液压式摆动挤压钻孔搭接排桩在某高层建筑基坑支护中的应用

黄　的

摘要：一般的深基坑工程，支护多采用钢筋混凝土灌注桩，止水帷幕，则采用搅拌桩(或增加水泥浆高压旋喷注浆)。文章介绍了一桩两用的支护——挤压钻孔搭接排桩。并附以工程实例进行了分析。

关键词：挤压钻孔；搭接排桩；基坑支护

中图分类号：TS803

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)14-0192-02

一、挤压钻孔搭接排桩

挤压钻孔接排桩全称为“液压式摆动挤压钻孔搭接排桩”(以下简称“挤压钻孔搭接排桩”)，它最大的特点是一桩两用，即同时具有挡土和止水的双重作用。钻孔搭接排桩与由常规的钻孔桩挡土加深层搅拌村止水所联合形成的基坑支护体系相比较，它具有施工速度快。节省支护费用和施工工艺简单等特点，比较适合于城市特殊地区的大、中型基坑护工程，下面介绍挤压钻孔搭接排桩的施工工艺及技术要点。

(一)挤压钻孔搭接排桩的原理

1.挤压钻孔搭接排桩由两种类型的桩组成，即一种为R型桩(有筋桩)。一种为C型桩(素混凝土桩)。当R型桩与C型是在同一轴线上时可采取“C+R+C+R+C”间隔排列布置，并且R型桩与C型桩之间的搭接长度为200mm，就形成一道具有止水能力并具有足够侧向刚度的基坑围护结构。

2.挤压钻孔搭接排桩施工顺序：先施工C型桩(素混凝土桩)，然后在两根C型桩之间施工R型桩(有筋桩)。R桩的施工是利用套管的切割能力切割掉相邻两根C型桩的相交部分尚未完全凝固的混凝土，待钻孔达到设计深工后放置钢筋笼，然后浇筑混凝土，此时有筋桩的混凝土与已经完成的无筋桩混凝土一起凝固，共同形成一个具有密度的桩墙，并以此达到既挡土又止水的目的。

3.为了保证R型桩在施工中桩套管能顺利地切割掉相领两根C型桩的相交的素混凝土，C型桩混凝土此时不应该初凝。要达到这个目的，需要在C型桩的混凝土中掺加超缓凝剂。延缓混凝土的初凝时间，以满足R型桩施工切割的需要。

4.为保证围护结构的止水效果，R桩与c桩之间需要有足够的搭接长度，设计桩径φ800～φ1000mm，桩与桩之间搭接厚度为200mm。

5.挤压钻孔搭接排采用的施工机械。挤压钻孔搭接桩采用液压式摆动挤压式全套管沉桩机，以套管正反扭动加压下切.管内抓斗取土成孔，然后进行水下混凝土灌注成桩。

(二)挤压钻孔搭接排桩的施工工艺流程

1.R型挤压钻孔搭接排桩的施工工艺流程图。

2.C型桩与R型桩相比在施工工艺流程中仅仅只缺少了吊放安装钢筋笼工序一项。其他工序基本相同。

(三)挤压钻孔搭接排桩的施工工艺技术

1.施工准备。清理导墙制作范围内所有地下障碍物，并对场地进行平整，回填低洼的沟槽，压实沟底并将场地标高与自然地面高差控制在300～400mm，满足排桩的施工需要。

2.导墙施工。(1)导墙的作用是用来控制排桩的平面位置，保证桩的搭接尺寸，规定桩的走向，防止孔口坍落以及保证桩机行走。(2)导墙的墙体结构。1)当设计排桩的桩径为φ800mm时，为满足桩机施工需要，导墙的截面尺寸为宽度的、位1.84m，厚度为300mm，R型桩与C型桩的搭接长度为200mm，导墙采用C25混凝土浇筑。导墙结构尺寸如图1所示；2)当设计排桩的桩径为1000mm时，为满足桩机施工需要，导墙的截面尺寸为宽度位2.04m；厚度为300mm，R型桩与C型桩的搭接长度为200mm，导墙采用C25混凝土浇筑。导墙结构尺寸如图2所示：

(3)导墙内模板制作。1)导墙的内模板是确定排桩施工平面位置的重要依据，因此需要专门设计和制作导墙的内模模板。以直径1000mm桩为例，内模板采用50mm×50mm角钢3mm厚铁板，按计算的弦长裁制铁板并焊接在角钢上，模板高度500mm。长度以6～8根桩长为宜；2)导墙内侧模板直径大于40mm，孔径误差±10min；3)导墙垂直度应控制在2‰以内；4)导墙的墙体宽度以沟槽宽度为限，对于直径为800mm桩，导墙墙体宽度应控制在(1840±5)mm范围之内；而对于直径为100mm桩，其导墙墙体宽度应控制在(2400±5)mm范围之中。若遇到有障厚物时，可适当加宽；5)导墙浇筑混凝土后，其混凝土的表面要求平整，并与自然地面标高一致，便于机械直走和调整垂直度；6)导墙拆模后可在桩孔内回填素填土，以增加导墙的横向稳定性。

3.排桩的搭接施工。(1)钻机就位。当导墙混凝土具有足够的强度后，移动套管钻机，使抱管器中心对应定位在导管墙孔位中心；(2)取土成孔。先压入第一节套管(每节套管长度约为7～8m)，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土，一边继续下压套管，要始终保持开挖面在套管底口以上2.5m左右。每节套管压入土中地面预留1.2～1.5m，便于接管。每节套管都必须检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整；如合格则安装下一节套管继续下压取土，如此继续，直至过到设计孔底深度；(3)吊放钢筋笼。R型桩成孔检查合格后，开始安放钢筋笼。安放钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼的垂直度和笼顶标高的正确；(4)灌注混凝土。如孔内有水时需采用水下混凝土灌注法施工；如孔内无水时则采用于孔导管法流态灌注；(5)拔管成柱。一边浇筑混凝土，一边拔管，应注意始终保持套管底端低于混凝土面不小于2.5m；(6)成柱结束桩机移位。

二、工程实例

某高层住宅楼工程，建设场地地质主要为非均质淤泥质土层，设计二层地下车库，其坑平均平挖深度为7.5m。基坑有一边临近河道，地下水较大，因此，基坑边坡需要采取挡土和止水两种措施。

(一)基坑支护方案确定

经过基坑支护方案讨论，拟选出了三种方案进行比选，即：

方案1：基坑支护采用钻孔灌注桩挡土，深层搅拌桩止水。

方案2：基坑支护采用劲性水泥搅拌桩，即PSMW工法挡土和止水。

方案3：基坑支护采用挤压钻孔搭接桩。

将三种方案进行比选，对比情况列表，见表1：

经过方案对选，确定本工程基坑支护采用方案3，即支护桩采用挤压钻孔搭接排放桩桩型。设计桩长为16.5m，桩径为1000mm。

(二)采用钻孔搭接桩的应用效果

1.挤压钻孔搭接具有一桩两用的特点，既具有挡土的功能，同时也可以止水，这种桩型与常规的钻孔桩加深层搅拌桩支护体系相比较，它具有施工速度快，节省工程材料和工程投资少等优点。

2.应支护体系全长接缝密实，具有可靠的止水性。

3.支护桩墙的厚度1000mm，其围护结构所占用的土地以及施工时所占用的土地大大减少。

4.支护桩在施工中废土外运量少，无泥浆污染。

5.所需工期较其他支护方法时间短。该工程采用挤压钻孔接排桩作为基坑支护桩后，在基坑土方开挖和地下室施工期间，基坑边坡未发生渗漏情况，经对基坑边坡实施的监测表时，本工程支护桩最大侧向位移为12.5m，满足规定要求。

三、结语

深基坑的支护及止水，一定要从地质条件、开挖深度、周边环墙、造价、施工周期地、施工技术难度等多方面综合考虑，决定支护方式及止水方法。