钻孔咬合桩施工技术在深基坑围护结构中的应用

黄 凯

（佛山市顺德区永耀建筑工程有限公司，广东 佛山 518000）

钻孔咬合桩施工技术在深基坑围护结构中的应用

黄 凯

（佛山市顺德区永耀建筑工程有限公司，广东 佛山 518000）

钻孔咬合桩作为一种新型深基坑围护结构，由于其防水效果好、外观整齐美观等优点在近年城市轨道及市政工程基坑围护结构中被广泛应用。本文就钻孔咬合桩的工艺原理和施工流程进行了分析。

钻孔咬合桩；施工问题；处理措施

随着大量高层、超高层建筑及地下工程的不断涌现，旋挖钻机，特别是钻深不超过40 m的中小吨位旋挖钻机替代了套管钻机、循环钻机以及螺旋桩机，钻孔咬合桩作为一种新的桩基工程工艺，在深基坑围护施工中有着广泛的应用。

1 钻孔咬合桩施工工艺原理

钻孔咬合桩是采用全套管钻机钻孔施工，在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑围护结构。钻孔咬合桩施工总的原则是先施工被切割的A桩（一序桩），接着施工B桩（二序桩），两个工作面连接处采用砂桩处理。其施工顺序是：A1→砂桩→A2→B1→A3→B2→A4→B3…，见图 1。

图1 钻孔咬合桩施工顺序流程图

2 施工技术措施

2.1 施工前对桩位下地质情况进行详细掌握

如有地下管线、孤石、混凝土构筑物等障碍物应先采取措施改移或清理，保证施工能顺利进行。

2.2 钻孔咬合桩桩位控制技术措施

根据设计及液压摇动式全套管钻机机体尺寸要求，在钻孔咬合桩桩顶以上设置混凝土或钢筋混凝土导墙以便有效控制孔口的定位精度，导墙上定位孔的直径比桩径大20 mm。导墙作用是使咬合桩准确定位，确保钻孔平稳并承受部分施工荷载。

桩机对位时整平的原地面上碾压夯实地面，如遇软弱地面，可先铺厚30 cm左右块石，上铺厚2～3 cm钢板，移动调平支稳钻机，使桩机钻头中心准确对准桩位中心。钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整对中情况，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。

为保证钻孔咬合桩有良好的咬合效果，对其孔口的定位误差要进行严格的控制。

2.3 成孔及套管垂直度控制

2.3.1 成孔技术措施

钻机对位后，吊安第一节套管，控制套管安放的垂直度，采用两个测斜仪附贴在套管外壁的两垂直方向进行校核，并通过互相垂直的两台经纬仪复核后，方可开钻。成孔过程中，以套管正反扭动加压下切，管内抓斗取土，使套管压至桩的设计深度，形成全套管护壁成孔。

钻进中丈量套管顶至地面的长度，可准确计算套管入土深度，套管入土深度应确保超过设计孔深20 cm以上。当确认套管入土深度符合设计要求后，及时进行孔内虚土和沉渣的清除，并确保孔内沉渣厚不得大于 10 cm。孔底若遇砂层或有翻砂出现，套管应继续下压再超深取土、砂1.0 m以上，并在孔内投放粘土夯击，确保桩体底端混凝土质量。

2.3.2 单桩垂直度控制技术措施

为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量， 除对其孔口定位误差严格控制外，还要对其垂直度进行严格的控制，成孔过程中要控制好桩的垂直度。

2.4 钢筋笼加工、吊装

钢筋笼制作要符合《钢筋焊接及验收规程》要求，钢筋制作加工要符合图纸尺寸要求，笼体完整牢固。为使钢筋笼有足够的刚度，以保证在运输和吊放过程中不产生变形，每隔2 m应设置一道加强箍。

2.5 套管内灌注桩混凝土

2.5.1 干孔浇筑混凝土

由于成孔全套管到底，隔断了地下水，可形成干孔浇混凝土作业。放入导管，商品混凝土运送到工地后，直接通过混凝土输送泵把混凝土送入导管内，边浇混凝土边分节取下混凝土导管和转动孔壁套管并随混凝土浇筑而起拔，直至按设计要求完成桩内混凝土的浇筑。

2.5.2 水下浇筑混凝土

当套管内有水且无法排干孔内水时，按水下混凝土浇筑工艺施工。水下混凝土灌注采用导管法，导管为250 mm的法兰式钢管，埋入混凝土的深度宜保持在2～6 m之间，最小埋入深度不得小于1 m。严禁将导管提出混凝土面或埋入过深，一次拔出高度不得超过4 m。混凝土灌注中应防止钢筋笼上浮，当混凝土进入钢筋笼底端1～2 m后，可适当提升导管。导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。

2.5.3 拔管成桩

边灌注混凝土边拔管，始终保持套管底低于混凝土面不小于2 m。

2.6 分段施工节点连接技术措施

往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，以及上部基坑围护桩与下部基坑围护桩分期施工，这就存在段与段之间的节点连接问题，该节点连接一般采用砂桩过渡的方法。

2.7 超缓凝混凝土的施工技术措施

一般为了使第二序桩的成孔顺利完成，在浇筑第一序桩混凝土时，加入高效缓凝型减水剂，要求初凝时间不小于60 h，终凝时间不大于72 h。

3 常见施工问题及处理措施

3.1 纠偏

成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，纠偏的方法可分为以下3种情况：

（1）如果套管入土不深（5 m以内）且偏斜量较小，则利用钻机油缸进行纠偏，即直接利用地面混凝土导墙对套管的约束作用及钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的。

（2）如果套管入土较深（5 m以上）并发生较大偏斜，则可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，则需重新成孔。纠偏方法为向套管内填砂或粘土（B桩纠偏时向套管内填入与A桩相同的混凝土，避免在两桩咬合面形成土夹层而影响排桩的防水效果），一边填一边拔起套管，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）A桩纠偏：A桩的纠偏方法与B桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土，而应填入与B桩相同的混凝土，否则有可能在桩间留下土夹层，影响排桩的防水效果。

3.2 “管涌”处理

“管涌”是指在A桩成孔过程中，由于B桩混凝土未凝固，还处于流动状态，B桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内。克服“管涌”的方法有以下几种：

（1）B桩混凝土的坍落度应相对小一些，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，以便于形成一段“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，但至少不应小于2.5 m。

（3）必要时（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定量的水，通过水压力来平衡A桩混凝土的压力，阻止“管涌”的发生。

（4）A桩成孔过程中，应注意观察相邻两侧B桩混凝土顶面，如发现B桩混凝土下陷，应立即停止A桩开挖，并一边将套管尽量下压，一边向A桩内填土或注水，直到完全止住“管涌”。

3.3 钢筋笼上浮处理

由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，在上拔套管的时候，钢筋笼有可能被套管带着一起上浮。预防措施主要有：①A桩混凝土的骨料粒径应小一些，不宜大于20 mm；②在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力；③钢筋笼的加工尺寸应确保精确，在转运、吊装过程中应有可靠措施防止钢筋笼扭曲变形，必须安装钢筋笼导正器；④混凝土灌注必须按操作规程进行。

3.4 事故桩的处理

3.4.1 平移桩位单侧咬合

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。处理方法为向 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（凿除原桩位导墙，并严格控制桩位），并在B桩和A桩外侧另增加1根旋喷桩作为防水处理。

3.4.2 背桩补强

A1桩成孔施工时，其两侧B1桩、B2桩的混凝土均已凝固，处理方法为放弃A1桩的施工，调整桩序，继续后面咬合桩的施工，以后在A1桩外侧增加3根咬合桩及2根旋喷桩作为补强。

4 结束语

综上所述，咬合桩用于基坑围护体系中，适合在周边环境比较好的情况下使用，其施工质量好，桩身开挖出来后外观光滑整齐，防水性能优良，但在淤泥质地层和抛石填海区建议不宜采用该施工工艺。

Bored Pile Construction Technology’s Application in Deep Foundation Pit Structures

Huang Kai

Bored pile, as a new deep foundation structure, has the advantages including good water preventive effect, beautiful and neat appearance, and thus is widely used in the foundation pit structure of city rail and municipal engineering in recent years.In this paper, the process principle and construction process of bored pile are analyzed.

bored pile; construction issues; treatment measures

TU473.1

A

1000－8136（2011）03－0058－02