钻孔咬合桩

7钻孔咬合桩

7.1一般规定

7.2设计计算

7.2.1嵌固深度计算

7.2.2结构计算

7.2.3构造等计算

7.3施工前期准备

7.4施工要求

7.4.1螺旋钻机成孔

7.4.2泥浆护壁成孔

7.4.3钢筋笼加工与吊装

7.4.4混凝土灌注

7.5质量控制

7.5.1导墙施工

7.5.2钻机就位及取土成孔

7.5.3安放钢筋笼

7.5.4灌注混凝土

7.5.5分段施工接头的处理

钻孔咬合桩最早在深圳地铁工程中得到应用，并先后在在北京、上海、杭州、南京等地地铁工程均得到成功应用，犹在杭州地铁一号线中应用较多，其中典型场地条件主要由粉土、粉砂、粘质粉土夹淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土等为主，设计钻孔咬合桩桩径1000mm，上海地铁工程中也有采用1270mm桩径的；桩长普遍在20m以上。经验表明钻孔咬合桩具有以下优点：采用全套钻机 ,在施工过程中 ,始终有超前钢套管护壁 ,所以无需泥浆护壁 ,从而节约了泥浆制作、使用和废浆处理的费用,取出的土为原土,有利于工地的文明施工；其次扩孔(充盈)系数较小 ,在施工过程中始终有钢套管护壁,完全避免了孔壁坍塌 ,从而减小了扩孔(充盈)系数,节约了混凝土灌注量。就钻孔咬合桩在苏州地铁一号线使用来看，还只是试探性的，相对于非常成熟的现浇混凝土地下连续墙和SMW工法桩，钻孔咬合桩的再用只占了很小的比例，只有个别地铁基坑围护结构全部采用钻孔咬合桩，而多数地铁车站基坑围护只是在部分工程要求相对较低的位段采用，因为本身钻孔咬合桩是一种相对较新的桩型。而据以往的施工经验，钻孔咬合桩外型标准、防渗能力强、无需泥浆护壁、扩孔(充盈)系数小、配筋率低、在穿过软弱、富水地层时无需增加其他辅助措施、施工速度快、造价相对较低，技术经济性较好。就以往工程应用地质条件来看，钻孔咬合桩可以也值得在苏州地铁中推广使用。

7.1一般规定

7.1.1钻孔咬合桩采用旋挖钻机施工，其配置数量及所需技术性能根据苏州地区地铁深基坑工程的具体要求选定。

7.1.2钻孔咬合桩围护结构适用于风化石灰石岩层，砂砾石层及软土底层深基坑围护结构的施工，尤其在饱和富水软土层施工中最能体现其优越性，无需另外增加辅助节水帷幕等防水措施，与其他达到相同工程要求的维护结构形式（如人工挖孔排桩、地下连续墙及泥浆护壁钻孔排桩等）相比造价低。

7.1.3钻孔咬合桩钻头应根据图纸选用，其成孔需要符合下列规定：

1）钻孔就位正确、垂直，允许偏差不应大于本指南的规定；

2）开钻活穿越软硬不均匀土层交界处时，应缓慢钻进并保持钻杆垂直；

3）在松软杂填土活含水量较大的软塑性土层中钻进时，钻杆不得摇晃；

4）钻进中随时清理孔口积土，当发现钻杆跳动、机架摇晃、不进尺等现象时，应停钻检查；

5）钻孔至设计高程后应空钻清渣，提钻后及时加盖。

7.1.4钻孔咬合桩施工应具备下列资料：

1) 苏州地区地质勘察报告；

2) 钻孔咬合桩施工现场的地形、气象和水文资料；

3) 地铁停车站范围内地下管线、构筑物及临近建筑物的资料；

4) 钻孔咬合桩施工组织设计等基础资料。

7.1.5 钻孔咬合桩围护结构的基坑，在土方开挖期间，应对基坑围岩和墙体及其支护系统进行监控量测，并及时反馈信息。

7.2钻孔咬合桩设计计算

7.2.1 根据咬合桩的施工流程，咬合桩的截面型式主要有4种，见图7.2.1所示，要根据苏州地区的地质特点与地铁深基坑围护结构的需要选择合适的截面形式。

图7.2.1 钻孔咬合桩的四种截面形式

7.2.2 咬合桩围护结构的计算原则

1) 对长条形钢筋混凝土框架结构的车站，可沿车站纵向取单位长度按底板支承在弹性地基上的平面框架分析。计算时宜考虑柱和楼板的压缩影响。逆筑法施工时，还应考虑立柱施工误差造成的偏心影响和立柱与外侧围护墙的沉降差。

2) 开挖面以上按弹性支承板或梁计算，以下则按弹性地基板或梁计算。

3) 结构计算宜按照施工工艺要求确定相应的计算工况，开挖阶段围护结构计算时，必须计入墙体的先期位移及支撑的变形。内部结构按回筑施工和使用工况分别计算各阶段内力后，进行最不利内力组合，得内力和变形的包络值。

（一）

（二）

（三）

（四）

4) 结构计算应考虑基坑开挖过程中土方开挖分段、加撑及施加预应力、各工序的时限等因素，合理地确定施工参数。

5) 咬合桩的入土深度与基坑开挖深度、地质条件和刚度有关。应根据支护结构的抗倾覆、抗隆起、抗管涌、整体稳定验算等来确定桩的入土深度。

7.2.3 钻孔咬合桩的计算方法

1) 包络、叠加法:适用于明挖法施工的车站。按施工顺序分工况加荷，逐次求得最不利内力组合。

2) 增量法:适用于逆筑法施工或其他特殊条件下施工的车站。在施工过程中结构体系和荷载随着开挖、支撑、浇筑顶板、中板、底板、回筑立柱及内衬墙在不断地发生变化。先计算由于荷载增量引起的内力，再与前面各工况荷载增量引起的内力叠加。

7.3咬合桩的施工

7.3.1 咬合桩基本施工原理

钻孔咬合桩是用旋挖钻机钻孔，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构，如图7.3.1所示。桩的排列方式一般设计为一个素混凝土桩或异形钢筋混凝土桩（A桩）和一个钢筋混凝土桩（B 桩）间隔布置。为了减少施工过程中相邻孔间的扰动，一般采用隔4孔为一个单元序列施工工法。即施工时，先施工A1桩，再施工A2桩。紧跟着施工相邻的B桩。A桩用超缓凝型混凝土，要求必须在A桩混凝土凝结之前完成B桩的施工，以便在B桩施工时，利用旋挖钻机切割掉相邻A桩1/4弱直径相交部分的混凝土，实现A桩与B桩的咬合。

图7.3.1 钻孔咬合桩平面示意图

7.3.2 施工工艺

7.3.2.1导孔的施工。旋挖钻机就位以后，先预钻一个深3m左右的导孔，导孔的直径只要能顺利放入套管护筒即可。

7.3.2.2单桩的施工工艺流程