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淺談鉆孔咬合樁的施工及質(zhì)量控制

摘要：鉆孔咬合樁作為一種新型的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。本文結(jié)合工程實(shí)踐，分析了鉆孔咬合樁的工藝原理，分析了施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要點(diǎn)，并提出了特殊情況下的應(yīng)急處理。實(shí)踐證明，只要事先對(duì)施工原理、要點(diǎn)及可能發(fā)生的特殊情況進(jìn)行全面考慮和預(yù)防，鉆孔咬合樁在沿海地區(qū)地質(zhì)條件下應(yīng)用還是可以取得比較理想的效果。

關(guān)鍵詞：咬合樁；原理；質(zhì)量控制；應(yīng)急處理

鉆孔咬合樁是當(dāng)前建筑施工領(lǐng)域中一種新型的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用全套管施工，樁與樁之間排列緊密且相鄰排樁間部分樁周相嵌，相互咬合。與以往人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻相比，鉆孔咬合樁具有造價(jià)低、施工相對(duì)容易、防滲性能高、環(huán)境污染小且安全風(fēng)險(xiǎn)低等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，適用性非常強(qiáng)。

1 工程概況

擬建工程征地面積為16620.5㎡，總建筑面積為56208.3㎡，其地上建筑面積44168.8㎡，地下建筑面積12039.5㎡，主要由26F和35F兩棟高層(1#、2#樓)住宅樓及其配套商業(yè)樓、物業(yè)管理用房、高壓配電房及門(mén)衛(wèi)等組成，該項(xiàng)目東側(cè)為湖前河(距離13m)，有駁岸，南側(cè)為道路(距離10m)，有煤氣、自來(lái)水、通信管線，西側(cè)為怡景小區(qū)住宅樓(距離9m)，有雨水、污水管線，北側(cè)為鐵路(距離15m)。有路基和鐵軌，住宅樓、堆放的材料都對(duì)基坑產(chǎn)生額外的荷載，且基坑邊北側(cè)鐵路是重大的潛在不安全因素其中1#和2#住宅樓下部設(shè)二層滿(mǎn)堂地下室，地下室高度約為9.10～9.30m，建筑物最大高度約為98.30m，地下開(kāi)外深度最大達(dá)10.2m。
根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果顯示，場(chǎng)地巖土層巖性及分布情況自上而下地層依次為：①雜填土、②粉質(zhì)粘土、③層淤泥質(zhì)土、④層粉質(zhì)粘土、⑤層卵石、⑥層礫砂、⑦層全風(fēng)化花崗巖、⑧層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、⑨層中風(fēng)化花崗巖。地下室底板在⑤層卵石層。③層淤泥質(zhì)土含水量較高、土質(zhì)松軟，因此為了盡量減小土體變形、避免開(kāi)挖面失穩(wěn)，本工程中采用鉆孔咬合樁+水平內(nèi)支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鉆孔咬合樁樁徑1.0m，間距0.8m，咬合部分最大厚度為0.2m，灌注樁砼采用水下C30（止水樁為C15），坍落度為18～22cm。

2 鉆孔咬合樁施工工藝原理

鉆孔咬合樁施工一般采用全套管鉆機(jī)，同時(shí)配備一臺(tái)50t起重機(jī)進(jìn)行。其施工工藝原理是在相鄰的混凝土樁身互相切割相嵌而形成的具有防滲連續(xù)擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)。1為了方便混凝土的切割，咬合樁的排列方式一般采用一條超緩混凝土（A樁)和一條鋼筋混凝土樁（B樁)間隔布置，成孔順序?yàn)橄華樁后B樁。A樁采用超緩凝混凝土。B樁的施工必須在A樁混凝土初凝之前完成，施工時(shí)利用套管鉆機(jī)切割掉與A樁重疊的混凝土，從而實(shí)現(xiàn)樁與樁之間的咬合。

3 鉆孔咬合樁施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

鉆孔咬合樁施工工藝流程為：場(chǎng)地平整→測(cè)放樁位→樁頂導(dǎo)墻施工→吊裝安放套管→套管鉆機(jī)就位對(duì)中→抓斗取土，套管鉆進(jìn)→孔深和垂直度測(cè)量→清孔→B樁吊放鋼筋籠→安裝混凝土導(dǎo)管→混凝土澆筑→回樁填孔→樁機(jī)移位。在施工中不僅應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行每一道工序，做好施工資料的收集和對(duì)比，也應(yīng)明確施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)所在，并在施工中進(jìn)行良好的質(zhì)量控制以保證工程質(zhì)量。
3.1導(dǎo)墻施工的質(zhì)量控制
導(dǎo)墻施工是鉆孔咬合樁施工的第一步，主要目的在于保證咬合樁定位的精準(zhǔn)性、確保鉆孔平穩(wěn)。施工前應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)和鉆機(jī)尺寸的要求，在樁頂設(shè)計(jì)混凝土導(dǎo)墻，導(dǎo)墻上定位孔直徑比樁大20mm，孔口定位誤差允許值：q=±10mm。2施工中的注意事項(xiàng)有：平整場(chǎng)地； 場(chǎng)地平整萬(wàn)之后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)放樁位；樁位放樣線符合要求后人工進(jìn)行導(dǎo)槽開(kāi)挖，之后將中心線引入溝槽下，確保導(dǎo)墻中心線無(wú)誤，并控制模板施工。導(dǎo)槽施工結(jié)束后依次進(jìn)行鋼筋綁扎、模板施工、混凝土澆筑施工�；炷�土澆筑完12h內(nèi)覆蓋并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，拆模時(shí)立即架設(shè)2道支撐，避免導(dǎo)墻失穩(wěn)。為避免導(dǎo)墻受壓變形，禁止在導(dǎo)墻上放置重物。
3.2 單樁施工的質(zhì)量控制
導(dǎo)墻施工完畢之后，導(dǎo)墻中心誤差定位不超過(guò)20mm，強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)要求之后，定位排樁中心，將套管鉆機(jī)抱管器中心對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)墻孔位中心。對(duì)位之后安裝第一節(jié)套管（長(zhǎng)度6～8m），用抓斗加壓下切從套管內(nèi)取土，邊取土邊下壓套管，施工中要準(zhǔn)確計(jì)算套管入土深度，確保入土深度至少比設(shè)計(jì)孔深大20cm。第一節(jié)套管全部壓入土中之后，及時(shí)清除孔底殘?jiān)�。為了保證樁底有足夠的咬合量，還須檢測(cè)成孔垂直度，主要有地面監(jiān)測(cè)和測(cè)環(huán)檢查這2種方式。地面監(jiān)測(cè)是對(duì)位于地面以上的套管外壁進(jìn)行垂直度檢查，可以在地面選擇兩個(gè)相互垂直的方向，用線錘或測(cè)斜儀進(jìn)行校核，并使用互相垂直的兩臺(tái)經(jīng)緯儀復(fù)核，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正。每節(jié)套管壓完之后，要注意暫停施工，用測(cè)環(huán)對(duì)孔內(nèi)垂直度進(jìn)行檢查，檢測(cè)合格后將則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)施工。樁與樁之間的咬合厚度依據(jù)樁的長(zhǎng)短來(lái)選取，樁越長(zhǎng)，咬合厚度應(yīng)越大。
3.3超緩混凝土的質(zhì)量控制
超緩凝混凝土的質(zhì)量控制是鉆孔咬合樁施工中尤為重要的部分，它不僅對(duì)緩凝時(shí)間有要求，對(duì)混凝土的后期強(qiáng)度、坍落度等也有嚴(yán)格的要求。
3.3.1 緩凝時(shí)間要求
第一序樁混凝土緩凝時(shí)間應(yīng)該根據(jù)施工工序所要求的時(shí)間來(lái)確定，同時(shí)與施氣候、地質(zhì)條件、樁長(zhǎng)、樁徑等有直接的關(guān)系。計(jì)算時(shí)可以參考以下公式：
T=3t+k
式中，T為第一序樁混凝土緩凝時(shí)間，t為單樁成樁所需時(shí)間，k為預(yù)留時(shí)間（24h）。從工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，為保證A樁的緩凝效果，保證兩樁的澆筑質(zhì)量，素混凝土初凝時(shí)間應(yīng)≥60h，終凝時(shí)間≥72h，3d強(qiáng)度≤3MPa，28d強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本工程由于工程需要，單樁成樁時(shí)間t為13h，由上述公式可以計(jì)算出，超緩混凝土緩凝時(shí)間需要達(dá)到63h以上。
3.3.2超緩混凝土配置和澆筑要點(diǎn)
工程中采用的超緩混凝土應(yīng)協(xié)同廠家、施工方、監(jiān)理方三方參與進(jìn)行試配。同時(shí)對(duì)混凝土的粘聚性、坍落度、抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行計(jì)算，確保到場(chǎng)的集料、水泥、緩凝減水劑等材料符合要求，堅(jiān)決拒絕使用不符合要求的超緩凝混凝土。配置時(shí)，首先應(yīng)擇確定所需材料如緩凝減水劑、摻和料的用量，其次是選擇水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、粗細(xì)骨料的級(jí)配與砂率、水灰比等。最后，充分?jǐn)嚢杌炷�土，避免由于混凝土砂率過(guò)高或過(guò)低導(dǎo)致混凝土和易性發(fā)生改變。澆筑時(shí)應(yīng)邊澆筑邊拔管，保證套管底低于混凝土面2.5m以上，直至達(dá)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
3.4 鋼筋籠的加工及吊裝環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制
鋼筋籠制作嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行，重點(diǎn)檢查長(zhǎng)度、規(guī)格、間距、焊縫、直徑等指標(biāo)�；\體要求完整牢固，并設(shè)置加強(qiáng)箍預(yù)防在運(yùn)輸中和吊放中產(chǎn)生變形。底部應(yīng)做30°角的收口，以便順利入孔。3同時(shí)底部設(shè)置鋼筋圓片，避免鋼筋籠上浮。吊裝前檢查鋼筋籠質(zhì)量，觀察是否有內(nèi)外側(cè)之分，不得放反方向。確認(rèn)完后采用50t起重機(jī)進(jìn)行吊裝，逐點(diǎn)下放。下放中，應(yīng)吊直扶穩(wěn)鋼筋籠，對(duì)準(zhǔn)孔位緩慢下沉，避免搖晃。

4 施工中特殊情況的應(yīng)急處理

由于特殊的地質(zhì)條件和水文環(huán)境，沿海地區(qū)地下水分布位置和水量有所差異。為確保施工順利進(jìn)行，應(yīng)密切監(jiān)測(cè)基坑數(shù)據(jù)，遇到一些特殊情況及時(shí)進(jìn)行科學(xué)判斷和處理，常見(jiàn)的情況主要有：
4.1 垂直度偏差過(guò)大
樁的垂直度應(yīng)控制在＜0.3%。4在施工過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過(guò)大，需要進(jìn)行糾偏。如果套管下壓入土5m以下發(fā)現(xiàn)偏移，可利用鉆機(jī)直接糾偏，也可向套筒內(nèi)填砂或混凝土，邊填邊把向上拔升套管直至上一次合格的位置重新調(diào)直套管。   
4.2管涌
管涌的產(chǎn)生主要有兩種情況。其一： B樁的施工是A樁混凝土初凝前進(jìn)行，由于這時(shí)候A樁混凝土尚未凝固，施工中混凝土有可能通過(guò)兩樁相交的區(qū)域用于B樁內(nèi)，產(chǎn)生管涌現(xiàn)象。成空中應(yīng)注意觀察相鄰兩樁的頂面，如發(fā)現(xiàn)A樁下沉應(yīng)立即下壓套管停止施工，同時(shí)向B樁填土或注水，以阻止混凝土流動(dòng)。其二：施工地面以下含有砂層，含水量高，套管剛壓入砂層時(shí)容易產(chǎn)生管涌。施工中應(yīng)隨時(shí)觀察孔內(nèi)情況，盡量把套管壓入砂層2～4m。管涌發(fā)生時(shí)，需向孔內(nèi)注水。
4.3 事故樁
在施工時(shí)常常出現(xiàn)“抱管”現(xiàn)象，這是由于成樁之后提拔套管阻力過(guò)大，鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)回拔，但套管與外側(cè)土的摩擦力大于設(shè)備的起拔力，導(dǎo)致鋼筋籠扭轉(zhuǎn)。因此，應(yīng)增加設(shè)備的起拔力，小角度晃動(dòng)起拔，避免全周旋轉(zhuǎn)套管。 施工時(shí)如果樁體出現(xiàn)缺損，則需要在開(kāi)挖前進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，一般是在事故樁坑外位置增加背樁補(bǔ)強(qiáng)，不同的樁位和補(bǔ)強(qiáng)方法應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行。

5 小結(jié)

作為一種新型的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鉆孔咬合樁已經(jīng)在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。該工法不僅可以保護(hù)建筑安全和周邊環(huán)境，也能實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。鉆孔咬合樁造價(jià)經(jīng)濟(jì)，成樁垂直精度高，施工中由于采用全套管護(hù)壁，樁與樁之間在緩凝前咬合結(jié)成一體，終凝之后抗?jié)B能力強(qiáng)，可以有效預(yù)防管涌現(xiàn)象的產(chǎn)生，也很好地實(shí)現(xiàn)了支護(hù)、承重、止水的效果，適用于沿海地區(qū)地質(zhì)條件下的地下工程施工。本工程的實(shí)踐也證明，盡管在施工過(guò)程中鉆孔咬合樁可能出現(xiàn)一些常見(jiàn)的特殊情況，但只要在設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮到施工時(shí)的可能發(fā)生的特殊情況，加強(qiáng)對(duì)施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，應(yīng)用鉆孔咬合樁進(jìn)行施工還是可以取得理想的效果。

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