軟咬合與硬咬合施工工藝及優(yōu)劣性

劉 政 王 嵩 深圳市勘察測繪院（集團(tuán)）有限公司

1 前言

咬合樁支護(hù)一般運(yùn)用在周邊環(huán)境復(fù)雜、管線密布、建（構(gòu)）筑物密集且距離基坑較近的施工場所。紅線距離支護(hù)樁較近，施工場地狹窄，無法使用搓管機(jī)，運(yùn)用旋挖咬合樁施工快捷方便。本文通過某項目的工程實例來論述。

2 咬合樁技術(shù)參數(shù)

鉆孔灌注咬合樁一般分為軟咬合法和硬咬合法，兩者工藝流程不同，適應(yīng)的環(huán)境條件也不一致。

軟咬合：全套管+旋挖鉆機(jī)+灌注水下超緩凝混凝土技術(shù)的咬合施工工藝，素樁樁徑1000mm，葷樁樁徑1200mm/1000mm，咬合厚度250mm/300mm，葷樁需在素樁混凝土初凝前切割成樁。采用水下商品混凝土澆筑成樁，素樁為超緩凝水下C15，葷樁為普通水下C30。全套管咬合施工適用于基坑變形較敏感，支護(hù)要求較高部位。

硬咬合：即旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁成孔工藝。施工適用于上部存在舊基礎(chǔ)、舊樁頭、孤石等障礙物，周邊離建（構(gòu)）筑物較遠(yuǎn)，對基坑變形敏感度相對較低部位。采用素樁樁徑1000mm，葷樁樁徑1200mm/1000mm，咬合厚度250mm/300mm，葷樁需在素樁混凝土終凝后切割成樁。采用水下混凝土澆筑，素樁為普通水下C20，葷樁為普通水下C30。

3 施工工藝原理

咬合樁是基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種，鋼筋混凝土樁與素混凝土樁之間相互咬合排列（圖1）。為了施工方便，一般遵循中間為一根鋼筋混凝土樁（B樁）和兩側(cè)各一根素混凝土樁（A樁），相互咬合組成為一組樁的排列方式，施工過程中先施工兩側(cè)A 樁后施工B樁。軟咬合時，A 樁混凝土采用超緩凝混凝土，B 樁的施工要求必須在兩側(cè)A樁混凝土初凝之前完成；硬咬合時，A 樁混凝土采用普通混凝土，B 樁的施工要求必須在兩側(cè)A 樁終凝后再進(jìn)行。鉆孔咬合樁B 樁施工時，切割掉相鄰A 樁相交部分的混凝土，實現(xiàn)咬合，形成無縫連續(xù)的“樁墻”。達(dá)到擋土、止水和保證施工安全的新型深大基坑施工的支護(hù)結(jié)構(gòu)[1]。

圖1 咬合樁平面示意圖

4 軟咬合施工工藝

4.1 軟咬合單樁施工工藝流程（圖2）

圖2 軟咬合旋挖灌注單樁施工工藝流程圖

4.2 軟咬合施工方法

4.2.1 導(dǎo)墻施工

按照圖紙?zhí)峁┑闹休S線，在樁頂上部施作鋼筋混凝土導(dǎo)墻，可以有效提高咬合樁孔口的定位精度并有效防止孔口塌陷，底部鋪設(shè)三級鋼16mm@200mm×200mm鋼筋網(wǎng)。

4.2.2 鉆機(jī)布置

待導(dǎo)墻達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，移動旋挖鉆機(jī)至孔口標(biāo)記位置，加裝套管，使鉆機(jī)抱管器中心對應(yīng)定位在導(dǎo)墻孔位中心。

4.2.3 旋挖成孔

樁機(jī)安裝就位后，將第一節(jié)套管安裝到樁機(jī)鉗口上，校正好垂直度后，下壓套管（每節(jié)套管長度約為6m），壓入深度約為4.5m～5.0m，然后用旋挖斗從套管內(nèi)取土，一邊取土、一邊繼續(xù)下壓套管，始終保持套管底口超前于開挖面的深度≮2.5m。套管壓入土中后要地面預(yù)留1.0m～1.5m 以上，便于后續(xù)套管接駁。垂直度檢查是重點(diǎn)，如不合格及時進(jìn)行糾偏調(diào)整，合格則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)下壓取土……，如此循環(huán)往復(fù)，直至達(dá)到設(shè)計孔底標(biāo)高[2]。

4.2.4 終孔檢查

成孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，對鉆孔進(jìn)行孔口位置、孔深、孔徑、孔壁垂直度、孔底沉渣（孔底含水）進(jìn)行檢查，合格進(jìn)入下一道工序，不合格時采取措施處理。

4.2.5 鋼筋籠下放

施工B 樁，成孔檢測合格后下放鋼筋籠，應(yīng)采取有效措施保證鋼筋籠標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

4.2.6 水下混凝土灌注

咬合樁灌注方式采用汽車吊+導(dǎo)管系統(tǒng)，素樁使用超緩凝水下C15 混凝土，葷樁使用水下C30 混凝土。

（1）灌注前準(zhǔn)備工作

應(yīng)對導(dǎo)管進(jìn)行試拼裝，檢測其強(qiáng)度和氣密性，合格后方可用于水下灌注。導(dǎo)管位置保持居中，導(dǎo)管底部應(yīng)與孔底間隔30cm～50cm左右。首批混凝土灌注之前放入隔水喉塞，必須保證首批混凝土的灌入量。

（2）灌注中

在確認(rèn)首灌量備足后，吊車立即提起活塞。使導(dǎo)管埋入混凝土中深度不小于1.0m。連續(xù)不斷灌注，灌注過程中用測錘測探混凝土面高度，推算導(dǎo)管下端埋入混凝土深度，并做好記錄，提升導(dǎo)管，直至灌注到設(shè)計標(biāo)高。

4.2.7 拔管成樁

混凝土澆筑過程中要注意導(dǎo)管及鋼套管的拔出時間及注意事項?；炷翝仓揭欢ǖ奈恢脮r上提導(dǎo)管拆除，應(yīng)注意始終保持導(dǎo)管底低于混凝土面不小于2m。

應(yīng)符合下列規(guī)定：①導(dǎo)管安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行鋼套管拔管檢查；②混凝土澆筑應(yīng)及時拔套管，起拔量不應(yīng)超高100mm，保持混凝土高出套管底端2.5m；③混凝土澆筑過程中，套管應(yīng)來回轉(zhuǎn)動；④最后一節(jié)鋼套管施拔時，應(yīng)先拔套管，后拔導(dǎo)管。當(dāng)套管拔出后，應(yīng)進(jìn)行混凝土補(bǔ)灌。

5 硬咬合施工工藝

5.1 硬咬合單樁施工工藝流程

硬咬合施工：A 樁混凝土采用普通混凝土，要求必須在A樁終凝后進(jìn)行B樁施工，與軟咬合施工相比差異較大?？刹捎眯阢@機(jī)泥漿護(hù)壁成孔工藝，其施工工藝流程同于泥漿護(hù)壁灌注樁的工藝，如圖3所示。

圖3 硬咬合施工工藝流程

5.2 硬咬合施工方法

5.2.1 導(dǎo)墻建造

與軟咬合大致一樣均要設(shè)置導(dǎo)墻，導(dǎo)墻位置和強(qiáng)度要滿足要求，底部鋪設(shè)三級鋼16mm@200mm×200mm鋼筋網(wǎng)。

5.2.2 鉆機(jī)安置在導(dǎo)墻頂面上重新定位放樣排樁中心位置，移動鉆機(jī)至標(biāo)記位置，使鉆頭中心對應(yīng)標(biāo)記孔位中心，兩者偏差不得大于1‰。

5.2.3 旋挖鉆進(jìn)

鉆機(jī)準(zhǔn)備就位后，泥漿性能合格后，各種準(zhǔn)備條件滿足后即可開始鉆進(jìn)，鉆機(jī)首先要輕壓慢轉(zhuǎn)，通過旋挖中控盤和水平垂直儀器共同監(jiān)控垂直度，如有偏差及時進(jìn)行調(diào)整。鉆進(jìn)時對進(jìn)尺控制深度有要求，每回次控制在60cm左右，預(yù)防孔斜和樁位偏差。

根據(jù)地質(zhì)情況控制鉆孔過程中進(jìn)尺速度：當(dāng)硬地層過渡到軟地層時，可調(diào)整鉆進(jìn)速度；當(dāng)從軟地層漸變?yōu)橛驳貙訒r，要減速慢進(jìn)；為了防止縮徑，在易縮徑的地層中，應(yīng)增加掃孔次數(shù)；對硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率；碰到砂層地層時則采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和黏度。

旋挖鉆進(jìn)施工時及時向孔內(nèi)注泥漿，使孔內(nèi)水頭保持一定的高度，以平衡孔內(nèi)側(cè)壓力。

5.2.4 成孔檢查終孔后，對相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行檢查，不合格時采取措施處理。

5.2.5 清孔

由于旋挖鉆機(jī)可以直接用平斗提取鉆孔內(nèi)的鉆渣，對鉆孔內(nèi)的泥漿波動影響不大，靜態(tài)泥漿護(hù)壁可以減少泥漿用量，清孔工作較為簡單。通常在鉆到設(shè)計標(biāo)高后，采用換漿方式進(jìn)行第一次清孔，清孔后要求孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2mm～3mm顆粒，泥漿比重1.10～1.15，含砂率小于8%，黏度在18s～28s之間，檢驗合格后方可下鋼筋籠和導(dǎo)管。在下完鋼筋籠后如果沉渣大于200mm 時，需要進(jìn)行第二次清孔。

5.2.6 鋼筋籠制作、吊放

根據(jù)設(shè)計規(guī)格、材料和制作規(guī)范，在鋼筋加工場里整段或分段制作，然后采用履帶吊至檢測合格后的孔口上方，緩慢下放到孔底，鋼筋籠標(biāo)高的準(zhǔn)確性應(yīng)采取有效措施進(jìn)行保證。

5.2.7 混凝土灌注

與軟咬合施工有區(qū)別的是素樁采用C20 水下混凝土，葷樁采用C30水下混凝土，采用汽車吊+導(dǎo)管系統(tǒng)灌注方式。其余參考軟咬合水下灌注的技術(shù)要點(diǎn)。

5.2.8 拔管成樁

始終保持導(dǎo)管底埋深于混凝土面以下不小于2m，隨澆筑過程撥出導(dǎo)管。

6 咬合樁施工工效對比

本項目支護(hù)樁樁長24m，樁端位于第四系中更新統(tǒng)殘積層礫質(zhì)黏性土或燕山四期侵入巖全風(fēng)化花崗巖中，巖性均為軟巖。取單根葷樁施工時間作為兩者工藝工效對比之用，不同項目具體功效還需實踐得出。本數(shù)據(jù)只適用于同等地質(zhì)特征條件的項目。單根作業(yè)循環(huán)時間見表1。

表1 軟咬合和硬咬合單根葷樁施工時間表

綜上所述，同等工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件下硬咬合施工工藝功效要快于軟咬合施工功效，對于地質(zhì)條件較好、工期要求緊迫，對周邊環(huán)境影響不敏感的工地運(yùn)用硬咬合工藝是一種不錯的選擇。

7 結(jié)束語

（1）在周邊環(huán)境復(fù)雜、地質(zhì)條件復(fù)雜的軟土地層、水文地質(zhì)較差、基坑周邊變形敏感部位，采用軟咬合：即全套管旋挖鉆機(jī)+超緩凝混凝土技術(shù)的咬合施工工藝有利，能更好地控制基坑變形，對周邊環(huán)境影響較小。

（2）基坑開挖后，軟咬合樁型美觀、樁身順直、止水效果較好；硬咬合樁樁型較差，樁身鼓包、縮頸現(xiàn)象常見，對下一道工序腰梁施工有影響。

（3）同等地質(zhì)條件、同類型的旋挖機(jī)械成樁時間效率較泥漿護(hù)壁咬合樁低，在搶險工程、采取趕工期、工期較緊的項目可優(yōu)先采用硬咬合：旋挖鉆機(jī)+泥漿護(hù)壁成孔工藝。

（4）軟咬合采用全套管旋挖鉆機(jī)機(jī)械相對于搓管機(jī)機(jī)械適用范圍更廣，占用施工面積較小，周轉(zhuǎn)快、靈活便利，在當(dāng)前的基坑支護(hù)階段、搶險救災(zāi)過程中使用較多。

（5）通過本論文的論述，初步了解了兩者工藝的流程和優(yōu)劣，依據(jù)各項目實際情況合理選擇軟咬合工藝或硬咬合工藝施工。