全套管灌注咬合樁在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

李元洪

【摘要】本文介紹了鉆孔咬合樁的特點以及在實際工程中的應(yīng)用,并對施工中可能出現(xiàn)的難題及解決方法進(jìn)行了分析,以推廣鉆孔咬合樁施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】鉆孔咬合樁;基坑工程;工藝原理

【中圖分類號】TU4【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

一、鉆孔咬合樁概述

鉆孔咬合樁是指在平面上沿一條軸線設(shè)置單排鉆孔樁,樁身密排且相鄰樁樁身相割形成的具有防滲作用的連續(xù)擋土支護(hù)結(jié)構(gòu),目前咬合樁根據(jù)其特點分為三種:⑴采用鋼筋混凝土樁相咬合;⑵采用素混凝土樁與鋼筋混凝土樁相間布置;⑶水泥土攪拌樁與鋼筋混凝土樁相咬合。根據(jù)施工工藝的不同,目前常用的咬合樁主要有鉆孔咬合樁和人工挖孔咬合樁,鉆孔咬合樁施工機械為搖管鉆機,施工方法稱為“貝諾特”(Benoto)工法。咬合樁與常用的樁+樁間止水結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式相比,施工一次完成,工藝單一,便于施工組織和管理,基坑土方開挖時圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)性大為增強,抗?jié)B效果好,咬合樁直徑范圍可控制在0.8 m—2.0 m,適合對周邊建筑物保護(hù)等級較高、對基坑變形控制要求較嚴(yán)的城市深基坑工程。

二、鉆孔咬合樁的工程應(yīng)用

1、工程概況

擬建江干新渠位于錢江路K4+190.849～K4+210.349位置,為下穿錢江路隧道的全埋式倒虹管,采用3根DN2200鋼管,鋼筋砼方包,基坑開挖深度12.2m,兩端閘門井開挖深度13.2m,設(shè)計采用明挖順作法施工?；硬捎靡慌陪@孔灌注樁結(jié)合現(xiàn)澆鋼筋砼支撐體系,圍護(hù)樁采用Φ1000@1500鉆孔灌注樁,兩根鉆孔灌注樁之間用相同直徑的素砼咬合樁作為止水帷幕,鋼筋砼樁與素砼樁互相咬合250mm,鋼筋砼樁砼強度等級為C25,鋼筋采用焊接,素砼樁砼強度等級為C15。樁位水平偏差<50mm,豎向偏差<0.5%,充盈系數(shù)>1.1,沉碴厚度<200mm。

2、工藝原理

施工主要采用“套管鉆機+超緩凝型砼”方案。鉆孔咬合樁的排列方式為一個素砼樁(A樁)和一個鋼筋砼樁(B樁)間隔,如圖一。施工A樁,后施工B樁,A樁砼采用超緩凝型砼,要求必須在A樁砼初凝之前完成B樁的施工,B樁施工時,利用套管鉆機的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的砼,則實現(xiàn)了咬合。

3、施工工藝

(1)導(dǎo)墻的施工

根據(jù)該工程的特點,由于地面標(biāo)高為+7.75m,而樁頂標(biāo)高只為+5.95m,根據(jù)施工經(jīng)驗,建議不開挖,導(dǎo)墻頂面高程及原地面相平。為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率,在樁頂上部施作砼或鋼筋砼導(dǎo)墻,這是鉆孔咬合樁施工的第一步。

(2)單樁的施工工藝流程

①鉆機就位

等導(dǎo)墻有足夠的強度后,拆除模板,重新定位放樣排樁中心位置,將點位反到導(dǎo)墻頂面上,作為鉆機定位控制點。移動套管鉆機至正確位置,使套管鉆機抱管器中心對應(yīng)定位在導(dǎo)墻孔位中心。

②取土成孔

在樁機就位后,吊裝第一節(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2.5—1.5m,然后用抓斗從套管內(nèi)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<2.5m。第一節(jié)套管全部壓入土中后(地面以上要留1.2—1.5m,以便于接管),檢測垂直度,如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整,如合格則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)下壓取土,如此繼續(xù),直至達(dá)到設(shè)計孔底標(biāo)高。

③吊放鋼筋籠

鋼筋籠按圖加工制作。如為鋼筋混凝土樁,成孔檢查合格后進(jìn)行安放鋼筋籠工作。應(yīng)采取有效措施保證鋼筋籠標(biāo)高的正確。

④灌注混凝土

如孔內(nèi)有水時需采用水下砼灌注法施工,如孔內(nèi)無水時則采用干孔灌注法施工,此時應(yīng)加強振搗。

⑤拔管成樁

一邊澆注混凝土一邊拔管,應(yīng)注意始終保持套管底低于砼面<2.5m,樁頂標(biāo)高誤差±20cm,鋼筋籠標(biāo)高誤差±20cm。

⑥總的施工原則是先施工A樁,后施工B樁,其施工工藝流程是:A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……,如圖二所示:

三、鉆孔咬合樁的關(guān)鍵技術(shù)

1、孔口定位誤差的控制

為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠厚度的咬合量,應(yīng)對其孔口的定位誤差進(jìn)行嚴(yán)格的控制。為了有效的提高孔口的定位精度,應(yīng)在鉆孔咬合樁樁頂以上設(shè)置砼或鋼筋砼導(dǎo)墻,導(dǎo)墻上定位孔的直徑宜比樁徑大30mm。鉆機就位后,將第一節(jié)套管插入定位孔并檢查調(diào)整,使套管周圍與定位孔之間的空隙保持均勻。

2、樁的垂直度的控制

為了保證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(yán)格控制外,還應(yīng)對其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格的控制,根據(jù)我國《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》規(guī)定,樁的垂直度標(biāo)準(zhǔn)為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:

⑴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(jìn)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進(jìn)行整根套管(15～25m)的順直度檢查,偏差宜小于10mm。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,然后用線錘和直尺進(jìn)行檢測。

⑵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(jīng)緯儀或線錘監(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(yīng)自始自終堅持,不能中斷。

②孔內(nèi)檢查:每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前,都要停下來用測斜儀或“測環(huán)”進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查,不合格時需進(jìn)行糾偏,直至合格才能進(jìn)行下一節(jié)套管施工。

③終孔檢測:在每根樁成孔完畢,必須進(jìn)行垂直度檢測,選兩個相互垂直的方向進(jìn)行測量。垂直度必須小于3‰,如不合格必須糾偏,使垂直度達(dá)到要求為止。

⑶糾偏

成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大,必須及時進(jìn)行糾偏調(diào)整,糾偏的常用方法有以下三種:

①利用鉆機油缸進(jìn)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(diào)節(jié)套管的垂直度,即可達(dá)到糾偏的目的。

②A樁糾偏:如果A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(dá)不到要求,可向套管內(nèi)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(diào)直套管,檢查其垂直度合格后再重新下壓。

③B樁的糾偏:B樁的糾偏方法與A樁基本相同,其不同之處是不能向套管內(nèi)填砂或粘土而應(yīng)填入與A樁相同強度的砼,否則有可能在樁間留下土夾層,從而影響排樁的防水效果。

四、結(jié)語

作為國內(nèi)地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種新型式、新工法,鉆孔咬合樁的可靠性、適用性已通過國內(nèi)數(shù)項成功施工實例得到認(rèn)可。它適用范圍廣,尤其適用于軟土地層,具有防滲效果好、經(jīng)濟適用等優(yōu)點,由于采用套管鉆機成孔,在套管內(nèi)用沖抓取土,無泥漿污染,對城市文明施工的價值顯著,值得推廣。

參考文獻(xiàn):

【1】嵇曉雷,淺談鉆孔咬合樁在基坑支護(hù)中的應(yīng)用,《山西建筑》,2007年2月

【2】裴建,鉆孔咬合樁在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,《隧道建設(shè)》,2005年6月

【3】徐佩林;陳中華,鉆孔灌注咬合樁基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工技術(shù),《探礦工程》,2007年5月

【4】聶宗泉;朱川鄂;孟少平;胡世山,深基坑鉆孔咬合樁特點及關(guān)鍵施工技術(shù),《建筑技術(shù)》,2007年12月