全钢套管法施工咬合桩在基坑围护工程中的应用

全钢套管法施工咬合桩在基坑围护工程中的应用
摘要：本工程为目前杭州市最大的应用全钢套管法施工咬合桩作为围护体系的案例，采用咬合桩加预应力锚杆的方式，止水效果好。

关键词：全钢套管，咬合桩，超缓凝混凝土。

中图分类号： tv551.4 文献标识码： a 文章编号：
一、工程概况：
杭州市滨江区盛元.慧谷工程位于浙江省杭州市滨江区新建项目。

为二层地下室，平时为地下停车场使用，战时为人防。

邻近钱塘江，距离钱塘江堤120m, 地层透水性好，地下水量丰富。

1.根据工程勘察报告，该区域场地工程地质条件：
地面标高在6.5~7.8 m之间，地下水位在2.5 m左右，基坑所处土层自上而下依次为：
2.基坑围护设计
围护设计桩采用φ1000@1500mm咬合桩，两根钢筋混凝土b桩之间采用素混凝土a桩咬合作为止水帷幕，钢筋混凝土与素混凝土咬合250 mm，钢筋混凝土强度等级c25，素混凝土强度等级c15，素桩a长14 m，钢筋混凝土桩b长21.6m，桩身素混凝土采用缓凝时间为60小时的超缓凝混凝土，抗渗等级为s8。

二、咬合桩施工工艺
咬合桩是利用超缓凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套管钻机通过钢套管切割超缓凝混凝土工艺成孔、成桩的一种特殊桩型，
通过桩与桩之间的咬合搭接，可形成挡土截水的连续排桩围护结构或地下防渗墙。

咬合桩的排列形式采用，一个素混凝土（a桩）和一个钢筋混凝土（b桩）间隔，施工a桩后施工b桩，a桩采用超缓凝形混凝土，要求必须在a桩混凝土初凝之前完成b桩的施工，b桩施工时，利用套管钻机的切割能力割掉相邻a桩相交部分的混凝土，则实现了咬合，如图3（排桩施工工艺流程）所示。

排桩施工流程为：a1- a2- b1 - a3- b2 –a4-b3----。

上述超缓凝混凝土是咬合桩施工的一个关键，特别是缓凝时间的控制。

排桩施工工艺流程图3
咬合桩工艺要点和技术措施
本工程采用昆明捷程桩工捷程牌mz全套管钻机施工咬合桩，钢套筒采用加强型
其单桩施工流程为：导墙施工—桩机定位—套筒钻进和取土，直到达到设计深度—钢筋笼吊放—下导管—浇筑混凝土，同时逐步拔除混凝土导管和套筒—桩体形成。

2.1导墙施工
为确保定位精度和钻机的稳定，浇筑了‘┓┏’形的钢筋混凝土导墙，宽4000mm，厚度300 mm，配筋φ12@200双向双排，混凝土强度等级c25。

另外，在导墙施工时应清除了地下障碍物，以保证成桩顺利。

2.2钻进成孔
等导墙有足够的强度后，将钻机就位对中，然后套筒开始下压钻进、取土，一节套筒完成后再接下一节（地面以上要留1.2-1.5米，以便于接管）。

套筒底始终保持在挖土面以下不少于2.5米，直至达到设计孔深。

本工程施工中，咬合桩的基底落在⑤-2灰色粉质粘土，施工过程中要注意地质变化，防止穿透透水层。

在成孔过程中要保证套筒下压的垂直度，当垂直度超出标准和设计要求时，应该采取纠偏措施。

2.3垂直度控制
为了确保咬合桩底部咬合量，应严格控制桩的垂直度，桩的垂直度要求确定为不大于3‰。

垂直度控制要做到几个方面：
第一、套管的顺直度检查和校正，咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管（15-25m）的顺直度偏差宜小于10mm。

检测方法：于地面上测放出两条相互平等的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锺和直尺进行检测；第二、成孔过程中桩的垂直度监测和检查
1）地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用经纬仪或线锺监测地面以上部分的套管的垂直度，发现偏差随时纠正。

这项检测在每根桩的成孔过程中应自始自终坚持，不能中断。

2）孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用测斜仪或“测环”进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。

3）终孔检测：在每根桩成孔完毕，必须进行垂直度检测，选两个相互垂直的方向进行测量。

垂直度必须小于3‰，如不合格必须纠偏，使垂直度达到要求为止。

2.4纠偏
若成孔过程中如发现垂直度偏差过大，则必须及时进行纠偏，具体可根据套筒入土深度或垂直度偏差大小来选择不同纠偏方法。

纠偏的常用方法有以下三种：
1）利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大或套管入土不深（5m 以下），可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目地。

2）a桩纠偏：如果a桩在入土5 m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。

3）b桩的纠偏：b桩的纠偏方法与a桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填砂或粘土而应填入与a桩相同强度的混凝土，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。

2.5钢筋笼制作吊放和防上浮措施
2.6钢筋笼制作吊放
钢筋笼在环行、圆形模具上按一节整体制作成型，主筋箍盘焊接成骨架，每隔2m设混凝土保护层垫块，以保证50mm厚的保护层。

采用吊机一次吊入孔内就位，确实较长的在一节成型后截为2节吊
放，钢筋笼接头采用挤压套筒连接，以加快吊放速度。

4）最终强度
满足设计要求28天强度
超缓凝混凝土技术参数表
2.7防管涌措施
在b桩成孔过程中，往往发生a桩混凝土涌入b桩孔内的管涌现象，为克服和防止管涌。

1）a桩混凝土的坍落度应尽量小一些，不宜超过18 cm，以便于降低混凝土的流动性。

2）套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止混凝土的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好。

该工程施工中，套筒底始终保持低于挖土面1.5~2m距离。

5、缺陷桩的补强措施
在咬合桩施工过程中，因a桩超缓混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩。

事故桩的处理方法主要分以下几种：
5.1平移桩位侧咬合
b桩成孔施工时，其一侧a1桩的混凝土已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割咬合a1、a2桩。

在这种情况下，宜向a2桩方向平移b桩桩位，使套管钻机单侧切割a2桩施工b桩，并在a1桩和b桩外侧另增加一根旋喷桩作为防水处理。

5.2背桩补强
图五咬合桩背桩补强示意图
如图五所示，b1桩成孔施工时，其两侧a1、a2桩的混凝土均已凝固，在这种情况下，则放弃b1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在b1桩外侧增加三根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。

在基坑开挖过程中将a1和a2桩之间的夹土清除喷上混凝土即可。

5.3预留咬合企口
图六预留咬合企口示意图
如图六所示，在b1桩成孔施工中发现a1桩混凝土已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在a1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。

此砂桩处以后需在外侧增加一根旋喷桩作为防水处理。

5.4咬合桩下端开叉或渗水处理
咬合桩下端开叉严重可采取图四的方法背后旋喷桩加固，若是桩身质量导致渗水可采用桩上打孔压注超细水泥止水处理。

6、结束语
咬合桩成桩垂直精度高，各桩间咬合防水效果好；成孔时可做到无泥浆作业，并且可保证无坍孔，振动、噪声小，易于文明施工、
控制桩身质量、保证安全，可减少对周边环境的影响。

与其他基坑支护类型相比具有许多优点，对于地形条件限制较大的基坑或施工场地周边建筑密集的基坑，采取咬合桩结合钢筋混凝土支撑梁体系，可以很好地解决基坑施工中遇到的难题。

参考文献：
[1]昆明捷程mz系列全套管灌注桩和钻孔咬合桩成套技术研究与开发报告。