咬合樁施工技術(shù)研究

史恒飛

摘要：咬合樁是一種深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有防滲止水和基坑擋土支護(hù)的雙重作用，在深基坑的支護(hù)工程中被廣泛使用。該文通過(guò)對(duì)咬合樁施工技術(shù)的研究，進(jìn)一步了解和探討咬合樁的施工方法，以及咬合樁技術(shù)在基坑支護(hù)方面的應(yīng)用，積累咬合樁施工的質(zhì)量控制方法和施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為今后類(lèi)似工程中的咬合樁施工提供施工方法選擇的依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：咬合樁??施工技術(shù)??工藝流程??基坑支護(hù)??排樁圍護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753.3????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Research?on?the?Construction?Technology?of?Occlusal?Piles

SHI?Hengfei

（China?Railway?First?Group?Fourth?Engineering?Co.，Ltd.，?Xianyang，Shaanxi?Province，712000?China）

Abstract：The?occlusal?pile?is?a?kind?of?supporting?structure?of?deep?foundation?pits，?which?has?the?dual?functions?of?anti-seepage?and?water?sealing?and?foundation?pit?retaining?and?supporting，?and?is?widely?used?in?the?supporting?projects?of?deep?foundation?pits.?Through?the?research?of?the?construction?technology?of?occlusal?piles，?this?paper?further?understands?and?explores?the?construction?methods?of?occlusal?piles?and?the?application?of?occlusal?pile?technology?in?foundation?pit?supporting，?and?accumulates?the?quality?control?methods?and?construction?technology?experience?of?occlusal?pile?construction，?so?as?to?provide?the?basis?and?experience?for?the?selection?of?construction?methods?for?occlusal?pile?construction?in?similar?projects?in?the?future.

Key?Words：?Occlusal?pile;Construction?technology;?Technological?process;?Foundation?pit?support;?Pile?row?enclosure

咬合樁是以有鋼筋籠的鋼筋混凝土柱樁和無(wú)鋼筋籠的素混凝土柱樁相互間隔并搭接咬合而構(gòu)成整體性的排樁墻體。墻體體系以鋼筋混凝土柱樁承受剪力起支撐作用，同時(shí)又整體作為防水帷幕起防滲止水作用，成為一種基坑支護(hù)形式。在咬合樁墻體結(jié)構(gòu)中，素混凝土柱樁為Ⅰ序樁或A樁，也稱(chēng)素樁，鋼筋混凝土柱樁為Ⅱ序樁或B樁，也稱(chēng)葷樁。

咬合樁由于A、B相間的結(jié)構(gòu)形式，使其具有配筋率較低的優(yōu)點(diǎn)，大大降低了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的配筋率，從而節(jié)約了基坑圍護(hù)工程的成本。其次，由于咬合樁是AB樁相互搭接咬合并連續(xù)施工，因此墻體沒(méi)有施工冷縫，消除了滲水薄弱點(diǎn)，使得墻體的抗?jié)B能力更強(qiáng)，極大地提高了圍護(hù)墻體的防滲止水作用。同時(shí)，由于樁體施工相對(duì)比較靈活，這也使得咬合樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)更適合一些平面形狀多變不規(guī)則的基坑。

1咬合樁的施工

咬合樁施工采用樁身全套管施工，在施工定位導(dǎo)墻施作完畢且具備足夠強(qiáng)度后，先使用套管鉆機(jī)將分節(jié)鋼套管壓入土層一節(jié)，然后使用沖抓斗挖除套管內(nèi)的土石方，再續(xù)接鋼套管，使用套管鉆機(jī)再次下壓入土層，沖抓斗挖除套管內(nèi)土石方，循環(huán)往復(fù)，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在鉆孔過(guò)程中，要持續(xù)控制鋼套管的垂直度，確保樁身的成樁垂直度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。成孔后，采用導(dǎo)管法灌注混凝土，并在灌注過(guò)程中逐步拔出鋼套管，直至混凝土灌注完成，鋼套管完全拔出，完成單樁施工。

咬合樁樁位布置圖如圖1所示，施工順序?yàn)锳1→A2→B1→A3→B2→A4→B3……。施工時(shí)先施工A樁，A樁采用超緩凝混凝土灌注。在左右兩側(cè)A樁的樁身混凝土未初凝前，施工中間的B樁。利用套管鉆機(jī)下壓鋼套管的切割能力，切割掉兩側(cè)A樁與B樁相互咬合部分的混凝土。B樁鉆孔成孔后，下鋼筋籠，導(dǎo)管灌注混凝土，實(shí)現(xiàn)A、B樁相互咬合[1]。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展大幅躍升，工程機(jī)械也隨之快速進(jìn)步發(fā)展，各類(lèi)先進(jìn)的工程機(jī)械在國(guó)內(nèi)工程市場(chǎng)逐漸普及，原有的施工方法也隨之發(fā)生變化。

1.1咬合樁的施工方法

目前咬合樁的施工主要有兩種方案。

1.1.1旋挖鉆機(jī)配合全套管鉆機(jī)施工

這種施工方案的本質(zhì)還是咬合樁傳統(tǒng)全套管施工的方法，與傳統(tǒng)施工方法相比，只是改變了咬合樁成孔的機(jī)械設(shè)備。相較于沖抓斗成孔，旋挖鉆機(jī)的成孔效率更高，垂直度也更容易控制。而且工程項(xiàng)目的地基處理基本上都有旋挖鉆機(jī)施工的內(nèi)容，使用旋挖鉆機(jī)成孔可以避免租賃過(guò)多的機(jī)械設(shè)備，提高機(jī)械使用效益，降低施工成本。旋挖鉆機(jī)配合全套管施工咬合樁在施工中還有以下一些特點(diǎn)。

（1）由于采用旋挖鉆機(jī)配合全套管施工，施工過(guò)程中鋼套管全程作為樁孔護(hù)壁，超前入土一定深度，能有效防止孔內(nèi)出現(xiàn)涌泥和流砂，不易發(fā)生塌孔。而且采用套管內(nèi)利用導(dǎo)管灌注混凝土，可以更好地控制樁身混凝土的質(zhì)量，樁身的質(zhì)量、成樁效果和完整性都比較好。

（2）旋挖鉆機(jī)配合全套管施工，樁孔的成孔精度檢測(cè)更為方便和直觀，樁身成孔孔位精度高，垂直度也比較好。

（3）孔位控制精確，施工時(shí)對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)小，有利于在建筑物和地下管線(xiàn)比較密集的區(qū)域進(jìn)行施工。

（4）在施工B樁位時(shí)，采用全套管作為護(hù)壁對(duì)兩側(cè)A樁進(jìn)行切割，再挖除孔內(nèi)土石進(jìn)行鋼筋混凝土的灌注，A、B樁的咬合更為緊密，墻體結(jié)構(gòu)的整體性和連續(xù)性更好，擋土作用和止水效果也更好。

（5）以鋼套管全程作為樁孔護(hù)壁不需要使用泥漿做泥漿護(hù)壁，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有污染，有利于環(huán)保和文明施工。

（6）全套管的施工方案在一些高地下水位和地層土質(zhì)緊密的地段，鋼套管不易下壓進(jìn)入土層，施工有一定難度，影響工程進(jìn)度。

（7）旋挖樁機(jī)的入巖能力更強(qiáng)，適用的地層范圍更廣泛，可以極大地拓展咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的適用范圍，施工具有入巖要求的咬合樁。

1.1.2旋挖鉆機(jī)施工

此施工方案完全采用旋挖鉆機(jī)施工，在導(dǎo)墻施工完成并達(dá)到強(qiáng)度要求后，按照旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔灌注樁的施工工藝，使用泥漿護(hù)壁先施工兩側(cè)A樁，在A樁的樁身混凝土終凝后，樁身強(qiáng)度達(dá)到1.2～3MPa時(shí)，再使用旋挖鉆機(jī)配備的土層短螺旋鉆頭采用中低速旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式，對(duì)兩側(cè)A樁與B樁相互咬合部分的混凝土進(jìn)行切割，鉆斗取土，循環(huán)作業(yè)最終成孔，然后安放鋼筋籠，下導(dǎo)管灌注混凝土，完成B樁施工[2]。在施工過(guò)程中，可根據(jù)地層土質(zhì)特征和地下水位情況選擇使用泥漿護(hù)壁或全程采用鋼擴(kuò)筒作為護(hù)壁進(jìn)行施工。在采用鋼護(hù)筒作為護(hù)壁施工時(shí)，A樁直接使用旋挖鉆機(jī)下鋼護(hù)筒作業(yè)，B樁在使用短螺旋鉆頭分段完成對(duì)A樁的預(yù)切割后，配合分段下放鋼護(hù)管。旋挖鉆機(jī)施工咬合樁還有以下一些特點(diǎn)。

（1）B樁施工是在A樁樁身混凝土終凝后，且已經(jīng)達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行，可以避免在切割A(yù)樁時(shí)破壞A樁與B樁咬合處的樁身混凝土，避免因損壞A樁樁身的完整性從而影響A樁的止水效果[3]。

（2）完全采用旋挖鉆機(jī)施工，減少了機(jī)械交叉循環(huán)作業(yè)的過(guò)程，大幅提升了施工作業(yè)效率。同時(shí)避免了過(guò)多的機(jī)械投入，而且旋挖鉆機(jī)的國(guó)產(chǎn)型號(hào)較多，也比較普及，可以節(jié)約施工成本。

（3）由于B樁施工是在兩側(cè)A樁終凝后，樁身強(qiáng)度達(dá)到1.2～3MPa時(shí)，施工時(shí)對(duì)施工工序安排的緊湊性和連續(xù)性的要求降低，因此A樁施工不再需要使用超緩凝混凝土灌注，可以節(jié)省施工成本。同時(shí)由于B樁的施工時(shí)間變得更充裕，使得咬合樁在施工時(shí)更加靈活，不再拘泥于傳統(tǒng)工法的A、B樁施工順序，可以分段單獨(dú)連續(xù)施工A樁或B樁，有利于施工現(xiàn)場(chǎng)的資源整合利用。

（4）鉆孔作業(yè)采用泥漿護(hù)壁時(shí)，會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，需要做好環(huán)保及文明施工措施，及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)。采用鋼護(hù)筒作護(hù)壁時(shí)，受旋挖鉆機(jī)自身機(jī)械能力所限，鋼護(hù)筒對(duì)周?chē)翆拥那懈钚Ч噍^于套管鉆機(jī)稍差一些。

1.2咬合樁施工工藝流程

1.2.1咬合樁工藝性試樁

咬合樁施工前須按要求進(jìn)行工藝性試樁試驗(yàn)，試驗(yàn)應(yīng)選擇在施工場(chǎng)地內(nèi)具有代表性工程地質(zhì)條件的位置進(jìn)行。要根據(jù)施工場(chǎng)地的地層特征和工程規(guī)模確定試樁數(shù)量，試樁數(shù)量不應(yīng)少于1組，每組不少于3根。試樁過(guò)程中要對(duì)施工設(shè)備情況、工藝參數(shù)、承壓水和成孔時(shí)間等做詳細(xì)記錄[4]。根據(jù)試樁效果確定施工工藝及相關(guān)工藝參數(shù)。

超緩凝混凝土緩凝時(shí)間確定：A樁超緩凝混凝土緩凝時(shí)間的確定需要在試樁測(cè)定出?A、B樁單樁成樁時(shí)間t以后，根據(jù)下式計(jì)算：

T=3t+K

T為超緩凝混凝土緩凝時(shí)間。

K為施工儲(chǔ)備時(shí)間，一般取1.5t。

1.2.2旋挖鉆機(jī)配合全套管鉆機(jī)施工工藝流程：

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→導(dǎo)墻施工→套管鉆機(jī)就位→安放壓入套管、鉆孔取土→檢測(cè)孔位垂直度→接套管循環(huán)施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高→驗(yàn)孔→B樁吊放鋼筋籠（A樁無(wú)此工序）→下導(dǎo)管灌注混凝土（A樁為超緩凝混凝土）→邊灌注混凝土邊拔出套管至樁頂→鉆機(jī)移位。

（1）施工準(zhǔn)備：規(guī)劃布置施工場(chǎng)地，清除施工場(chǎng)地內(nèi)的地表雜物，并進(jìn)行平整碾壓。對(duì)原材料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，確保施工中所用原材料質(zhì)量合格。施工機(jī)械機(jī)具進(jìn)場(chǎng)拼裝報(bào)驗(yàn)，審驗(yàn)合格后方可用于施工。按成孔樁長(zhǎng)提前準(zhǔn)備充足的鋼套管，并檢查和校正鋼套管的垂直度。

（2）測(cè)量放樣：使用全站儀測(cè)量放樣出計(jì)劃施工段落的導(dǎo)墻中軸線(xiàn)和咬合孔樁位中心點(diǎn)，并做好外引樁和護(hù)樁，作為控制導(dǎo)墻施工的依據(jù)。

（3）導(dǎo)墻施工：根據(jù)測(cè)量放樣的施工樁點(diǎn)人工開(kāi)挖清理導(dǎo)墻溝槽，并對(duì)導(dǎo)墻基槽進(jìn)行必要的整平夯實(shí)，將導(dǎo)墻中心軸線(xiàn)及咬合樁孔位中心點(diǎn)恢復(fù)到基槽內(nèi)。安放預(yù)留定位孔和導(dǎo)墻模板，定位孔直徑為套管直徑外擴(kuò)2～3cm，導(dǎo)墻厚度為30?cm，高出地面10?cm。綁扎導(dǎo)墻鋼筋，澆筑導(dǎo)墻混凝土?；炷翉?qiáng)度達(dá)到75%以后拆除定位孔和導(dǎo)墻模板，恢復(fù)或重新定位咬合樁孔位中心點(diǎn)，并在導(dǎo)墻上區(qū)分A、B樁標(biāo)記樁號(hào)。導(dǎo)墻尺寸可參考圖2。

（4）套管鉆機(jī)就位：套管鉆機(jī)移動(dòng)至施工孔位位置，將鉆機(jī)回轉(zhuǎn)盤(pán)的中心對(duì)準(zhǔn)施工孔位的導(dǎo)墻預(yù)留孔位中心，并校正鉆機(jī)垂直度。

（5）安放并壓入套管、鉆孔取土：鉆機(jī)就位后，將第一節(jié)套管吊裝進(jìn)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)，校正套管垂直度后，磨樁下壓套管，壓入土層2.5m～3.5m深度后，使用旋挖鉆機(jī)從套管內(nèi)旋挖取土，取土和下壓套管交替進(jìn)行，并保持套管底口于取土面2.5m。套管全部壓入土中后，套管頂口要外露1m～1.5m以便接管[5]。

（6）檢測(cè)孔位垂直度：一節(jié)套管施工完畢后，要檢查孔位的垂直度，垂直度不合格時(shí)要進(jìn)行調(diào)整糾偏。

（7）接套管循環(huán)施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高：一節(jié)套管鉆孔檢查合格后，安拉下一節(jié)套管進(jìn)行接長(zhǎng)，循環(huán)作業(yè)至設(shè)計(jì)孔深位置。終孔時(shí)，套管要深入土層1.5m。

（8）驗(yàn)孔：成孔后，要對(duì)孔位位置、垂直度和沉渣厚度等進(jìn)行檢查報(bào)驗(yàn)，不合格時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正和清理，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序。

（9）B樁吊放鋼筋籠（A樁無(wú)此工序）：施工B樁時(shí)，在成孔驗(yàn)收合格后方可安放鋼筋籠，鋼筋籠的制作和安放要符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，鋼筋籠的安放標(biāo)高要正確。

（10）下導(dǎo)管灌注混凝土（A樁為超緩凝混凝土）：鋼筋籠安裝驗(yàn)收合格后，下導(dǎo)管灌注混凝土。A樁使用超緩凝混凝土。灌注混凝土?xí)r如果孔內(nèi)有水，則采用水下混凝土灌注法施工，如果沒(méi)有水，則采用干孔灌注法施工，干孔灌注混凝土?xí)r要注意振搗。

（11）邊灌注混凝土邊拔出套管至樁頂：混凝土灌注過(guò)程中要保持鋼套管底口低于混凝土面至少2.5m，并且邊灌注混凝土邊拔出鋼套管，直至混凝土灌注完畢。

（12）鉆機(jī)移位：?jiǎn)慰资┕ね戤吅螅@機(jī)移出孔位，按照施工計(jì)劃移至下一孔位，進(jìn)入下一施工循環(huán)。

1.2.3旋挖鉆機(jī)施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→導(dǎo)墻施工→鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→驗(yàn)孔（清孔）→B樁吊放鋼筋籠（A樁無(wú)此工序）→下導(dǎo)管灌注混凝土至樁頂→鉆機(jī)移位。

（1）施工準(zhǔn)備：規(guī)劃布置施工場(chǎng)地，清除施工場(chǎng)地內(nèi)的地表雜物，并進(jìn)行平整碾壓。對(duì)原材料和施工機(jī)械機(jī)具進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)審。使用全套管施工時(shí)要檢查并校正鋼套管。使用泥漿護(hù)壁施工時(shí)，要檢查并校正鋼護(hù)筒，設(shè)置泥漿池。

（2）測(cè)量放樣和導(dǎo)墻施工：測(cè)量放樣、導(dǎo)墻施工的方法和步驟與套管鉆機(jī)施工工藝相同。

（3）鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高：

（5）驗(yàn)孔（清孔）：使用全套管施工時(shí)與套管鉆機(jī)施工工藝相同。使用泥漿護(hù)壁施工時(shí)，還需要測(cè)量泥漿比量，并進(jìn)行清孔。

（6）B樁吊放鋼筋籠（A樁無(wú)此工序）：與套管鉆機(jī)施工工藝相同。

（7）下導(dǎo)管灌注混凝土至樁頂：使用全套管施工時(shí)與套管鉆機(jī)施工工藝相同。使用泥漿護(hù)壁施工時(shí)，需在灌注混凝土前進(jìn)行二次清孔，按照旋挖鉆機(jī)鉆孔灌注樁灌注水下混凝土的方法進(jìn)行施工，并且沒(méi)有拔出鋼套管的步驟。

（8）鉆機(jī)移位：?jiǎn)慰资┕ね戤吅?，鉆機(jī)移出孔位，按照施工計(jì)劃移至下一孔位，進(jìn)入下一施工循環(huán)。

2?咬合樁施工注意事項(xiàng)

（1）使用鋼套管施工時(shí)，取土?xí)r遇承壓水、特殊地質(zhì)等影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)試樁結(jié)果確定取土面高于套管底口土體的高度。

（2）全護(hù)筒施工，護(hù)筒較長(zhǎng)，護(hù)筒的下放與起拔阻力大，會(huì)造成護(hù)筒下放與起拔困難。當(dāng)旋挖鉆機(jī)下、拔護(hù)筒能力不足時(shí)，需要借助全回轉(zhuǎn)機(jī)，搓管機(jī)。松動(dòng)鋼套管可有效減少孔壁與套管之間的摩擦力，因此鋼套管作業(yè)時(shí)，先旋轉(zhuǎn)套管，再進(jìn)行套管下放與上拔。

（3）導(dǎo)墻施工是為了滿(mǎn)足咬合樁施工對(duì)平面位置的控制精度，并作為施工平面使用。因此，在施工導(dǎo)墻時(shí)，要注意導(dǎo)墻的施工質(zhì)量和預(yù)留孔位的精度，澆筑混凝土?xí)r要兩邊對(duì)稱(chēng)交替澆筑并振搗，同時(shí)要防止跑模。

（4）使用套管鉆機(jī)施工時(shí)，在B樁成孔過(guò)程中，由于A樁混凝土尚未凝固，還處于流動(dòng)狀態(tài)，因此A樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)，這種情況稱(chēng)為“管涌”。為了防止發(fā)生“管涌”，?A?樁混凝土的坍落度要盡可能小一些，以降低其混凝土的流動(dòng)性，同時(shí)B樁套管底口要始終保持超前于開(kāi)挖面一定距離，埋于土體內(nèi)，以阻止A樁混凝土的流入。在B樁施工過(guò)程中，要時(shí)刻關(guān)注兩側(cè)A樁混凝土頂面，一旦發(fā)現(xiàn)A樁混凝土面下陷，應(yīng)立刻停止B樁開(kāi)挖，并一邊將套管盡量下壓，一邊向B樁孔內(nèi)填土或注水，直到完全制止住“管涌”為止[6]。

3?結(jié)語(yǔ)

咬合樁作為一種綜合了防滲止水和擋土功能的排樁基坑圍護(hù)體系，在各類(lèi)基坑工程中被廣泛應(yīng)用。而且隨著各類(lèi)工程機(jī)械的發(fā)展和普及，咬合樁的施工工藝也在不斷進(jìn)步改變，相較于傳統(tǒng)施工工法，有著較大變化。因此，清楚地掌握并熟悉目前咬合樁的各種施工方法、施工工藝流程、施工注意事項(xiàng)、各類(lèi)易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施對(duì)以后的工程施工會(huì)有很大幫助。

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