上海地區(qū)咬合樁施工工藝探究

尚海龍（上海市地礦建設(shè)有限責(zé)任公司，上海 200435）

1 項目概況

該項目位于上海市靜安我育嬰堂路以西，虬江路與永興路之間，項目有 5 棟單體和 2 層地下室組成。根據(jù)該工程場地勘察報告，對基坑開挖影響較大的土層如下。

（1）①層雜填土，黏性土夾石塊、碎磚等建筑垃圾，局部回填較為密實(shí)，土質(zhì)不均，強(qiáng)度變化大，表層為混凝土澆筑地坪，這對工程基坑圍護(hù)施工及基坑開挖存在影響，為保證工程施工順利進(jìn)行，需采取一定的處理措施。

（2）②1灰黏質(zhì)粉土，松散～可塑狀態(tài)，該層位于基坑深度范圍內(nèi)。

（3）②3-1層灰砂質(zhì)粉土，松散狀態(tài)，基坑坑底位于該層。

（4）②3-2層灰砂質(zhì)粉土，稍密～中密狀態(tài)，該層和②3-1層厚度較大。

這 3 層土（②1、②3-1、②3-2）在場地內(nèi)均有分布，滲透性較強(qiáng)，在水頭差的作用下極易產(chǎn)生坍塌、流砂、管涌現(xiàn)象，基坑開挖時需采取有效的止水排水措施。

場地周邊環(huán)境復(fù)雜，西側(cè)基坑邊線與該側(cè)基地紅線最近距離約為 2.5 m，紅線外圍錯層辦公樓（1～7 F，磚混結(jié)構(gòu)，天然地基），基坑邊線距離多層辦公樓最近距離約為4.1 m，基坑邊線距離多層住宅最近距離約為 10.8 m，基坑邊線距離復(fù)元坊小我最近距離為 16.9 m。

此外，場地西南角分布有一快餐店（2 F，磚混結(jié)構(gòu)，天然地基），基坑邊線距離快餐店最近距離為 4.5 m。

該工程西側(cè) P 軸-E 軸由于地下障礙物較多，且鄰近周邊已有建（構(gòu)）筑物。此我域無法進(jìn)行大面積開挖清除障礙物。因此，將原設(shè)計鉆孔灌注樁（三軸攪拌樁套打）＋三軸水泥土攪拌樁止水帷幕的圍護(hù)體型修改為采用全回轉(zhuǎn)鉆孔咬合樁結(jié)構(gòu)，樁徑為 1 000mm，10 根有效樁長 26.7 m，18根有效樁長 25.7 m；樁端進(jìn)入⑤1-2層（粉質(zhì)黏土），混凝土強(qiáng)度等級水下 C30。

為保證水下混凝土質(zhì)量，應(yīng)利用導(dǎo)管灌注混凝土。其樁頂混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計要求,可采用超澆方法解決，樁頂應(yīng)澆筑至導(dǎo)墻上部。鋼筋采用 HPB 300 級、HRB 400 級；主筋連接采用焊接，焊縫等級三級，焊條采用 E 50 型，主筋保護(hù)層為 70 mm，樁位偏差小于 30 mm，樁的垂直度允許偏差應(yīng)小于 1/300，樁的充盈系數(shù)不小于 1.0。

2 施工流程

2.1 單樁咬合樁施工工藝流程

咬合樁的施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 咬合樁施工工藝流程示意圖

2.2 導(dǎo)墻施工

在咬合樁成槽前，應(yīng)澆筑導(dǎo)向墻。導(dǎo)墻在灌注咬合樁施工中主要有以下幾點(diǎn)功能：① 為全回轉(zhuǎn)機(jī)提供作業(yè)平臺，承受在鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)壓、拔、扭動套管時產(chǎn)生的作用力；② 為施工提供導(dǎo)向定位作用；

本項目導(dǎo)墻采用 400 mm 厚 C 25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.3 鉆機(jī)就位

移動套管鉆機(jī)至導(dǎo)墻，使套管鉆機(jī)抱管器中心與導(dǎo)墻孔位中心在同一軸線。

在樁機(jī)就位對準(zhǔn)后，安裝首節(jié)套管在樁機(jī)鉗口中，調(diào)正套管垂直度，邊回轉(zhuǎn)邊下壓套管，壓入深度為 3～2.5 m，然后用抓斗從套管內(nèi)取土，一邊抓土、一邊繼續(xù)回轉(zhuǎn)下壓套管，始終保持套管底口超前于開挖面的深度不小于 2.5 m。首節(jié)套管全部壓入土中后（地面以上要留 1.2～1.5 m，以便于接管），檢測套管垂直度，如其垂直度不符合要求，則需進(jìn)行糾偏調(diào)整，如安裝合格則可繼續(xù)安裝第二節(jié)套管繼續(xù)下壓取土，如此繼續(xù)，直至達(dá)到設(shè)計孔底標(biāo)高。

2.4 鋼筋籠的吊放及安裝

本項目咬合樁為 YH 1 和 YH 2 間接成樁，成孔后經(jīng)驗收合格后吊放鋼筋籠。鋼筋籠安裝時應(yīng)有專人測定鋼筋籠中心位置與套管中心位置、樁中心位置重合，且采取有效措施確保鋼筋籠標(biāo)高在正確位置。

本工程設(shè)計為全鋼筋混凝土樁身，其中 YH 1、YH 3、YH 5 奇數(shù)序列樁身鋼筋籠配筋為方格型，YH 2、YH 4、YH 6偶數(shù)序列樁身鋼筋籠配筋為正常鋼筋籠圓型設(shè)計，如圖 2，圖 3。

圖2 YH 1、YH 3、YH 5鋼筋籠剖面圖

圖3 YH 2、YH 4、YH 6鋼筋籠剖面圖

鋼筋籠定位：針對 YH 1、YH 3、YH 5 鋼筋籠下放時必須采取有效措施確定鋼筋籠位于樁位中心，具體如下。

（1）待成孔后吊車起吊特制“鋼刷”對套管內(nèi)壁清掃，確保套管內(nèi)壁無沾泥，保證后續(xù)灌注樁身質(zhì)量。

（2）清掃完成后重新測量樁位中心并在套管周邊量好尺寸，確保鋼筋籠中心與樁位中心的偏差不超過 30 mm。

（3）鋼筋籠起吊后應(yīng)緩慢對中樁位中心，緩慢下放至套筒中。待鋼筋籠全部完成焊接后，緩慢下放，在此過程中應(yīng)對中心位置再次校核，確保鋼筋籠中心位置與樁位中心的偏差滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

2.5 灌注混凝土

采用干孔灌注法施工，灌注前應(yīng)再次檢查套筒內(nèi)壁的沾泥情況，確保管壁的清潔。

2.6 拔管成樁

在澆筑混凝土的同時要及時插導(dǎo)導(dǎo)管、提升套管，在灌注過程中要有專人確保套管在混凝土面層以下 2.5 m 以上，且要保證導(dǎo)管位于混凝面以下 ≥2.0 m。

2.7 排樁施工

施工主要采用“全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)＋超緩凝型混凝土”方案。鉆孔咬合樁的排列方式采用，為 YH 1 樁和 YH 2 樁間隔。

本工程咬合樁總的原則是先施工 YH 1 序列（長方形鋼筋籠）樁，再施工 YH 2 序列樁（圓型鋼筋籠樁），YH 1序列樁混凝土必須采用超緩凝混凝土（緩凝時間在 60 h 左右）。YH 1 序列樁施工完畢后，施工 YH 2 序列樁，在 YH 1序列樁混凝土初凝之前（強(qiáng)度達(dá)到 30%，約 48 小時左右）施工 YH 2 序列樁，施工中需要切割掉相鄰 YH 1 序列樁部分混凝土，使 YH 1 序列樁與 YH 2 序列樁相互咬合。施工部署示意如圖 4 所示。

圖4 排樁咬合樁施工流程圖

YH 1 序列樁為方型鋼筋籠樁無須咬合，根據(jù)工程的實(shí)際情況，如上部有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物的，在施工時全套管全回轉(zhuǎn)套管機(jī)結(jié)合清障一次性成孔，如上部土層情況較差，都為淤泥質(zhì)黏土或粉土，在咬合樁施工時必須使鋼套管的深度比鋼套管內(nèi)的土面深 3～5 m，防止出現(xiàn)土體管涌現(xiàn)象，施工中邊旋轉(zhuǎn)鋼套管邊抓土至孔底標(biāo)高后下籠澆注混凝土。

YH 2 序列樁成孔，因 YH 1 序列樁為方型鋼筋籠樁混凝土，可在 YH 1 序列樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后或在混凝土初凝前進(jìn)行 YH 2 樁咬合施工，同樣此工序施工也要考慮土質(zhì)情況，在施工時必須使鋼套管的深度埋入土層深度3～5 m，切割咬合時當(dāng)相臨兩根“素樁”強(qiáng)度較大時，要控制好套管垂直度，控制鉆進(jìn)速度，同時防止鉆進(jìn)時鉆頭磨損太快而無法切割至樁底部。

3 常見的工程事故及預(yù)防措施

3.1 樁孔偏位

施工前應(yīng)符合導(dǎo)墻定位孔位置的準(zhǔn)確性，首節(jié)套管安裝時嚴(yán)格復(fù)核套管中心與導(dǎo)墻定位孔中心，確保其位于同一軸線。

3.2 鉆進(jìn)垂直度的控制

施工前應(yīng)確保施工我域場地的平整度，并且進(jìn)行施工套管順直度的檢查與校正。

施工過程中應(yīng)在選擇以套管為中心的兩個相互垂直的方向采用經(jīng)緯儀來檢測地面以上套管的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。施工全程均應(yīng)檢測其垂直度，不得間斷。

每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前，都要用線錘進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查，如發(fā)現(xiàn)有不合格時應(yīng)及時糾偏，待檢查合格后方可進(jìn)行下節(jié)套管安裝施工。

3.3 糾 偏

在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，應(yīng)及時糾偏，糾偏的方法：①當(dāng)套管偏差不大或入土深度不超過 5 m 時，可直接利用套管的 2 個頂升油缸和 2 個水平油缸進(jìn)行調(diào)節(jié)；②當(dāng)偏差較大或入土深度大于 5 m 以上時，發(fā)現(xiàn)偏差可先用油缸糾偏，如果糾偏不能達(dá)到要求，可向套管內(nèi)填砂或黏土，一遍填一遍起拔套管，直至套管起拔至上次檢查垂直度合格的位置，然后調(diào)直套管，重新下壓。

3.4 管 涌

管涌的發(fā)生一般有 2 種情況：① 隨著鉆孔深度的加深和套管的搖晃，淤泥質(zhì)黏土和礫質(zhì)黏土在飽和壓力水情況下，軟化成流塑狀引起管涌；② 成孔過程中，由于 YH 1 序樁混凝土尚未凝固，還處于流動狀態(tài)，YH 1 樁孔內(nèi)混凝土可能會沿著 YH 1、YH 2 咬合處流入到 YH 2 樁孔內(nèi)，引起管涌。

預(yù)防措施有：①在施工過程中抓土速度減緩，減少對孔底土層的擾動；②嚴(yán)格控制施工順序，確?；炷聊毯笤偈┕は噜彉段?；③施工夾樁時注意觀察 YH 1 樁位的混凝土面，如發(fā)現(xiàn) YH 1 位混凝土面下沉，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，施工樁位護(hù)筒應(yīng)下壓并及時往施工樁位孔內(nèi)填土或注水，壓制管涌。

4 結(jié) 語

咬合樁具有擋土和止水的雙重特性，能減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的占地面積。采用全套管回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工，能有效較少對周邊環(huán)境的影響。通過對咬合樁施工的基本工藝流程全過程的質(zhì)量把控可預(yù)防工程質(zhì)量風(fēng)險。咬合樁在緊鄰已有建（構(gòu)）筑物或重要管線我域值得推廣。