對(duì)鉆孔咬合樁的施工探討

劉雷濤

摘要：鉆孔咬合樁施工技術(shù)對(duì)深基坑圍護(hù)工程是一種比較有效的技術(shù)，可降低工程造價(jià)，提高施工速度，切實(shí)保證支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，得到了施工企業(yè)的認(rèn)可。

關(guān)鍵詞：鉆孔咬合樁；施工技術(shù)；要點(diǎn)

1 工程概述

工程場(chǎng)地所處地貌單元為濱海漫灘地貌，場(chǎng)地內(nèi)地層自上而下分別為：人工填土層、第四系海陸交互相沉積層、第四系沖洪積層以及第四系殘積層，下伏基巖為燕山期粗?；◢弾r。場(chǎng)地地下水類型主要為孔隙潛水和基巖裂隙水。該工程北側(cè)為購(gòu)物商場(chǎng)（距離約6m），東側(cè)和南側(cè)為住宅小區(qū)（距離約10m和6m），西側(cè)鄰近大馬路，擬建場(chǎng)地占地約3000m2，建筑物地面高度約150米，地下擬建4層，地上49層。本工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合樁，樁徑 120cm，樁中心距100 cm，樁長(zhǎng)18～33m，咬合厚度20 cm。

為達(dá)到有效咬合，該工程鉆孔咬合樁在設(shè)計(jì)施工上分A 型樁和B 型樁。A 型樁為無筋籠的素樁，B 型樁為有鋼筋籠的砼樁，施工時(shí)先施工C20素砼樁（A型樁），再施工C30鋼筋砼樁（B型樁），A 型樁與B型樁相互交錯(cuò)搭接，如圖1所示。

A型樁采用超緩凝型砼，要求必須在A型樁砼初凝之前完成B型樁的施工；B型樁施工時(shí)，利用套管鉆機(jī)的切割能力切割掉相鄰A 型樁的部分砼，以實(shí)現(xiàn)咬合。

該工程鉆孔咬合樁采用MZ—120和MZ—100液壓搖頭式套管樁機(jī)進(jìn)行施工，單樁施工工藝流程如圖2所示。

2 施工方法要點(diǎn)

2.1 導(dǎo)墻施工

該工程支護(hù)樁是在現(xiàn)有場(chǎng)地上施工，為確保文明施工及安全，對(duì)施工范圍進(jìn)行圍擋隔離，平整場(chǎng)地，做好施工準(zhǔn)備工作，并按圖紙放出樁的中心位置，根據(jù)中心線放出導(dǎo)墻范圍線。

為保證鉆孔咬合樁孔口的精確度，并提高就位效率，依據(jù)設(shè)計(jì)要求及所采用套管機(jī)的特點(diǎn)，在鉆孔咬合樁頂部設(shè)置砼導(dǎo)墻，導(dǎo)墻厚度60cm、寬度800cm，墻頂高于地面20cm，墻內(nèi)配 14@200mm雙向鋼筋，砼等級(jí)C30。

1.測(cè)量放線：根據(jù)放出的樁位中心線，放出基坑邊線，即為導(dǎo)墻的內(nèi)側(cè)線，再按鉆孔咬合樁的直徑與鋼套管的外徑外放20 mm作為導(dǎo)墻的外側(cè)線。

2.溝槽開挖：在放出導(dǎo)墻邊線并經(jīng)驗(yàn)收后，開挖溝槽，破除路面結(jié)構(gòu)，用挖機(jī)挖除表面土層至導(dǎo)墻底標(biāo)高5cm以上，下部及兩側(cè)用人工修平，開挖后把導(dǎo)墻中心線引人溝槽內(nèi)，以控制導(dǎo)墻模板施工。

3.鋼筋綁扎：先制作鋼筋，開挖溝槽后綁扎導(dǎo)墻鋼筋，采用二級(jí) 14@200mm單層雙向鋼筋，為防止導(dǎo)墻尺寸偏移，沿導(dǎo)墻長(zhǎng)度方向每隔lm設(shè)一根鋼筋拉通兩側(cè)導(dǎo)墻，以限制導(dǎo)墻位移，防止導(dǎo)墻內(nèi)徑減少影響套管成孔。

4.模板施工：采用自制整體式模板，預(yù)留孔直徑比套管直徑大20mm，定位牢固，嚴(yán)防跑模，并保證軸線和孔徑準(zhǔn)確，砼施工前檢查模板垂直度、中心及孔徑，如圖3所示。

5. 砼澆筑：采用人工與砼輸送車配合，兩邊對(duì)稱澆搗，確保受力對(duì)稱均布，防止不均勻受力而跑模，如發(fā)現(xiàn)跑模立即停止?jié)矒v，重新加固模板并糾正后，方可繼續(xù)。

6. 砼養(yǎng)護(hù)：澆搗后做好養(yǎng)護(hù)工作，導(dǎo)墻砼強(qiáng)度達(dá)到70%后，方可進(jìn)行咬合樁施工。

2.2 成孔施工

1.套管檢查：在成孔套管使用前，進(jìn)行套管順直度的檢查和校正，并對(duì)各節(jié)套管編號(hào)，做好標(biāo)記，按序拼裝。

2.樁機(jī)就位：將鉆機(jī)中心或定位器中心與樁位中心對(duì)齊，調(diào)整水平度，保證導(dǎo)桿及套管垂直度，并通過導(dǎo)墻精確定位，反復(fù)調(diào)整使鉆機(jī)中心與樁位中心對(duì)準(zhǔn)。

3.安裝鋼套管：樁機(jī)就位后即可安裝套管，并用兩臺(tái)經(jīng)緯儀雙向復(fù)測(cè)垂直度，滿足要求后可開始成孔。

4.咬合樁成孔：壓人第1節(jié)套管，用旋挖鉆機(jī)從套管內(nèi)取土，邊取土邊下壓套管，始終保持套管底口超前開挖面2.5m以上。第1節(jié)套管壓人土中后，地面上留1.2 一1.5m，便于接管；檢測(cè)垂直度，若不合格則進(jìn)行糾偏，若合格則安裝第2節(jié)套管并繼續(xù)下壓取上如此重復(fù)，直至設(shè)計(jì)孔底。

5.成孔監(jiān)測(cè)：在成孔過程中，采用2臺(tái)經(jīng)緯儀或2個(gè)錘球雙向控制，監(jiān)測(cè)鋼套管垂直度偏差小于3%。特別是第1節(jié)套管。

6.鋼筋籠安裝及監(jiān)測(cè)（B型樁）：在吊裝前對(duì)鋼筋籠進(jìn)行檢查，內(nèi)容包括長(zhǎng)度、直徑、焊接等，檢查合格后開始吊裝，采用履帶吊雙勾4點(diǎn)緩慢起吊，嚴(yán)防鋼筋籠變形，在下籠過程中逐步倒點(diǎn)下放。該工程樁鋼筋籠分兩節(jié)吊裝，中間采用搭接焊。采用滾輪式高強(qiáng)度水泥砂漿保護(hù)塊，防止起拔套管時(shí)將鋼筋籠帶上，同時(shí)在鋼筋籠頂部綁上測(cè)繩實(shí)時(shí)監(jiān)控鋼筋籠的情況。

7.安裝砼導(dǎo)管：采用中25mm 螺紋鋼連接鋼導(dǎo)管，各節(jié)導(dǎo)管應(yīng)扣緊，防止漏氣堵管，導(dǎo)管底部離孔底30～50cm。

8.灌注準(zhǔn)備：砼導(dǎo)管安置后，采用拔管機(jī)進(jìn)行拔管檢查，起拔量一般控制在10～20cm，檢查套管起拔是否暢順，起拔過程中鋼筋籠是否跟管或轉(zhuǎn)動(dòng)。灌注前的準(zhǔn)備包括：上料及貯料斗用水濕潤(rùn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)砼坍落度試驗(yàn)并制作砼試塊，若發(fā)現(xiàn)砼和易性變差，坍落度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁直接將水注人砼罐車，該車砼應(yīng)予退回。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。

9.灌注砼：首次上料不得少于初灌量，首次灌注完成時(shí)，砼導(dǎo)管處在埋深2m 以上的位置，首斗料下落完成后試拔外套管（起拔量不超過10cm），檢查鋼筋籠是否跟管上浮，若發(fā)現(xiàn)跟管立即進(jìn)行反壓處理，若一切正常，才繼續(xù)上料作業(yè).每完成一斗或一車砼后均進(jìn)行起拔檢查（起拔量不超過10cm），一直延續(xù)至拆卸第1節(jié)外套管。當(dāng)鹼灌注高度超過第1節(jié)鋼套管3m以上時(shí)，開始起拔第1節(jié)套管，拆除后外套管在砼內(nèi)埋深2m，砼導(dǎo)管埋深2.5m。重復(fù)上述過程，進(jìn)人第2次拔管循環(huán)，在最后一節(jié)外套管拔出時(shí)，砼導(dǎo)管應(yīng)留在孔內(nèi)，待外套管完全拔出并拆除后，測(cè)量孔內(nèi)砼面標(biāo)高，按需要進(jìn)行鹼補(bǔ)灌，灌完后拆除砼導(dǎo)管。砼灌注這一過程需約4h。每次拆除的砼導(dǎo)管馬上進(jìn)行清水沖洗，為下次砼灌注準(zhǔn)備。

2.3 樁頂冠梁施工

該工程樁頂設(shè)置C30鋼筋砼冠梁。按周邊預(yù)留0.2m的工作位進(jìn)行土方開挖，邊坡1：0.75，樁基驗(yàn)收合格后整直樁頂預(yù)留鋼筋，將銹皮、水泥等污垢清掃干凈，施作素砼墊層，準(zhǔn)確測(cè)放出冠梁中心線，中心十字線要標(biāo)在樁頂面上，標(biāo)明冠梁的水平標(biāo)高并彈好尺寸線。綁扎冠梁鋼筋，將預(yù)埋件預(yù)先插人冠梁內(nèi)，并與冠梁面筋焊接、安裝四周模板，分層澆注砼并進(jìn)行振搗，砼終凝后開始灑水養(yǎng)護(hù)7d。

3 質(zhì)量安全控制措施

鉆孔咬合樁是通過相接樁體之間互相咬合，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)自防水的目的，通過樁體內(nèi)鋼筋不均勻分布而達(dá)到在相同配筋量的情況下，獲得最大抗彎強(qiáng)度和較好的經(jīng)濟(jì)利益。鉆孔咬合樁的技術(shù)要點(diǎn)可歸納為控制樁身垂直度、保證砼緩凝時(shí)間、砼材料的均一性和鋼筋籠的定位等。針對(duì)該工程的周邊環(huán)境特點(diǎn)和施工條件，為確保施工過程中基坑安全及良好截水性能。管線及建筑物安全，保證樁身質(zhì)量和樁墻整體質(zhì)量及穩(wěn)定，在施工中采取了如下控制措施。

3.1 樁位及垂直度

為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠的厚度和咬合量，嚴(yán)格控制孔口的定位誤差。為提高孔口的定位精度，在樁頂設(shè)置鋼筋砼導(dǎo)墻，定位孔直徑比樁徑大40mm。樁機(jī)就位后，將第1節(jié)套管插人定位孔并檢查調(diào)整，使孔口定位誤差控制在±10mm。

樁機(jī)就位后先進(jìn)行初步對(duì)中，采用吊線墜使下壓中心支點(diǎn)與樁位中心對(duì)中，對(duì)中后調(diào)節(jié)機(jī)械各支腿油缸，使操作平面水平。水平調(diào)整并再次對(duì)中，誤差應(yīng)小于1cm，對(duì)中后支起各支腿油缸，對(duì)中完成。

吊裝完第1節(jié)套管后，在鉆機(jī)附近兩個(gè)90方向設(shè)置吊線墜，監(jiān)測(cè)垂直度，在套管下沉過程中監(jiān)測(cè)人員全過程跟蹤，起重工隨時(shí)檢查機(jī)械操作平面的水平情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。該工程咬合樁樁長(zhǎng)為18～33m，咬合厚度設(shè)計(jì)為20cm。為保證咬合厚度，控制樁身垂直度非常重要，使垂直度偏差不大于樁長(zhǎng)的3%。做好全過程控制從而保證樁體通長(zhǎng)范圍的咬合厚度不少于10c m。

每條樁施工前在平整地面上進(jìn)行套管順直度的檢查和校正，在地面上測(cè)放出兩條相互平行的直線，將套管置于兩條直線之間，然后用吊線墜和直尺進(jìn)行檢測(cè)。先檢查校正單節(jié)套管，再檢查校正全長(zhǎng)套管，按照樁長(zhǎng)配置的20～30m套管全部連接起來的垂直度總偏差宜小于10cm。

在地面選擇兩個(gè)相互垂直的方向采用經(jīng)緯儀或吊線墜監(jiān)測(cè)地面以上部分套管的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差隨時(shí)糾正，在每根樁的成孔過程中自始至終堅(jiān)持，不能中斷。每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前，都要用吊線墜檢查孔內(nèi)垂直度，不合格時(shí)需進(jìn)行糾偏，直至合格才能進(jìn)行下一節(jié)套管施工。

成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時(shí)進(jìn)行糾偏調(diào)整，糾偏的常用方法如下：

1.利用樁機(jī)油缸糾偏：如果套管人土不深（5m以下），可直接利用鉆機(jī)的兩個(gè)頂升油缸和兩個(gè)推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度，達(dá)到糾偏的目的；

2.A 型樁糾偏：如果A 型樁在人土深度5m以上發(fā)生較大偏移，可先利用鉆機(jī)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。

3.B型樁的糾偏：B型樁的糾偏方法與A 型樁基本相同，但不能向B型樁套管內(nèi)填砂或粘土，而應(yīng)填人與B型樁相同的砼，否則有可能在樁間留下土夾層，從而影響咬合樁的防水效果。

3.2 超緩凝砼

超緩凝砼目前尚無標(biāo)準(zhǔn)可循，初凝時(shí)間較難控制。水泥和緩凝劑的適應(yīng)性以及水泥品種對(duì)凝固時(shí)間影響都很大，緩凝劑摻量一般是水泥用量的3.5%～6%（按緩凝劑類型而異）。超緩凝砼對(duì)溫度、濕度較為敏感，一般溫度越高、濕度越低，砼凝固越快。砼的配合比設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制在該工程施工中起重要作用，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度調(diào)整砼配合比，以保證緩凝時(shí)間和坍落度要求。

該工程使用商品砼，B型樁砼緩凝時(shí)間是根據(jù)單樁成樁時(shí)間來確定的，單樁成樁時(shí)間與地質(zhì)條件、樁長(zhǎng)、樁徑與鉆機(jī)能力等有直接的聯(lián)系。根據(jù)施工同類型工程的類比經(jīng)驗(yàn)，A 型樁砼的緩凝時(shí)間應(yīng)≥60h，B型緩凝時(shí)間應(yīng)≥15h。為滿足超緩凝型砼初凝時(shí)間≥60h的要求，對(duì)砼配合比采取多次模擬現(xiàn)場(chǎng)條件試驗(yàn)后確定。

由于該工程咬合樁施工的特點(diǎn)，砼的緩凝時(shí)間直接影響到成樁的成敗，在施工過程中，對(duì)不同批號(hào)的水泥及外加劑，都應(yīng)提前做好配合比試驗(yàn)。

由于咬合樁施工工藝的特殊性，要求超緩凝砼的緩凝期必須穩(wěn)定，不能波動(dòng)，否則將有可能給工程帶來很大的損失，因此要求砼供應(yīng)商設(shè)置專用生產(chǎn)線來生產(chǎn)超緩凝砼，其所用的設(shè)備、人員、原材料都相對(duì)固定，以減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，確保砼的質(zhì)量。

使用過程中嚴(yán)格檢查和監(jiān)控，每車鹼在使用前由試驗(yàn)室檢查其坍落度及觀感質(zhì)量，坍落度超標(biāo)或觀感質(zhì)量太差的堅(jiān)決退回，決不使用。

4 結(jié)語

在深基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工中，近年來陸續(xù)得到應(yīng)用的鉆孔咬合樁，在施工方法上既與鉆孔灌注樁有相似之處，又與地下連續(xù)墻有更多的共同點(diǎn)。從本文的上述內(nèi)容中可見，鉆孔咬合樁施工方法與質(zhì)量安全控制措施，與地下連續(xù)墻非常相似，但也有一些不同點(diǎn)。通過該工程的成功實(shí)踐，可為鉆孔咬合樁的廣泛運(yùn)用提供較好的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周國(guó)鈞.牛青山編譯.灌注樁設(shè)計(jì)施工手冊(cè).地震出版社，1993年

[2]侯學(xué)淵，錢達(dá)仁，楊林德主編.軟土工程施工新技術(shù).安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1999年7月第1版

[3]張中杰，黃天寅.近距離下穿軌道交通高架橋的深基坑設(shè)計(jì)施工技術(shù).城市軌道交通研究