淺談咬合樁圍堰施工技術(shù)

池平平

中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司

【摘 要】隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市軌道、高速鐵路、高速公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來(lái)了前所未有的高潮。深基坑圍堰施工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)城市軌道、橋梁建設(shè)起到了關(guān)鍵性的作用。本文以新建海南西環(huán)鐵路海口特大橋連續(xù)梁橋施工的實(shí)際情況，結(jié)合咬合樁工藝與設(shè)備，簡(jiǎn)要闡述了咬合樁圍堰施工工藝及控制要點(diǎn)和滲漏水處理等注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】深基坑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；咬合樁

1.引言

咬合樁為近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外新出現(xiàn)的一種樁型，鉆孔咬合樁作為一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于樁心相互咬合，解決了傳統(tǒng)的樁心相切樁防水效果差的毛病，切具有對(duì)環(huán)境影響小、質(zhì)量可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，具有推廣價(jià)值。

該工藝適用于富水砂層地質(zhì)條件下地下工程深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。

咬合樁使用常規(guī)樁機(jī)即可施工，工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，最為主要的是，通過(guò)合理調(diào)配，可以與主橋樁基交叉施工，縮短整體工期。

2.工程概況

新建海南西環(huán)鐵路是海南省為打造國(guó)際旅游島，完善交通旅游基礎(chǔ)設(shè)施而新建的高速鐵路。?？陔p線特大橋全長(zhǎng)1371.64m，橋跨組合為（5×24+13×32+（32+56+32）+21×32）

m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋。其中連續(xù)梁跨越省道海榆西線和排澇渠。連續(xù)梁18#、19#、20#、21#橋墩位處河道且鄰近既有西環(huán)貨線。

3.咬合樁施工

3.1咬合樁圍堰布置

?？陔p線特大橋連續(xù)梁樁基基坑圍堰采用咬合樁施工，現(xiàn)就咬合樁施工工藝介紹如下：

選用1.2m直徑樁，C30水下混凝土灌注，樁內(nèi)配鋼筋籠。采用內(nèi)外排交錯(cuò)相接排列方式，內(nèi)排樁心距2.05米，外排樁心距2.05米，具體詳見(jiàn)后附樁位平面布置圖，外排樁和內(nèi)排緊挨相接，每個(gè)承臺(tái)布置96根樁。

樁基長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)狀水位、河床深度及承臺(tái)深度確定，采用15m（深入承臺(tái)底持力層）+（承臺(tái)厚度）+（水深）+1.5m（露出水面）=樁長(zhǎng)。

考慮承臺(tái)開(kāi)挖深度較深，采用內(nèi)支撐，支撐高于承臺(tái)頂面1.5m，支撐布置方式經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定。

詳細(xì)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)人員復(fù)核計(jì)算，以確保結(jié)構(gòu)的安全。

咬合樁圍堰布置圖見(jiàn)圖1-1

3.2咬合樁圍堰施工工藝

咬合樁施工根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及作業(yè)平臺(tái)大小，選用沖擊鉆成孔方案，在樁與樁之間相互咬合，樁的排列為一個(gè)內(nèi)排和一個(gè)外排間隔布置，施工時(shí)先施工內(nèi)排樁，后施工外排樁。

施工工藝為施工準(zhǔn)備→測(cè)量定位→埋設(shè)鋼護(hù)筒→配制泥漿→安裝鉆機(jī)→鉆進(jìn)→終孔→清孔→鋼筋籠制作與安裝→安裝導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土。

本紹論文僅詳細(xì)介施工不同之處和常規(guī)施工需要注意的施工事項(xiàng)。

3.2.1施工放樣。

平面位置采用全站儀放樣，水準(zhǔn)高程采用水準(zhǔn)儀測(cè)量。

3.2.2鉆孔施工準(zhǔn)備。

（1）在平臺(tái)和岸邊之間設(shè)置泥漿池循環(huán)、沉淀和儲(chǔ)備池。

（2）場(chǎng)地平整后，鉆機(jī)要求平穩(wěn)，成孔位置準(zhǔn)確，誤差應(yīng)控制在5cm以?xún)?nèi)。

（3）護(hù)筒采用1.5m直徑鋼護(hù)筒，采用挖埋法施工就位。護(hù)筒頂標(biāo)高高出施工作業(yè)面0.3m。內(nèi)排樁鉆孔時(shí)采用整體式護(hù)筒，外排鉆孔時(shí)采用組合式護(hù)筒。

（4）鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常觀察復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)位移應(yīng)及時(shí)調(diào)整。成孔過(guò)程中，按規(guī)定的施工表格填寫(xiě)鉆孔記錄。記錄的內(nèi)容包括護(hù)筒頂標(biāo)高、樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高、樁尖實(shí)際標(biāo)高、鉆機(jī)型號(hào)、地層記錄、停機(jī)時(shí)間和原因等，發(fā)生如坍孔、斜孔、護(hù)筒下沉、串孔等情況應(yīng)及時(shí)報(bào)告總工程師，采取合理的措施進(jìn)行補(bǔ)救。

3.2.3終孔、清孔及樁間處理。

終孔，清孔自檢合格后，需要進(jìn)行以下步驟處理，以增強(qiáng)樁排間橫向聯(lián)系，避免漏水。

（1）孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，移動(dòng)鉆機(jī)向已施工完畢的內(nèi)排樁基靠近5cm左右，上下全程升降樁錘，摩擦掉內(nèi)排樁側(cè)身的泥皮，露出樁身混凝土。

（2）再使用高壓水槍?zhuān)瑢?duì)交接界面進(jìn)行沖刷處理，保證外排樁灌注時(shí)混凝土與內(nèi)排樁結(jié)合良好，起到止水作用。

3.2.4鋼筋布置。

（1）直徑1.2m樁，內(nèi)排樁配12根HRB335Φ22鋼筋，保護(hù)層厚度150mm；外排樁配15根HRB335Φ22鋼筋，保護(hù)層厚度為50mm。

（2）箍筋采用HPB235φ10鋼筋，在內(nèi)支撐以上按照30cm間距布置，在內(nèi)支撐以下按照20cm間距布置。

（3）加強(qiáng)箍筋采用HRB335Φ22的鋼筋，1.8m間距布置。

3.2.5砼灌注。

砼灌注同一般樁基灌注相同，不做詳細(xì)說(shuō)明，注意一下幾點(diǎn)。

（1）計(jì)算好灌注方量與設(shè)計(jì)高程，灌注完成后不做樁頭處理，以免造成浪費(fèi)。

（2）發(fā)生孔口坍塌時(shí)，可立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。

（3）孔徑和孔深必須符合設(shè)計(jì)要求，否則必須重新下鉆。

（4）成孔后，必須采取規(guī)定措施對(duì)相鄰樁間進(jìn)行處理，確保不漏水。

（5）清孔后，測(cè)量沉渣厚度，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后，再灌注水下混凝土。

（6）水下混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，嚴(yán)禁有夾層和斷樁。

3.2.6圍堰內(nèi)上層土層開(kāi)挖。

圍護(hù)樁施工完畢后，可以施工承臺(tái)的開(kāi)挖。可以考慮采用挖機(jī)和人工結(jié)合的方式進(jìn)行。

注意產(chǎn)生土方嚴(yán)禁堆放在圍堰周?chē)?，?yīng)立即用自卸車(chē)運(yùn)往棄土場(chǎng)廢棄處理。

3.2.7內(nèi)支撐施工。

由于基坑開(kāi)挖較深，所以考慮增加內(nèi)支撐。

內(nèi)支撐采用型鋼結(jié)構(gòu)。內(nèi)圍囹采用3根I63a工字鋼并排設(shè)置，斜撐、內(nèi)支撐采用3根φ351×12鋼管并排支撐。圍堰支撐見(jiàn)下圖1-2

3.2.8圍堰內(nèi)下層砂礫層及灰?guī)r開(kāi)挖。

下層圍堰內(nèi)主要以粉細(xì)砂、粗粒砂、泥灰?guī)r為主，挖機(jī)開(kāi)挖后，采用人工開(kāi)挖清理的方式進(jìn)行。

下層開(kāi)挖時(shí)，注意對(duì)已經(jīng)開(kāi)挖出來(lái)的排樁進(jìn)行處理，同時(shí)，增加集水井和排水溝，及時(shí)把滲透入基坑的水用水泵排出。

3.2.9封底混凝土施工。

開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，先進(jìn)行封底作業(yè)。

封底作業(yè)施工的時(shí)候，在后排樁和前排樁空間內(nèi)，留設(shè)集水井和排水溝。

3.2.10承臺(tái)施工。

承臺(tái)施工注意一下幾點(diǎn)：

（1）本次施工兼做承臺(tái)模板，所以考慮增加工業(yè)毛氈，避免樁體和承臺(tái)連接。

（2）后排樁至承臺(tái)邊之間的空隙，可在承臺(tái)邊用磚塊砌筑，磚后填碎石，以利排水。

（3）利用后排樁和前排斷面處空隙處，增設(shè)加排水設(shè)施和集水井。以保證后期墩身干作業(yè)施工。

3.2.11圍堰拆除。

圍堰拆除需要在施工完畢之后，在洪水期來(lái)臨之前先進(jìn)行筑島土石方清理，在承臺(tái)、墩身及后期支架拆除后，進(jìn)行對(duì)圍堰的拆除。

在咬合樁施工過(guò)程中，在樁心預(yù)埋聲測(cè)管，以便于圍堰拆除時(shí)使用膨脹劑對(duì)樁基進(jìn)行破碎，破碎后用履帶式挖機(jī)進(jìn)行挖除，破拆至河床面以下1米。

4.施工注意事項(xiàng)

4.1開(kāi)挖工程中咬合樁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控

深基坑在開(kāi)挖過(guò)程中要全程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)，在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分析結(jié)構(gòu)的安全性，以保證后期開(kāi)挖施工正常進(jìn)行，同時(shí)對(duì)臨近既有西環(huán)貨線擋墻和海榆西線進(jìn)行觀測(cè)，隨時(shí)掌握變形情況。

4.2開(kāi)挖過(guò)程中咬合樁滲漏水的處理

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，對(duì)可能出現(xiàn)的咬合樁滲漏水要制定排堵方案，保證開(kāi)挖過(guò)程順利進(jìn)行。

4.2.1滲水處理。

基坑在開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)局部滲水現(xiàn)象，采用止水條、堵漏王及加木楔子等方式進(jìn)行處理，處理過(guò)程中須一次性處理到位，避免出現(xiàn)重復(fù)滲水現(xiàn)象。

4.2.2漏水處理。

當(dāng)咬合樁出現(xiàn)漏水情況時(shí)，即為咬合樁在鉆進(jìn)過(guò)程中咬合不到位，在外部水壓力下導(dǎo)致直接大量漏水，此情況作如下處理：

a 采用土工布強(qiáng)行塞入漏縫中，此目的是為了使漏水不形成明水，只是以滲漏的形式?jīng)_擊土工布；

b 在漏縫相鄰兩根咬合樁上用手動(dòng)沖擊鉆植入斜插鋼筋；

c 在咬合樁漏縫底部埋入打孔波紋管或打孔鋼管；

d 以植入鋼筋作為支撐，插入木板，澆筑混凝土；

此方法以堵水、排水相結(jié)合，使漏水疏排到基坑內(nèi)的暗溝內(nèi)。

5.結(jié)論

（1）本工程采用沖擊鉆成孔方案，在樁與樁之間相互咬合，樁的排列為一個(gè)內(nèi)排和一個(gè)外排間隔布置，施工時(shí)先施工內(nèi)排樁，后施工外排樁，符合設(shè)計(jì)要求，成孔質(zhì)量好。

（2）對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖后，基本沒(méi)有滲漏水現(xiàn)象，咬合樁起到了很好的止水作用。

（3）對(duì)基坑開(kāi)挖后對(duì)周?chē)乇沓两?、位移等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果在設(shè)計(jì)值以?xún)?nèi)，說(shuō)明基坑穩(wěn)定性較好。

（4）圍堰拆除方便，提高施工效率，降低施工成本。

綜上所述，咬合樁圍堰施工技術(shù)對(duì)深基坑開(kāi)挖是一種較有效的技術(shù)，咬合樁圍堰施工主要表現(xiàn)在：配筋率低；抗?jié)B能力強(qiáng)；施工靈活等優(yōu)點(diǎn)，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，有利于施工場(chǎng)地的文明整潔。通過(guò)對(duì)施工原理的分析及咬合樁施工的優(yōu)點(diǎn)，可確定咬合樁圍堰對(duì)深基坑施工方案可行，具有推廣價(jià)值。

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