钻孔咬合桩施工工艺原理与质量控制探讨

2014-03-20王晓明

河南建材 2014年4期

关键词：主筋导墙成孔

王晓明张明

1 河南省交通运输厅少新管理处高速公路济洛运管中心（454650） 2 河南工程学院土木工程学院（451191）

钻孔咬合桩施工工艺原理与质量控制探讨

王晓明1张明2

1 河南省交通运输厅少新管理处高速公路济洛运管中心（454650） 2 河南工程学院土木工程学院（451191）

介绍了钻孔咬合桩主要施工工艺流程及各流程施工注意事项，提出了钻孔咬合桩施工主控项目和一般项目的施工质量控制标准及具体指标，对于钻孔咬合桩用于基坑围护结构施工具有重要指导意义。

钻孔咬合桩；施工工艺；质量控制；导墙施工

钻孔咬合桩，是相邻两桩互相咬合排列的一种基坑围护结构。桩的排列方式为一序桩A（素混凝土桩、水泥土桩、水泥搅拌桩、矩形或异性钢筋笼的混凝土桩）和一序桩B（钢筋混凝土桩）间隔布置，先施工桩A，后施工桩B，桩A采用超缓凝混凝土，桩B施工须在桩A混凝土初凝前完成。桩B施工时，利用液压全套管钻机的切割能力切割掉桩A相交部分的混凝土，互相咬合，施工顺序如图1所示，施工流程为:A1→B1→A2→B2→A3→B3→A4→B4…。其中桩B1需二次成孔，预留为砂桩。

图1 咬合桩施工顺序图

1 钻孔咬合桩施工工艺流程

钻孔咬合桩施工工艺流程:

施工准备、场地平整→桩位测量放线→施工咬合桩顶混凝土导管→套管机就位其中→吊装安装套管→控制垂直度→压入套管、校核垂直→抓斗取土套管钻进→测理孔深；验孔签认→清除虚土、检查孔底；制作钢筋笼及安设测斜管；隐蔽签认→吊放钢筋笼;导管拼装检查→放入混凝土浇筑导管;混凝土运输;制作混凝土试块→浇筑混凝土、逐次拔→测量混凝土标高→套管机移位。

钻孔咬合桩施工工艺步骤如下:

1.1 平整场地，测设桩位

钻孔咬合桩成孔前，应清除地下障碍物，平整场地，确保无地下障碍物影响套筒钻进，保证导墙底面平整。钻机工作面向外形成一定坡度，防止积水，使钻孔作业有良好的环境。根据设计要求放出轴线及起始桩位线，考虑到抵消桩孔自身垂直度的偏差，以及围护结构在基坑开挖时外侧土压力作用下向基坑内位移和变形等因素，桩位可适当外放，避免减小基坑内结构净空间。

1.2 桩顶混凝土导墙施工

咬合桩成孔前，为了提高孔口的定位精度并提高就位效率，桩顶上部应施作混凝土导墙，使咬合桩准确定位，确保钻孔平稳并承受部分施工荷载。导墙平面布置示意图和剖面配筋图如图2所示。导墙施工应注意如下事项:

1）导墙宜用混凝土现场浇筑，并必须筑于坚实的土面上，如遇软弱地面需夯实或者换填处理使地基承载力满足施工荷载要求后再浇筑。在咬合桩中心线左右侧2.0 m范围内施作4.0 m宽钢筋混凝土导墙。导墙厚度应根据土层情况、地基承载力、上部施工荷载来确定，一般为0.5～1.0 m；导墙上定位孔直径宜比桩径大20 mm,图3中咬合桩直径为1.0 m。

2）导墙应根据设计图纸、施工误差以及桩体变形情况定位，以保证主体结构限界要求。

3）为了保证咬合桩全长达到有效咬合，应对导墙孔口的定位误差进行严格控制。导墙墙面不平整度应小于5 mm。

4）为了保证导墙孔口的定位精度，导墙施工后需要用细砂将导孔填实，提供孔内支撑，防止旋挖钻机施工过程中引起导墙跑位，如图4。

1.3 桩机就位

桩机就位前应整平夯实原地面，如遇软弱地面进行换填处理，再进行碾压夯实或铺厚30 cm的块石再碾压。在成孔、套管使用前，应进行套管顺直度检查和校正:首先检查和校正单节套管的顺直度，然后检查按桩长配置的全长套管的顺直度，并对各节套管编号、做好标记，按序拼装。由技术人员在导墙上放出桩位中心线，拉好十字线，位置确认后主机就位，启动主机进行自动水平调整，确保整台机器在水平位置进行作业施工。

1.4 取土成孔

图2 导墙平面布置示意图

图3 咬合桩导墙孔口细砂填实

取土成孔分为如下步骤:

1）套筒钻进。吊装第一节工具节套管，插入钻机内安装就位，用平面正交方向上的两台经纬仪对套管进行垂直度检验，如有偏差，及时调整，此为精调。之后，即可启动液压系统夹紧套管进行工作，慢速低转。在下压过程中，用两台经纬仪沿两正交方向同步跟踪观测桩管垂直度，如垂直度正常，可继续沉管，直到套管沉到接管高度。开钻或穿越软硬不均匀土层交界处时，应缓慢钻进，并保持套筒垂直、机身水平。

2）取土。套筒压到接管深度后停止钻进，即可开始吊放抓斗在套管内取土。套管内取土要准、稳，避免取土抓斗撞击套管，防止产生不必要的偏斜。

3）连接套管。套筒内取土完毕后，取土抓斗移位，进行机上下节套管的吊装。套管安装完成后，即应进行垂直度检查并检查套管螺丝是否扭紧，满足要求后方可继续钻进。如此往复，依此类推完成各节套管的安装、钻进、取土，直至取土至设计孔底标高。在钻进中，如施工方钢筋笼桩A，可适当快转、快进，如施工圆钢筋笼桩B，则需轻压、慢转，控制进尺速度，应确保套筒有1.5 m以上的超深，防止桩A内混凝土从桩B内管涌。取土时严禁超挖、超过套筒深度。

1.5 清孔、测量

成孔完成后，对内套筒边缘附着土，应及时进行清孔，以保证钢筋笼安放质量，避免起拔套筒带出钢笼。清孔完成后，[1]用测绳测量孔深及垂直度，同时作好吊装钢筋笼的准备工作。自检无误后报相关部门复检并报验。

1.6 钢筋笼制作、吊装

1）钢筋应妥善保存，防止锈蚀。钢筋加工使用切、弯筋机下料，主筋连接采用闪光对焊接长，从已加工好的钢筋笼上取样检验焊接质量，箍筋与主筋连接采用点焊，焊缝满足设计要求。

2）钢筋笼制作。[2]钢筋笼制作允许误差应满足表1要求。主筋接口应互相错开，保证35倍主筋直径范围内的接头数目不多于主筋根数的50%。相邻主筋接头错开距离及主筋焊接形式应符合规范要求。加强筋尺寸应满足钢筋笼的直径要求，将主筋位置用红油漆准确画于加强筋上，每条主筋均焊接于加强筋标出的主筋点位上,钢筋笼矩形框形成后，箍筋按设计间距点焊于主筋上。为保证桩的保护层厚度及钢筋笼位置，采用加焊Φ16钢筋和塑料泡沫块固定。

3）钢筋笼吊放入孔。下笼前桩底放入混凝土环形塞饼，使桩底标高满足设计要求，且笼底加焊抗浮钢板。利用钻机的钻架和25 t吊车将整条钢筋笼一次性吊起垂直放入孔中，钢筋下至设计高程后，利用钢筋笼周围Φ16定位钢筋与套管相贴，保证钢筋笼轴线与桩孔中心线重合，确保主筋的净保护层满足设计，保护层的允许偏差按±20 mm控制。[2]对于方形钢筋笼，加工时应加强笼本身的刚度，四周加焊桁架筋。笼内间隔加焊竖向钢板，增加接管时的抗扭转能力，确保其不发生扭动而影响二序桩的施工。

表1 钢筋笼允许误差表

1.7 安装混凝土导管

2.消极式面对。协解以来，部分协解人员自始至终积极应对，学知识，找出路，勤奋斗，并且通过自己的踏实和拼搏展现了价值，提升了素质，创造了财富，赢得了尊重。然而大多数协解人员一直在怨、闹、等、靠等消极心理下生活，内心深处始终认为协解是“上当受骗”，协解政策不合理，感觉油田“欠”他们的，应该补偿和迁就。十年间，油田各级领导和部门积极努力做了大量的再就业服务和帮扶工作，提高福利待遇，提供再就业岗位，增加再就业收入，解决协解人员生活中各类实际困难。但是，大部分协解人员并不认可，更不感激，他们依然没有脱离委屈、怨恨、消极对立的心理状态。

混凝土导管采用螺纹联接钢导管，钢筋笼内径应大于导管连接处外径100 mm以上,确保拔管时钢筋笼不上浮。各节导管应扭紧，防止漏气、漏水、堵管，混凝土导管底部离孔底约50 cm。首次使用前应进行导管的试拼装及测漏。用完后，需对导管及时进行逐节清洗、丝扣上油。

1.8 套管内灌注桩混凝土

1）混凝土导管安置完毕后，应进行试拨套管检查，目的在于检查套管起拔是否畅顺，起拔过程中钢筋笼是否跟管上浮,起拔量一般控制在10～20 cm。

2）由于成孔全套管到底，隔断了地下水，有可能形成干孔，为保证混凝土密实度，浇筑混凝土时应下灌清水，形成水下灌筑混凝土。[3]

3）灌注前的准备。包括上料斗及贮料斗用水湿润，进行现场混凝土坍落度试验，如发现混凝土和易性变差、坍落度达不到设计要求，可在现场采用外加剂后掺法进行调整。后掺法的操作严格按有关超缓凝混凝土级配要求进行。

4）检查完毕一切正常后进行首次上料。贮料斗内的堵头采用圆形钢板，用细钢丝绳悬吊。下料后，检查钢筋笼是否跟管上浮，如发现跟管，应立即进行反压处理。如一切正常，可继续上料。当混凝土浇捣至一定高度后，即可分阶段拆除各节套筒和混凝土导管。起拔套筒应注意始终保持套筒底高于混凝土面3 m以上。在拆除咬合桩套管过程中，可以同步拆除混凝土导管。拆除过程中，必须控制混凝土导管埋设在混凝土内的深度，以3～10 m为宜，最小不少于2 m，[4]一次拆管一般不超过6 m。导管埋入混凝土中不宜过深，以防止混凝土浇捣困难堵塞导管。

1.9 回填桩孔、钻机移位

拔完混凝土导管、桩孔浇完混凝土后，需向孔内灌黄砂至导墙面，并浇水湿润、分层回填、振动密实。这样防止因为套筒拔出后，导墙下、孔口附近的土塌落到桩孔内，从而导致导墙塌陷、桩机倾斜、桩身不垂直。[5]完成该桩后，桩机退出桩位，按预定顺序进入下一根桩桩位。