鉆孔咬合樁施工工藝原理與質(zhì)量控制探討

王曉明 張 明

1 河南省交通運(yùn)輸廳少新管理處高速公路濟(jì)洛運(yùn)管中心（454650） 2 河南工程學(xué)院土木工程學(xué)院（451191）

鉆孔咬合樁施工工藝原理與質(zhì)量控制探討

王曉明1張 明2

1 河南省交通運(yùn)輸廳少新管理處高速公路濟(jì)洛運(yùn)管中心（454650） 2 河南工程學(xué)院土木工程學(xué)院（451191）

介紹了鉆孔咬合樁主要施工工藝流程及各流程施工注意事項(xiàng)，提出了鉆孔咬合樁施工主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目的施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及具體指標(biāo)，對(duì)于鉆孔咬合樁用于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工具有重要指導(dǎo)意義。

鉆孔咬合樁；施工工藝；質(zhì)量控制；導(dǎo)墻施工

鉆孔咬合樁，是相鄰兩樁互相咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁的排列方式為一序樁A（素混凝土樁、水泥土樁、水泥攪拌樁、矩形或異性鋼筋籠的混凝土樁）和一序樁B（鋼筋混凝土樁）間隔布置，先施工樁A，后施工樁B，樁A采用超緩凝混凝土，樁B施工須在樁A混凝土初凝前完成。樁B施工時(shí)，利用液壓全套管鉆機(jī)的切割能力切割掉樁A相交部分的混凝土，互相咬合，施工順序如圖1所示，施工流程為:A1→B1→A2→B2→A3→B3→A4→B4…。其中樁B1需二次成孔，預(yù)留為砂樁。

圖1 咬合樁施工順序圖

1 鉆孔咬合樁施工工藝流程

鉆孔咬合樁施工工藝流程:

施工準(zhǔn)備、場(chǎng)地平整→樁位測(cè)量放線→施工咬合樁頂混凝土導(dǎo)管→套管機(jī)就位其中→吊裝安裝套管→控制垂直度→壓入套管、校核垂直→抓斗取土套管鉆進(jìn)→測(cè)理孔深；驗(yàn)孔簽認(rèn)→清除虛土、檢查孔底；制作鋼筋籠及安設(shè)測(cè)斜管；隱蔽簽認(rèn)→吊放鋼筋籠;導(dǎo)管拼裝檢查→放入混凝土澆筑導(dǎo)管;混凝土運(yùn)輸;制作混凝土試塊→澆筑混凝土、逐次拔→測(cè)量混凝土標(biāo)高→套管機(jī)移位。

鉆孔咬合樁施工工藝步驟如下:

1.1 平整場(chǎng)地，測(cè)設(shè)樁位

鉆孔咬合樁成孔前，應(yīng)清除地下障礙物，平整場(chǎng)地，確保無(wú)地下障礙物影響套筒鉆進(jìn)，保證導(dǎo)墻底面平整。鉆機(jī)工作面向外形成一定坡度，防止積水，使鉆孔作業(yè)有良好的環(huán)境。根據(jù)設(shè)計(jì)要求放出軸線及起始樁位線，考慮到抵消樁孔自身垂直度的偏差，以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開(kāi)挖時(shí)外側(cè)土壓力作用下向基坑內(nèi)位移和變形等因素，樁位可適當(dāng)外放，避免減小基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)凈空間。

1.2 樁頂混凝土導(dǎo)墻施工

咬合樁成孔前，為了提高孔口的定位精度并提高就位效率，樁頂上部應(yīng)施作混凝土導(dǎo)墻，使咬合樁準(zhǔn)確定位，確保鉆孔平穩(wěn)并承受部分施工荷載。導(dǎo)墻平面布置示意圖和剖面配筋圖如圖2所示。導(dǎo)墻施工應(yīng)注意如下事項(xiàng):

1）導(dǎo)墻宜用混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，并必須筑于堅(jiān)實(shí)的土面上，如遇軟弱地面需夯實(shí)或者換填處理使地基承載力滿足施工荷載要求后再澆筑。在咬合樁中心線左右側(cè)2.0 m范圍內(nèi)施作4.0 m寬鋼筋混凝土導(dǎo)墻。導(dǎo)墻厚度應(yīng)根據(jù)土層情況、地基承載力、上部施工荷載來(lái)確定，一般為0.5～1.0 m；導(dǎo)墻上定位孔直徑宜比樁徑大20 mm,圖3中咬合樁直徑為1.0 m。

2）導(dǎo)墻應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、施工誤差以及樁體變形情況定位，以保證主體結(jié)構(gòu)限界要求。

3）為了保證咬合樁全長(zhǎng)達(dá)到有效咬合，應(yīng)對(duì)導(dǎo)墻孔口的定位誤差進(jìn)行嚴(yán)格控制。導(dǎo)墻墻面不平整度應(yīng)小于5 mm。

4）為了保證導(dǎo)墻孔口的定位精度，導(dǎo)墻施工后需要用細(xì)砂將導(dǎo)孔填實(shí)，提供孔內(nèi)支撐，防止旋挖鉆機(jī)施工過(guò)程中引起導(dǎo)墻跑位，如圖4。

1.3 樁機(jī)就位

樁機(jī)就位前應(yīng)整平夯實(shí)原地面，如遇軟弱地面進(jìn)行換填處理，再進(jìn)行碾壓夯實(shí)或鋪厚30 cm的塊石再碾壓。在成孔、套管使用前，應(yīng)進(jìn)行套管順直度檢查和校正:首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度，然后檢查按樁長(zhǎng)配置的全長(zhǎng)套管的順直度，并對(duì)各節(jié)套管編號(hào)、做好標(biāo)記，按序拼裝。由技術(shù)人員在導(dǎo)墻上放出樁位中心線，拉好十字線，位置確認(rèn)后主機(jī)就位，啟動(dòng)主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)水平調(diào)整，確保整臺(tái)機(jī)器在水平位置進(jìn)行作業(yè)施工。

1.4 取土成孔

圖2 導(dǎo)墻平面布置示意圖

圖3 咬合樁導(dǎo)墻孔口細(xì)砂填實(shí)

取土成孔分為如下步驟:

1）套筒鉆進(jìn)。吊裝第一節(jié)工具節(jié)套管，插入鉆機(jī)內(nèi)安裝就位，用平面正交方向上的兩臺(tái)經(jīng)緯儀對(duì)套管進(jìn)行垂直度檢驗(yàn)，如有偏差，及時(shí)調(diào)整，此為精調(diào)。之后，即可啟動(dòng)液壓系統(tǒng)夾緊套管進(jìn)行工作，慢速低轉(zhuǎn)。在下壓過(guò)程中，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀沿兩正交方向同步跟蹤觀測(cè)樁管垂直度，如垂直度正常，可繼續(xù)沉管，直到套管沉到接管高度。開(kāi)鉆或穿越軟硬不均勻土層交界處時(shí)，應(yīng)緩慢鉆進(jìn)，并保持套筒垂直、機(jī)身水平。

2）取土。套筒壓到接管深度后停止鉆進(jìn)，即可開(kāi)始吊放抓斗在套管內(nèi)取土。套管內(nèi)取土要準(zhǔn)、穩(wěn)，避免取土抓斗撞擊套管，防止產(chǎn)生不必要的偏斜。

3）連接套管。套筒內(nèi)取土完畢后，取土抓斗移位，進(jìn)行機(jī)上下節(jié)套管的吊裝。套管安裝完成后，即應(yīng)進(jìn)行垂直度檢查并檢查套管螺絲是否扭緊，滿足要求后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。如此往復(fù)，依此類(lèi)推完成各節(jié)套管的安裝、鉆進(jìn)、取土，直至取土至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高。在鉆進(jìn)中，如施工方鋼筋籠樁A，可適當(dāng)快轉(zhuǎn)、快進(jìn)，如施工圓鋼筋籠樁B，則需輕壓、慢轉(zhuǎn)，控制進(jìn)尺速度，應(yīng)確保套筒有1.5 m以上的超深，防止樁A內(nèi)混凝土從樁B內(nèi)管涌。取土?xí)r嚴(yán)禁超挖、超過(guò)套筒深度。

1.5 清孔、測(cè)量

成孔完成后，對(duì)內(nèi)套筒邊緣附著土，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔，以保證鋼筋籠安放質(zhì)量，避免起拔套筒帶出鋼籠。清孔完成后，[1]用測(cè)繩測(cè)量孔深及垂直度，同時(shí)作好吊裝鋼筋籠的準(zhǔn)備工作。自檢無(wú)誤后報(bào)相關(guān)部門(mén)復(fù)檢并報(bào)驗(yàn)。

1.6 鋼筋籠制作、吊裝

1）鋼筋應(yīng)妥善保存，防止銹蝕。鋼筋加工使用切、彎筋機(jī)下料，主筋連接采用閃光對(duì)焊接長(zhǎng)，從已加工好的鋼筋籠上取樣檢驗(yàn)焊接質(zhì)量，箍筋與主筋連接采用點(diǎn)焊，焊縫滿足設(shè)計(jì)要求。

2）鋼筋籠制作。[2]鋼筋籠制作允許誤差應(yīng)滿足表1要求。主筋接口應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi)，保證35倍主筋直徑范圍內(nèi)的接頭數(shù)目不多于主筋根數(shù)的50%。相鄰主筋接頭錯(cuò)開(kāi)距離及主筋焊接形式應(yīng)符合規(guī)范要求。加強(qiáng)筋尺寸應(yīng)滿足鋼筋籠的直徑要求，將主筋位置用紅油漆準(zhǔn)確畫(huà)于加強(qiáng)筋上，每條主筋均焊接于加強(qiáng)筋標(biāo)出的主筋點(diǎn)位上,鋼筋籠矩形框形成后，箍筋按設(shè)計(jì)間距點(diǎn)焊于主筋上。為保證樁的保護(hù)層厚度及鋼筋籠位置，采用加焊Φ16鋼筋和塑料泡沫塊固定。

3）鋼筋籠吊放入孔。下籠前樁底放入混凝土環(huán)形塞餅，使樁底標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求，且籠底加焊抗浮鋼板。利用鉆機(jī)的鉆架和25 t吊車(chē)將整條鋼筋籠一次性吊起垂直放入孔中，鋼筋下至設(shè)計(jì)高程后，利用鋼筋籠周?chē)?6定位鋼筋與套管相貼，保證鋼筋籠軸線與樁孔中心線重合，確保主筋的凈保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)，保護(hù)層的允許偏差按±20 mm控制。[2]對(duì)于方形鋼筋籠，加工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)籠本身的剛度，四周加焊桁架筋?；\內(nèi)間隔加焊豎向鋼板，增加接管時(shí)的抗扭轉(zhuǎn)能力，確保其不發(fā)生扭動(dòng)而影響二序樁的施工。

表1 鋼筋籠允許誤差表

1.7 安裝混凝土導(dǎo)管

2.消極式面對(duì)。協(xié)解以來(lái)，部分協(xié)解人員自始至終積極應(yīng)對(duì)，學(xué)知識(shí)，找出路，勤奮斗，并且通過(guò)自己的踏實(shí)和拼搏展現(xiàn)了價(jià)值，提升了素質(zhì)，創(chuàng)造了財(cái)富，贏得了尊重。然而大多數(shù)協(xié)解人員一直在怨、鬧、等、靠等消極心理下生活，內(nèi)心深處始終認(rèn)為協(xié)解是“上當(dāng)受騙”，協(xié)解政策不合理，感覺(jué)油田“欠”他們的，應(yīng)該補(bǔ)償和遷就。十年間，油田各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和部門(mén)積極努力做了大量的再就業(yè)服務(wù)和幫扶工作，提高福利待遇，提供再就業(yè)崗位，增加再就業(yè)收入，解決協(xié)解人員生活中各類(lèi)實(shí)際困難。但是，大部分協(xié)解人員并不認(rèn)可，更不感激，他們依然沒(méi)有脫離委屈、怨恨、消極對(duì)立的心理狀態(tài)。

混凝土導(dǎo)管采用螺紋聯(lián)接鋼導(dǎo)管，鋼筋籠內(nèi)徑應(yīng)大于導(dǎo)管連接處外徑100 mm以上,確保拔管時(shí)鋼筋籠不上浮。各節(jié)導(dǎo)管應(yīng)扭緊，防止漏氣、漏水、堵管，混凝土導(dǎo)管底部離孔底約50 cm。首次使用前應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)管的試拼裝及測(cè)漏。用完后，需對(duì)導(dǎo)管及時(shí)進(jìn)行逐節(jié)清洗、絲扣上油。

1.8 套管內(nèi)灌注樁混凝土

1）混凝土導(dǎo)管安置完畢后，應(yīng)進(jìn)行試撥套管檢查，目的在于檢查套管起拔是否暢順，起拔過(guò)程中鋼筋籠是否跟管上浮,起拔量一般控制在10～20 cm。

2）由于成孔全套管到底，隔斷了地下水，有可能形成干孔，為保證混凝土密實(shí)度，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)下灌清水，形成水下灌筑混凝土。[3]

3）灌注前的準(zhǔn)備。包括上料斗及貯料斗用水濕潤(rùn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度試驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性變差、坍落度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可在現(xiàn)場(chǎng)采用外加劑后摻法進(jìn)行調(diào)整。后摻法的操作嚴(yán)格按有關(guān)超緩凝混凝土級(jí)配要求進(jìn)行。

4）檢查完畢一切正常后進(jìn)行首次上料。貯料斗內(nèi)的堵頭采用圓形鋼板，用細(xì)鋼絲繩懸吊。下料后，檢查鋼筋籠是否跟管上浮，如發(fā)現(xiàn)跟管，應(yīng)立即進(jìn)行反壓處理。如一切正常，可繼續(xù)上料。當(dāng)混凝土澆搗至一定高度后，即可分階段拆除各節(jié)套筒和混凝土導(dǎo)管。起拔套筒應(yīng)注意始終保持套筒底高于混凝土面3 m以上。在拆除咬合樁套管過(guò)程中，可以同步拆除混凝土導(dǎo)管。拆除過(guò)程中，必須控制混凝土導(dǎo)管埋設(shè)在混凝土內(nèi)的深度，以3～10 m為宜，最小不少于2 m，[4]一次拆管一般不超過(guò)6 m。導(dǎo)管埋入混凝土中不宜過(guò)深，以防止混凝土澆搗困難堵塞導(dǎo)管。

1.9 回填樁孔、鉆機(jī)移位

拔完混凝土導(dǎo)管、樁孔澆完混凝土后，需向孔內(nèi)灌黃砂至導(dǎo)墻面，并澆水濕潤(rùn)、分層回填、振動(dòng)密實(shí)。這樣防止因?yàn)樘淄舶纬龊螅瑢?dǎo)墻下、孔口附近的土塌落到樁孔內(nèi)，從而導(dǎo)致導(dǎo)墻塌陷、樁機(jī)傾斜、樁身不垂直。[5]完成該樁后，樁機(jī)退出樁位，按預(yù)定順序進(jìn)入下一根樁樁位。

2 質(zhì)量控制驗(yàn)收

2.1 主控項(xiàng)目

1）咬合樁所用原材料、鋼筋焊接必須符合設(shè)計(jì)文件和規(guī)范規(guī)定。檢查數(shù)量應(yīng)分批次檢驗(yàn)，檢查原材料生產(chǎn)許可證、質(zhì)量保證書(shū)及復(fù)驗(yàn)報(bào)告、鋼筋焊接試驗(yàn)報(bào)告。

2）成孔用鋼套管內(nèi)徑應(yīng)不小于設(shè)計(jì)樁徑。

3）超緩凝混凝土和普通混凝土的坍落度應(yīng)滿足施工工藝的要求。

4）需進(jìn)行樁基超聲波檢驗(yàn)和抽芯法檢驗(yàn)的工程，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。超聲波檢測(cè)采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)儀，檢驗(yàn)不少于總樁數(shù)10%，且不少于3根;抽芯法檢驗(yàn)采用鉆芯機(jī),檢驗(yàn)不少于總樁數(shù)2%，且不少于3根。

5）咬合樁主控項(xiàng)目允許偏差應(yīng)符合表2規(guī)定。

2.2 一般項(xiàng)目

咬合樁一般項(xiàng)目允許偏差應(yīng)符合表3的規(guī)定。

3 結(jié)語(yǔ)

鉆孔咬合樁是由相鄰樁互相咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，介紹了咬合樁的施工工藝流程及施工注意事項(xiàng)，針對(duì)成孔、成樁、鋼筋籠制作等施工工序，提出了主控項(xiàng)目及一般項(xiàng)目的質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)方法、檢測(cè)頻率及施工允許誤差，對(duì)于鉆孔咬合樁用作基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工具有重要實(shí)踐指導(dǎo)意義。

表2 咬合樁主控項(xiàng)目允許偏差

表3 咬合樁一般項(xiàng)目允許偏差

[1]章偉,陳超.鉆孔咬合樁施工技術(shù)[J].浙江建筑,2006,23(3) :39～42.

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[3]石偉國(guó),邵正俊.鄰近地鐵的深基坑咬合樁結(jié)合內(nèi)支撐支護(hù)體系施工及監(jiān)測(cè)[J].建筑技術(shù),2013,44(5):430～434.

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