咬合桩建设和质量控制要点浅谈

咬合桩建设和质量控制要点浅谈
发布时间：2023-01-16T03:39:49.345Z 来源：《中国科技信息》2022年9月17期作者：张少凡
[导读] 以公司承建的邵阳市大祥坪停车场（体育场改造）项目基坑围护工程为例，阐述了咬合桩施工工艺，并总结了施工过程中质量控制要点
张少凡
中交中南工程有限公司，湖南长沙 410000
摘要：以公司承建的邵阳市大祥坪停车场（体育场改造）项目基坑围护工程为例，阐述了咬合桩施工工艺，并总结了施工过程中质量控制要点。

关键词：咬合桩；全套管钻机；C20水下超缓凝混凝土
1 引言
咬合桩是以全套管钻机为主，通过套筒护臂钻入成孔，利用超缓凝混凝土在桩与桩之间形成相互咬合排列的围护结构，是一种较好的深基坑围护结构。

其特点是桩体质量好，成桩精度高，工程进度快，对周围环境影响小，施工噪音小。

本文结合邵阳市大祥坪停车场（体育场改造）项目基坑围护工程施工实践，浅谈咬合桩施工质量控制要点。

本文结合邵阳市大祥坪停车场(体育场改造)工程基坑围护工程的施工实践，就咬合桩施工质量控制这一关键问题，浅谈几个方面的看法。

2 工程概况
邵阳市大祥坪停车场（体育场改造）建设工程，位于邵阳市历史文化街区控规用地范围内，其规划用地范围为复兴巷以西、乾元巷以东、红旗路以南、大祥坪体育馆以北所围合的区域，规划范围内总用地面积为27341.99㎡。

基坑开挖深度为9.2米。

咬合桩用于围护结构，如表1所示主要工程量。

3 工程地质概况
①层:素填土；②层:灰黄色粉质黏土；③层:灰黄色粉砂；④层:圆砾；⑤1层:强风化泥质粉砂岩；
⑤2层:灰黄色粉砂。

场地潜水主要赋存于①层素填土和②层粉质黏土中，该层埋藏较浅，主要通过降雨进行补给，通过蒸腾作用进行排泄，受气候影响较大。

微承压水主要存在于③层粉砂和④层圆砾中，由于②层粉质粘土渗透性相对较弱，所以这层水与其上部含水层的联系较弱，受气候条件的影响较小，因此它是相对隔水的一层。

在基岩风化裂隙中主要赋存基岩裂隙中的基岩裂隙水，与含水量较低的上部微承压含水层相联通。

4 施工工艺
钻孔咬合桩采用机械钻孔施工，采用“全套管钻机+超缓凝砼”方案。

钻孔咬合桩采用以下排列方式：第一类桩为素桩(Ⅰ类桩)，第二类桩为钢筋桩(Ⅱ类桩)；先建Ⅰ桩，后建Ⅱ桩，Ⅰ桩砼采用超缓凝砼，要求Ⅱ桩施工必须在Ⅰ桩砼初凝前完成，Ⅱ桩施工时采用套管钻机切割能力将Ⅰ桩相邻部位的砼切割掉，这样就达到了咬合作用。

咬合式排桩的施工顺序为，先施工I桩,再在相邻两I桩间施工II序桩，即I1—I2—II1—I3—II2—I4—II3……（如图：1）
图1 成桩顺序图
Ⅱ桩在相邻Ⅰ桩混凝土初凝前切孔，Ⅰ桩超缓凝，Ⅱ序桩一般砼，超缓凝时间不小于60h；灌注超缓凝混凝土干孔，坍落度不应大于140毫米，水下灌注不应大于180毫米。

起始桩前应设置砂桩，并应在砂桩接缝处采取止水处理措施。

5 质量控制要点
桩身定位、垂直度控制和混凝土缓凝时间的控制等，是咬合桩施工质量的主要控制要点。

5.1 桩身定位（导墙）
通过施作钢筋混凝土导墙提高精确率，施工中严格控制导墙施工精度。

本工程导墙采用30cm厚的C20钢筋砼，80mm厚C20垫层，导墙
保护层厚度30mm，导墙与咬合桩平面位置关系如图2所示:
图2 导墙与咬合桩平面位置关系图
5.2 桩身垂直度控制
除严格控制其孔口定位误差外，为保证咬合桩底部有足够厚度的咬合量，根据《咬合式排桩技术标准》(JGJ/T396-2018)规定，桩垂直度标准为≤1/300，应严格控制其垂直度。

5.2.1 桩的垂直度监测与检查
（1）对地面以上部分套管的垂直度，用线锤在地面上选择两个相互垂直的方向进行监控，发现偏差随时进行纠偏。

(2)孔内检查：在每一节套筒压好后再安装下一节套筒前，应先停下来用“测环”或“线锤”在孔内作垂直度检查，不合格时需进行校正，待合格后方可进行下一节套筒的施工。

5.2.2 纠偏
套管在切压过程中，发现偏差及时纠正。

通常采用以下方法纠偏:
（1）利用钻机油缸进行纠偏：如不是较大的偏差或套管没有很深的进土。

套管垂直度调节可直接利用钻机顶升油缸，推拉油缸。

（2）I桩的纠偏方法:如果I桩入土5m以下发生较大偏差，先用钻机油缸纠偏，若达不到要求，可向套管内填砂拔套管至上一次检查合格的地方，进行纠偏。

（3）II桩的纠偏方法:II桩的纠偏方法与I桩基本相同，只是采用与I桩相同的混凝土进行填充。

5.3 混凝土缓凝时间控制
先施工的桩，其桩身混凝土凝结时间要长，早期强度要低，符合切割要求，这就是咬合桩施工工艺的关键技术。

因此，该工艺能否取得成功，关键在于切割桩的混凝土能否达到设计和施工的要求。

5.3.1 超缓凝混凝土配合比确定
根据咬合桩施工工艺，结合项目现场实际情况：早6点值12点，下午2点至19点混凝土运输车无法运输，再考虑一些如成孔、机械等不确定因素，最终对超缓凝C20水下混凝土指标制定以下求：
（1）混凝土要满足水下桩灌注的要求。

（2）混凝土28天强度以C20评定必须合格。

（3）混凝土初凝时间不低于60小时，并保证了84小时不大于3MPa的抗压强度。

考虑到超缓凝对强度（尤其是早期7天）的影响。

C20水下超缓凝混凝土的配合比经初步试验确定，见表3。

这种配合比的出机混凝土具有良好的和易性，具有230mm的坍落度和550mm的扩展度。

28天的抗压强度为37.6MPa，指标均可以满足水下桩混凝土的设计、施工要求。

5.3.2 原材质量控制
为确定原材料对C20超缓凝混凝土性能的影响，项目使用不同批次的水泥、砂、石，同一批缓凝剂进行8组试验，用以检验超缓凝混凝
土早期强度和28天强度能否达到要求。

试验数据见表4。

由上表数据可以看出，超缓凝混凝土的凝结时间受原材料变化的影响相对较大，因此在生产过程中，尤其是水泥、沙石等方面，对原材料的质量要严格把关。

5.3.3 缓凝剂掺量确定
本项目选用缓凝效果最好的糖类作为缓凝剂。

固定外加剂掺量3.0%，初步确定一个范围比较大的缓凝剂掺量试验，缓凝剂掺量为
1#10%、2#8%、3#6%、4#4%四个样品，混凝土不同缓凝剂掺量的试验数据见表5。

从表5的试验结果看试验编号为SP-1、SP-2的缓凝剂掺量的试配结果都能满足要求，但SP-1初凝时间过长，SP-4初凝过短，SP-2较合适。

5.4 其他质量控制要点
咬合桩施工质量控制除了桩身定位、垂直度和混凝土缓凝时间的等质量控制要点外，还应对混凝土浇筑质量、混凝土运输、钢筋笼绑扎质量、施工接头质量等进行把控。

同时应制定遇到地下障碍物、B序桩切割成孔困难、管涌、串孔、水下混凝土灌注事故、土壤含水量太高、断桩等现场可能发生问题的应急处置措施，确保咬合桩施工质量。

6 结论
2021年10月2号邵阳市大祥坪停车场基坑咬合桩A320、A110桩开始浇筑，桩基定位及桩身垂直度控制均达到预期效果。

10月4号开始切割，切割顺利。

C20水下超缓凝混凝土均性能均能满足设计要求。

通过本项目工程咬合桩施工总结了桩身定位、垂直度控制和混凝土缓凝时间控制等咬合桩施工质量控制要点，从咬合桩施工结果来看，效果较为理想，推广价值较高。

参考文献：
[1] JGJ/T396-2018，咬合式排桩技术标准.
[2] 张全贵，周金金，罗紫隆，超缓凝桩基混凝土的研究.混凝土世界 [J]，2014（zl）.
[3] 于明华，钻孔咬合桩施工技术 [J]. 隧道建设, 2003，23（2）：23-27，61.
[4] JGJ94-2008，建筑桩基技术规范.
[5]邵阳市大祥坪停车场项目，邵阳市大祥坪停车场建设工程总承包项目基坑开挖及支护方案，2021.8.。