咬合樁施工工藝的探討

王淑新 蔣柏文 周小艷

【摘要】本文主要就是通過對咬合樁的優(yōu)缺點(diǎn)的描述，介紹咬合樁的施工工藝及其控制要點(diǎn)，體現(xiàn)咬合樁在基坑圍護(hù)中運(yùn)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】咬合樁；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；施工工藝

引言

咬合樁為近年來在國內(nèi)新出現(xiàn)的一種樁型，在部分城市地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)中已取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。不但有傳統(tǒng)鉆孔灌注樁特點(diǎn)，還兼有攪拌樁的隔水特點(diǎn)，重操舊業(yè)鉆孔咬合樁作為一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其樁心相互咬和，解決了傳統(tǒng)的樁心相切樁防水效果差的毛病。

1.咬合樁的定義

鉆孔咬合樁是采用全套管鉆機(jī)鉆孔施工，在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種基坑止水擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁的排列方式為鋼筋（圓籠）混凝土A樁和鋼筋（方籠）混凝土或素混凝土B樁間隔布置。施工時(shí)，先施工B樁，后施工A樁，在B樁混凝土初凝之前完成A樁的施工。A樁施工時(shí)切割掉相鄰B樁相交部分的混凝土，從而實(shí)現(xiàn)咬合。相鄰混凝土排樁間部分圓周相嵌，并于后序次相間施工的樁內(nèi)置入鋼筋籠，使之形成具有良好防滲作用的連接擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)。由于其特點(diǎn)為樁間的相互咬合，故稱為咬合樁。

2.咬合樁的特點(diǎn)

2.1優(yōu)點(diǎn)

（1）機(jī)械設(shè)備噪音低、無震動(dòng)、無泥漿污染近似于干法取土，對周圍環(huán)境影響小。

（2）對沉降及變形容易控制，由于有鋼套管的保護(hù)能靠近臨時(shí)建筑物、地下管線施工。

（3）全套管的跟管鉆進(jìn)，能順利穿越飽和含水地層，有效的防止了孔內(nèi)流沙、涌泥，并可進(jìn)行嵌巖，施工較為安全、快捷，對樁身質(zhì)量能較好的控制，保證了樁承載力。

（4）第二序次施工的樁在已有的第一序次兩樁間實(shí)施切割咬合，全套管的護(hù)孔方式保證了樁間緊密咬合，形成良好的整體連續(xù)結(jié)構(gòu)。

（5）不需要在施工止水帷幕，同其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比，采用咬合樁圍護(hù)在造價(jià)上有一定優(yōu)勢。

2.2缺點(diǎn)

（1）咬合樁的樁徑受限制，因此一般施工單位缺乏經(jīng)濟(jì)實(shí)力購置多種直徑的套管。

（2）無水挖掘時(shí)需要注意防止缺氧、有害氣體等發(fā)生。

（3）灌注混凝土后，有時(shí)會(huì)發(fā)生鋼筋籠上升的事故。

3.咬合樁施工工藝

3.1工藝原理

圍護(hù)咬合樁一般分A、B型兩種，間隔分布，B型樁鋼筋籠為圓形，全長配筋，主筋不均勻分布，A型樁為第一序樁，B型樁為第二序樁。先行施做第一序樁（A型），在完成前后兩根A樁后，施做第二序樁（B型），在第一序樁混凝土灌注20小時(shí)至50小時(shí)范圍內(nèi)（混凝土初凝前），施工第二序樁，使之嵌入第一序樁體內(nèi)，成為一個(gè)整體。

3.2單樁工藝流程

咬合樁設(shè)計(jì)分為A、B樁兩種形式，其中A型單樁施工工藝流程如下圖所示：

圖1單樁施工工藝流程圖

除施工先后順序外，B型單樁施工工藝與A型樁相同。

4.鉆孔咬合樁施工技術(shù)要點(diǎn)

咬合樁是通過樁體咬合而達(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，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益。因此，咬合樁的技術(shù)要點(diǎn)可歸結(jié)為垂直度、混凝土的緩凝時(shí)間、混凝土材料的均一性和鋼筋籠的定位等。

4.1樁位的控制

為了保證鉆孔咬合樁有良好的咬合效果，應(yīng)嚴(yán)格控制孔口的定位誤差，孔口定位誤差的允許值應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

4.2單樁垂直度的控制

為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠的咬合量，除嚴(yán)格控制孔口定位誤差外，還應(yīng)對其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制。

成孔過程中要控制好樁的垂直度，必須抓好以下3個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）套管的順直度檢查和校正。

鉆孔咬合樁施工前應(yīng)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)行整根套管的順直度檢查和校正。

（2）成孔過程中樁的垂直度監(jiān)測和檢查。

①地面監(jiān)測。

②孔內(nèi)檢查。每節(jié)套管下壓完成后安裝下一節(jié)套管之前，可視施工過程中樁孔垂直度的變化規(guī)律，定期安排一定頻次的抽樣檢查，即停下來用測斜儀進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查。

（3）糾偏。

成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時(shí)糾偏，一般是利用鉆機(jī)的套管驅(qū)動(dòng)器來進(jìn)行切削鉆進(jìn)糾偏即可。

4.3超緩凝混凝土的緩凝時(shí)間要求

A樁混凝土緩凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)施工咬合樁工序要求時(shí)間來確定，單樁成樁時(shí)間又與地質(zhì)條件、樁長、樁徑、鉆進(jìn)能力及操作工藝水平等有直接的關(guān)系。因此，A樁混凝土緩凝時(shí)間主要根據(jù)以下因素來確定：

（1）根據(jù)工程的具體情況和所選鉆機(jī)的類型在現(xiàn)場做成樁試驗(yàn)來測定A、B樁單樁成樁所需時(shí)間tA、tB。

（2）A樁混凝土的緩凝時(shí)間可根據(jù)下式計(jì)算

T=k（2tA+tB）

式中T——A樁混凝土的緩凝時(shí)間（初凝時(shí)間）；

k——不可預(yù)見因素影響系數(shù)，k=1.20；

tA、tB——A、B型樁單樁成樁所需時(shí)間。

4.4克服樁內(nèi)“混凝土管涌”

在B樁切割兩側(cè)A樁成孔過程中，由于A樁混凝土尚未凝固，還處于流塑狀態(tài)，因此A樁混凝土可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)，稱為“混凝土管涌”?？朔盎炷凉苡俊敝饕扇∫韵麓胧?/p>

（1）控制A樁混凝土的坍落度，不宜超過14cm。

（2）套管底口應(yīng)始終超前于開挖面2.5m以上，如果鉆機(jī)能力許可，這個(gè)距離越大越好。

（3）必要時(shí)可向套管內(nèi)注入一定量的水，使其保持一定的反壓來平衡A樁混凝土的壓力，阻止“混凝土管涌”的發(fā)生。

4.5預(yù)防“浮籠”

由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的間隙較小，灌注樁芯混凝土起拔套管的時(shí)候，鋼筋籠有可能被套管帶著一起上浮形成“浮籠”。一般用振動(dòng)錘起拔套管時(shí)因高頻振動(dòng)的液化減摩效應(yīng)，“浮籠”現(xiàn)象極少發(fā)生。此外，尚可采取如下預(yù)防措施：

（1）確保灌樁混凝土的和易性良好，其粗骨料粒徑滿足<20mm的要求；

（2）鋼筋籠的加工尺寸應(yīng)確保精確，在轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝過程中采取可靠措施防止鋼筋籠扭曲變形；

（3）在鋼筋籠底部加焊一塊比鋼筋籠略小的薄鋼板，增加其抗浮能力。

4.6分段施工節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)

往往一臺(tái)鉆機(jī)施工無法滿足工程進(jìn)度要求，需要多臺(tái)鉆機(jī)分段施工，這就存在首尾段之間的節(jié)點(diǎn)連接問題。節(jié)點(diǎn)連接一般采用砂樁過渡的方法，即先施工段的端頭設(shè)置一個(gè)砂樁用以在相鄰的A樁預(yù)留出咬合企口，待后施工段到此節(jié)點(diǎn)時(shí)在砂樁樁位重新成孔挖出砂并灌上混凝土即可。

4.7鉆孔咬合事故樁的處理措施

在鉆孔咬合樁施工過程中，有可能因A樁超緩凝混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定出現(xiàn)早凝現(xiàn)象或機(jī)械設(shè)備故障等原因，使施工未能按正常要求進(jìn)行而形成事故樁。事故樁的處理主要分以下幾種情況：

（1）平移樁位單側(cè)咬合。

B1樁切割咬合施工時(shí)，A1樁的混凝土已經(jīng)凝固，使鉆機(jī)不能按正常施工條件切割咬合A1、A2樁完成B1樁。在這種情況下，可向A2樁方向平移B1樁樁位，使鉆機(jī)單側(cè)切割A(yù)2樁，以后在A1與B1樁外側(cè)另增加一根旋噴樁作為過渡處理。

（2）用后壓漿技術(shù)，旋噴補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)等法處理排樁之間的缺陷是十分有效的方法。

結(jié)束語

隨著城市化的不斷進(jìn)行，以及地下工程的發(fā)展，導(dǎo)致基坑向深、大方向發(fā)展成為必然趨勢，研究新型的基坑支護(hù)形式成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，對于基坑支護(hù)形式而言， 鉆孔咬合樁作為這樣的一種新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一，其安全、防水、經(jīng)濟(jì)、合理的特點(diǎn)越來越多地被應(yīng)用到城市建設(shè)工程中。

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