉆機切割掉相鄰B樁相交部分的混凝土，實現(xiàn)咬合。另一種是A、B樁都是鋼筋混凝土樁間隔布置。B樁一般不配筋并采用超緩凝混凝土,A樁采用全套管鉆機,切割掉相鄰B樁相交部分的混凝土,從而實現(xiàn)咬合。
     
圖1 咬合樁示意圖
1）、單樁施工工藝
A型(配筋)單樁施工工藝流程如下。
(1)、鉆機就位：精確測定樁中心位置,作為鉆機定位的控制點。
(2)、取土成孔：在樁機就位后,吊裝第1節(jié)管在樁機鉗口中,找正樁管垂直度后,磨樁下壓樁管,壓入深度約為1.5～2.5m。用抓斗從套管內取土,一邊抓土、一邊繼續(xù)下壓套管,始終保持套管底口超前于開挖面的深度不小于2.5m。
(3)、鋼筋籠制作與吊放：鋼筋籠制作要符合《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》要求,鋼筋制作加工要符合圖紙尺寸要求,籠體完整牢固。為使鋼筋籠有足夠的剛度,以保證在運輸和吊放過程中不產生變形,每隔2m用Φ20mm鋼筋設置一道加強箍。
(4)、混凝土灌注：A、B樁混凝土質量要求如表1所示。
表1

    項目
類型
強度等級
坍落度
緩凝時間
粗骨料粒徑
A樁
C30水下砼
20±2cm
----
5～15mm
B樁
C15水下砼
16±2cm
≥60h
5～20mm

    水下混凝土灌注采用導管法,導管為Φ250mm的法蘭式鋼管,埋入混凝土的深度宜保持在2～6m之間,最小埋入深度不得小于1m。嚴禁將導管提出混凝土面或埋入過深,一次拔出高度不得超過4m�；炷凉嘧⒅袘乐逛摻罨\上浮,當混凝土進入鋼筋籠底端1～2m后,可適當提升導管。導管提升要平穩(wěn),避免出料沖擊過大或鉤帶鋼筋籠。
   對于B樁,每車混凝土均取1組試件,監(jiān)測其緩凝時間及坍落度情況,直至該樁兩側的A樁全部完成為止。發(fā)現(xiàn)問題立即采取應急措施。
（5）、拔管成樁：邊灌注混凝土邊拔管,始終保持套管底低于混凝土面不小于2m。
2）、排樁施工工藝
    施工原則是先施工B樁,后施工A樁,其施工流程為B1→B2→A1→B3→A2→B4→A3……。
圖2 咬合樁施工工藝流程圖
   分段施工接頭的處理方法：往往一臺鉆機施工無法滿足工程進度，需要多臺鉆機分段施工，這就存在與先施工段的接頭問題。處理方法為在施工段與段的端頭設置一個砂樁（成孔后用砂灌滿），待后施工段到此接頭時挖出砂子，灌上混凝土即可。
圖3 分段施工接頭預設砂樁示意圖
二、關鍵技術的質量控制辦法
   （一）、孔口定位誤差的控制
為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠的咬合量，應對其孔口的定位誤差進行嚴格的控制。在鉆孔咬合樁樁頂以上設置鋼筋混凝土導墻，導墻上設置定位孔，其直徑宜比樁徑大20～40mm。鉆機就位后，將第一節(jié)套管插入定位孔并檢查調整，使套管周圍與定位孔之間的空隙保持均勻。
   （二）、樁的垂直度的控制
控制了樁身垂直度，也就能保證了鉆孔咬合樁底部有足夠厚度的咬合量。除對其孔口定位誤差嚴格控制外，還應對其垂直度進行嚴格的控制，根據(jù)我國《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》和設計要求，樁身垂直度偏差不大于3‰。成孔過程中要控制好樁的垂直度，必須抓好以下三個環(huán)節(jié)的工作。
1、套管的順直度檢查和校正
鉆孔咬合樁施工前在平整地面上進行套管順直度的檢查和校正，首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度，然后將按照樁長配置的套管全部連接起來，套管順直度偏差控制在1‰~2‰。
檢測方法：于地面上測放出兩條相互平行的直線，將套管置于兩條直線之間，然后用線錐和直尺進行檢測。
2、成孔過程中樁的垂直度監(jiān)測和檢查
①、地面監(jiān)測：在地面選擇兩個相互垂直的方向采用經緯儀或線錐監(jiān)測地面以上部分的套管的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差隨時糾正。這項檢測在每根樁的成孔過程中應自始至終堅持，不能中斷。
②、孔內檢查：每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前，都要停下來用“測環(huán)”或“線錐”進行孔內垂直度檢查，不合格時需進行糾偏，直至合格才能進行下一節(jié)套管施工。
3、糾偏
成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時進行糾偏調整，糾偏的常用方法有以下三種：
①、利用鉆機油缸進行糾偏：如果偏差不大于或套管入土不深（5m以下），可直接利用鉆機的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調節(jié)套管的垂直度，即可達到糾偏的目的。
②、B樁糾偏：如果B樁在入土5m以下發(fā)生較大偏移，可先利用鉆機油缸直接糾偏，如達不到要求，可向套管內填砂或粘土，一邊填土一邊拔起套管，直至將套管提升到上一次檢查合格的地方，然后調直套管，檢查其垂直度合格后再重新下壓。
③、A樁糾偏：A樁的糾偏方法與B樁基本相同，其不同之處是不能向套管內填土而應填入與B樁相同的混凝土，否則有可能在樁間留下土夾層，從而影響排樁的防水效果。
 （三）、超緩凝混凝土的施工質量控制
B樁混凝土緩凝時間應根據(jù)單樁成樁時間來確定，單樁成樁時間與施工現(xiàn)場地質條件、樁長、樁徑和鉆機能力等因素相關。根據(jù)咬合樁施工工藝，B樁初凝時間應為： T=3t+k
t     為單樁成樁時間，一般取12h
k     為預留時間，取24h
    因此，本項工程初步控制B樁初凝時間為T=60h，并在以后施工中根據(jù)現(xiàn)場情況進行調整。
超緩凝混凝土的施工質量控制辦法如下：
1、生產：對超緩凝混凝土的技術參數(shù)要求：
自混凝土灌注時間計算，混凝土的初凝時間須≥60小時；采用Ｃ30超緩凝水下混凝土，設計要求水下混凝土應將混凝土抗壓強度提高10MPa；混凝土內氯離子最大含量不得超過0.2%，最大堿含量不超過3kg/m3。
2、使用：使用過程中采用嚴格的檢查制度和監(jiān)控措施：
①、每車混凝土在使用前必須由試驗室檢查其坍落度及觀感質量是否符合要求，坍落度超標或觀感質量太差的堅決退回，絕不使用。
②、每車混凝土均取一組試件，監(jiān)測其緩凝時間及坍落度損失情況，直至該樁兩側的A樁全部完成為止，如發(fā)現(xiàn)問題及時反饋信息，以便采取應急措施。
③、按規(guī)范要求取試件檢查混凝土最終強度，混凝土最終強度必須滿足設計要求。
三、常見工程事故的預防及處理措施
1、“管涌”處理
  “管涌”是指在A樁成孔過程中,由于B樁混凝土未凝固,還處于流動狀態(tài),B樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入A樁孔內�？朔�“管涌”有以下幾個方法:
①、B樁混凝土的坍落度應相對小一些,不宜超過18cm,以便于降低混凝土的流動性。
②、套管底口應始終保持超前于開挖面一定距離,以便于造成一段“瓶頸”,阻止混凝土的流動;如果鉆機能力許可,這個距離越大越好,但至少不應小于2.5m。
③、必要時(如遇地下障礙物套管底無法超前時)可向套管內注入一定量的水,通過水壓力來平衡A樁混凝土的壓力,阻止“管涌”的發(fā)生。
④、A樁成孔過程中,應注意觀察相鄰兩側B樁混凝土頂面,如發(fā)現(xiàn)B樁混凝土下陷,應立即停止A樁開挖,并一邊將套管盡量下壓,一邊向A樁內填土或注水,直到完全止住“管涌”。
2、鋼筋籠上浮處理
  由于套管內壁與鋼筋籠外緣之間的空隙較小,在上拔套管的時候,鋼筋籠有可能被套管帶著一起上浮。預防措施主要有:
①、A樁混凝土的骨料粒徑應小一些,不宜大于20mm。
②、在鋼筋籠底部焊上一塊比鋼筋籠直徑略小的薄鋼板以增加其抗浮能力。
③、必須安裝鋼筋籠導正器。
④、混凝土灌注必須按操作規(guī)程進行。
3、鉆進入巖的處理
 鉆孔咬合樁僅適用于軟土地質。如施工中遇到局部小范圍區(qū)域少量樁入巖情況時,可采用“二階段成孔法”進行處理。第一階段:不論A樁或是B樁,先鉆進,取土至巖面,然后卸下抓斗改換沖擊錘,從套管內用沖擊錘沖鉆至樁底設計高程,成孔后向套管內填土,一邊填土一邊拔出套管(即第一階段所成的孔用土填滿)。第二階段:按鉆孔咬合樁正常施工方法施工。
4、事故樁的處理
  在鉆孔咬合樁施工過程中,因B樁超緩凝混凝土出現(xiàn)早凝現(xiàn)象或機械設備故障等原因,造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進行而形成事故樁。事故樁的處理主要有以下幾種情況。
(1)、平移樁位單側咬合
A樁成孔施工時,其一側B1樁的混凝土已經凝固,使套管鉆機不能按正常要求切割咬合B1、B2樁。處理方法為向B2樁方向平移A樁樁位,使套管鉆機單側切割B2樁,施工A樁(鑿除原樁位導墻,并嚴格控制樁位),并在B1樁和A樁外側另增加1根旋噴樁作為防水處理。
圖4 平移樁位單側咬合樁示意圖
說明：原設計B1、B2樁樁位保持不變。
(2)、背樁補強
A1樁成孔施工時，其兩側B1樁、B2樁的混凝土均已凝固，處理方法為放棄A1樁的施工，調整樁序繼續(xù)后面咬合樁的施工，以后在A1樁外側增加三根咬合樁及兩根旋噴樁作為補強、防水處理。在基坑開挖過程中將B1和B2樁之間的夾土清除噴上混凝土即可。如下圖所示：
圖5 咬合樁背樁補強示意圖
(3)、預留咬合企口
在A1樁成孔施工中發(fā)現(xiàn)B1樁混凝土已有早凝傾向但還未完全凝固時，此時為避免繼續(xù)按正常順序施工造成事故樁可及時在B1樁右側施工一砂樁以預留出咬合企口，待調整完成后再繼續(xù)后面樁的施工。如下圖所示：

         
圖6預留咬合企口示意圖
 四、咬合樁質量驗收標準
表2
鉆孔咬合樁允許偏差

序號
項      目
允許偏差(mm)
1
ΔC30水下混凝土
不低于設計規(guī)定
2
Δ混凝土
(超緩凝)
砼三天強度小于3Mpa
±10%
砼坍落度：14~18cm
±10%
砼抗壓強度(28天)
不低于設計規(guī)定
3
Δ孔徑
不小于設計規(guī)定
4
Δ孔深
+500~0
5
Δ樁位
主體結構軸線方向
±10
垂直縱軸方向
±10
6
Δ垂直度
3‰
7
鋼
筋
籠
鋼筋籠外徑比套管內徑小6~8cm
±10
主筋間距
±10
箍筋間距
±20
鋼筋籠直徑
±10
鋼筋籠整體長度
±100
鋼筋搭接長度
Ⅰ級
單面焊
10d
雙面焊
5d
Ⅱ級
單面焊
10d
雙面焊
5d

五、結尾：
咬合樁作為一種深基坑圍護結構形式，適用于淤泥、流沙等不良地基，其特點是施工進度快、成孔質量好、施工安全性高，無泥漿排放，利于環(huán)保且工程造價低。咬合樁的關鍵控制點在于成樁的垂直度、施工的連續(xù)性以及超緩砼的配制。

 
參考文獻
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