咬合樁加固施工工藝在聯(lián)絡(luò)通道中的應(yīng)用研究

宋智琳

（杭州市地鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，浙江杭州 310000）

1 工程概況

機(jī)蕭區(qū)間4#聯(lián)絡(luò)通道距蕭山機(jī)場站243 m，距3#聯(lián)絡(luò)通道597 m；3#聯(lián)絡(luò)通道距蕭山機(jī)場站840 m。

機(jī)蕭區(qū)間4#聯(lián)絡(luò)通道左右線的間距約11.592 m，底部開挖深度約20 m，-24.25～0 m全為粉砂，24.25 m以下為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土。

2 咬合樁工藝原理

咬合樁的工藝原理為采用套管鉆機(jī)，配合超緩凝型混凝土，按照1根超緩凝型素混凝土A樁和1根鋼筋混凝土B樁間隔排列和展開施工，在A樁混凝土初凝之前完成B樁的施工，開展B樁施工時采用套管鉆機(jī)完成B樁與A樁相澆部分混凝土的切割作業(yè)，實現(xiàn)相鄰樁的咬合。

同排樁成樁施工順序具體如圖1所示。

圖1 同排樁施工順序

3 工程重點

咬合樁咬合質(zhì)量會直接影響開挖施工的整體效果，為了提升咬合質(zhì)量，防止在開挖過程中出現(xiàn)涌水涌砂問題，應(yīng)從施工工法、流程以及精準(zhǔn)定位、鉆孔等多個施工重點入手加強(qiáng)控制。

3.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)項目實際情況，確定本次鉆孔咬合樁成孔作業(yè)采用用徐工XR280D旋挖鉆機(jī)，聯(lián)絡(luò)通道采用咬合樁加固施工工藝，且樁均采用C15素砼樁。做好施工準(zhǔn)備能夠有效提升施工效率，在開始聯(lián)絡(luò)通道開挖作業(yè)前，應(yīng)先將泥漿池設(shè)置在遠(yuǎn)離成樁區(qū)域，安排施工人員與施工設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)場，做好現(xiàn)場安裝調(diào)試，完成技術(shù)交底，并再次確定打樁順序后方可開始作業(yè)。

3.2 樁位測量

以總平面圖、樁基平面圖為參考基準(zhǔn)，嚴(yán)格按照設(shè)計要求與規(guī)范進(jìn)行測量放線，測量工程師應(yīng)先確定各個軸線的位置，對隧道內(nèi)4#聯(lián)絡(luò)通道中心里程進(jìn)行實測，以實測結(jié)果作為參考，精準(zhǔn)定位每個根樁對的樁位。采用木樁標(biāo)注軸線位置，精準(zhǔn)定位樁位后，在樁位上插入30～50 cm的鋼筋，將鋼筋頭埋入地下，并在鋼筋上進(jìn)行標(biāo)識，避免樁機(jī)以及其他施工設(shè)備在移動過程樁基鋼筋標(biāo)記[1]。

3.3 埋設(shè)護(hù)筒

采用厚度為5 mm的鋼板制作護(hù)筒，并在護(hù)筒的上、中部外側(cè)以及下段分別焊接一道加強(qiáng)鋼筋，提升護(hù)筒鋼護(hù)。護(hù)筒內(nèi)徑為“設(shè)計樁徑+0.2 m”，長度為1.5～3.0 m，在護(hù)筒頂下20 cm位置設(shè)計溢漿孔，溢漿孔規(guī)格為20 cm×40 cm。

完成護(hù)筒制作后，即可進(jìn)入護(hù)筒埋設(shè)工序，沿標(biāo)記樁中心線確定護(hù)筒位置，采用挖機(jī)配合人工開挖的方式實現(xiàn)護(hù)筒的埋設(shè)，控制護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)的偏差，確保其與樁位中心偏差不超過50 mm。采用水泥砂漿處理護(hù)筒底部，采用分層填充黏土的方式將護(hù)筒周圍60 cm范圍填充至護(hù)筒頂平位置[2]。

3.4 鉆機(jī)就位鉆孔

鋼護(hù)筒埋設(shè)結(jié)束并達(dá)到設(shè)計要求后，繼續(xù)開展施工，分析項目需求與現(xiàn)場實際情況，開展鋼板鋪設(shè)作業(yè)，調(diào)整鉆機(jī)擺放位置，分析具體的地質(zhì)情況，采用徐工XR280D旋挖鉆機(jī)配合鉆頭開展施工，利用鉆機(jī)上自動控制系統(tǒng)調(diào)直桅桿，確保鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤、鉆頭、樁位中心均處于同一鉛垂線上，確保每根樁桿的位置、垂直度均符合項目設(shè)計要求。選擇C15素砼，提升凝固效率，確保在不添加外加劑的前提下，初凝時間為5～6 h，終凝時間為7～8 h，以滿足在48 h內(nèi)樁桿強(qiáng)度小于2 MPa的要求。統(tǒng)籌施工資源，優(yōu)化施工順序，確保相鄰樁位施工時間為8～48 h，并在此過程中完成相鄰樁位的咬合切割施工[3]。

鉆孔作業(yè)應(yīng)保持勻速平穩(wěn)進(jìn)行，采用優(yōu)質(zhì)膨潤土作為護(hù)壁漿液拌制原料，品質(zhì)優(yōu)良、黏度、密度等均符合施工要求的泥漿，消除坍孔現(xiàn)象。在咬合樁施工過程中，應(yīng)全過程動態(tài)地對隧道收斂情況進(jìn)行監(jiān)測，確保施工質(zhì)量與施工安全。

4 咬合樁施工質(zhì)量控制要點

4.1 垂直度控制

在咬合樁施工過程中，垂直度控制效果會直接影響鉆孔質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)樁機(jī)水平度的檢查，充分利用經(jīng)緯與線錘在兩正交方向上調(diào)整控制每節(jié)套管的垂直度，確保套管垂直度符合設(shè)計規(guī)范值。若發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超出允許范圍時，應(yīng)及時利用油缸對樁進(jìn)行糾偏，糾偏類型可以根據(jù)偏差的大小和樁形進(jìn)行分類，偏差較小或套管入土深度<5 m時，可直接通過鉆機(jī)的兩個頂升油缸與推拉油缸實現(xiàn)糾偏，可按照樁形分類，即A型樁糾偏和B型樁糾偏。

（1）A型樁糾偏。

若A型樁入土深度≥5 m時出現(xiàn)較大偏差，可先利用油缸對樁進(jìn)行糾偏處理，如果糾偏后，樁的垂直度無法滿足設(shè)計要求，應(yīng)采用邊填充砂或黏土，邊拔起套管的處理方式，保證套管提升到上一次檢查合格位置，確保垂直度達(dá)到合格值后繼續(xù)下壓。

（2）B型樁糾偏。

B型樁糾偏處理的施工工藝與A型樁基本一致，差異是邊填充邊拔起套管時，B型樁填入的混凝土與A型樁一致。

4.2 管涌控制

管涌指B型樁成孔時，A型樁混凝土依舊處于流動狀態(tài)，尚未凝固，A型樁的混凝土可能從套管底部涌入B型樁。

（1）確保套管底口與開挖面保持一定距離，可以直接超前于開挖面，避免處于流動狀態(tài)下的混凝土涌入B型樁。

（2）觀察施工B型樁相鄰兩側(cè)A型樁混凝土頂面，若觀察到A型樁混凝土出現(xiàn)下陷情況，應(yīng)立刻中止B型樁開挖作業(yè)，向B型樁內(nèi)填土，盡可能下壓套管，直至A型樁混凝土頂面停止下陷。

4.3 混凝土質(zhì)量控制

如果在咬合樁加固施工過程中A型樁凝固過快，B型樁將無法正常成孔。必須選擇符合咬合樁施工需求的超緩凝混凝土，延長A型樁混凝土的初凝時間，為相鄰的B型樁成孔預(yù)留足夠的時間，確保在鉆進(jìn)過程中能夠完成相鄰樁的咬合切割作業(yè)，提升相鄰A型樁與B型樁的咬合效果。

超緩凝混凝土的凝結(jié)時間是混凝土質(zhì)量控制的核心，應(yīng)確保用于施工超緩凝混凝土滿足混凝土緩凝時間≥60 h、混凝土坍落度為（180±20）mm、混凝土的3 d強(qiáng)度值<3 MPa的技術(shù)要求。試驗室應(yīng)根據(jù)項目需求開展配比試驗，多次試驗，設(shè)置參考組與對照組，確定最佳的配合比，明確外加劑的添加劑量，控制混凝土質(zhì)量。

4.4 套管埋置控制

受到套管長時間處于不動狀態(tài)的影響，土體、地下水以及混凝土對套管的吸附力不斷增加，導(dǎo)致套管拔出困難或無法順利拔出現(xiàn)象的出現(xiàn)。針對此問題，在成孔與混凝土灌注過程中，如果遭遇了機(jī)械故障或其他異常情況而無法繼續(xù)開展施工時，操作人員應(yīng)及時拔出套管或連續(xù)轉(zhuǎn)動套管，以控制土體、地下水以及混凝土對套管的摩阻力與吸附力。同動態(tài)跟蹤混凝土面高度，加強(qiáng)套管埋置深度的控制，確保套管埋深深度不超出4～10 m，在埋深過程中應(yīng)不停搖擺套管或少量上拔套管，套管埋深深度接近10 m時，立即上拔套管。如果出現(xiàn)套管提升困難的情況，可采用吊車輔助上拔套管，如果還是無法將套管全部拔出，可以選擇從底部逐節(jié)斷開套管，逐節(jié)提升拔出套管，提升套管埋置施工效率。

4.5 鋼筋籠上浮控制措施

考慮套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的空隙較小，在提升套管的過程中，鋼筋籠可能也會隨之上浮?；诖耍瑧?yīng)加強(qiáng)鋼筋籠上浮控制，做好預(yù)防準(zhǔn)備。

（1）嚴(yán)格控制鋼筋籠加T的外徑尺寸。

（2）合理選擇B樁混凝土的集料級配，確保B樁的骨料粒徑≤25 mm。

（3）提升套管前，可搖擺套管2～3次，降低套管與鋼筋籠之間的摩擦力，減小鋼筋籠上浮的出現(xiàn)概率。

4.6 砂樁處理

一般情況下，咬合樁施工常采用分段施工的方式。每一施工段的施工從B型樁開始，先開展成孔作業(yè)，后進(jìn)行灌砂形成砂樁，并在后面的段與段的連接施工中重新成孔、灌注混凝土，實現(xiàn)與相鄰A樁的咬合。與B型砂樁相鄰的A型樁初凝時間長，混凝土流動性較大，會使得少量的混凝土被擠入B型砂樁。在B型砂樁重新成孔時，發(fā)現(xiàn)擠入砂樁的混凝土已經(jīng)凝固，影響正常的套管下壓與成孔作業(yè)。

（1）盡可能降低相鄰A型樁混凝土的坍落度。

（2）嚴(yán)格按照施工要求開展灌注作業(yè)，確保砂樁的密實度。

（3）調(diào)整成孔方法，利用沖擊錘完成B型樁成孔作業(yè)。

砂樁部位兩咬合樁之間容易形成施工縫，施工縫的產(chǎn)生會為滲漏創(chuàng)造條件，應(yīng)在接合處外側(cè)附加旋噴樁位置做好防滲漏處理。

4.7 孤石處理

若在回填層中遭遇大塊孤石，套管下壓作業(yè)將無法順利進(jìn)行，因此必須清理回填層深度較小的填石，并換填填土，采用壓路機(jī)壓實后方可繼續(xù)進(jìn)行成孔作業(yè)。若只出現(xiàn)單個孤石，可直接采用十字沖擊錘擊碎孤石，提升孤石處理效率，避免影響成孔施工進(jìn)度。

5 結(jié)語

綜上所述，咬合樁支護(hù)加固技術(shù)施工安排緊湊，圍護(hù)變形量在安全允許范圍內(nèi)，相鄰樁咬合的效果良好，無滲漏缺陷，對周圍環(huán)境的干擾較小，具有較高的推廣應(yīng)用價值。對此，施工單位在實際操作過程中，必須根據(jù)現(xiàn)場的具體情況展開分析，以更好地確保施工質(zhì)量與施工安全。