咬合桩在市政支护工程中的应用

张景华

【摘要】本文介绍了咬合桩在市政工程洋下泵站基坑支护结构中的实际应用，通过满足设计和规范要求的施工，预防施工中安全质量事故的发生，确保基坑支护的安全及整体工程顺利进行，推广咬合桩在施工支护工程中的应用。

【关键词】咬合桩；市政工程；支护1、工程概况

洋下泵站位于新桥洋下社区北部，主要任务是解决洋下排水分区低洼地带的内涝问题，包括进水渠、前池、进水池、泵房、出水闸、出口连接段、自排涵闸、配电室及管理房屋等主要建筑物。咬合桩位于泵站进水渠和前池段，咬合桩桩径Φ1.2m，相邻两桩咬合200mm，桩体深度约为18～28m，共128根，合计1971m。咬合桩分为A桩和B桩，A桩为C20超缓凝素混凝土桩，B桩为C30钢筋混凝土桩。

2、工程及水文地质

咬合桩施工范围内的地层自上而下分别为素填土、淤泥、粉土、中粗砂、粉质粘土、全风化片麻岩、强风化片麻岩。

地下水位埋深1m～4m，受涨、落潮影响较明显。主要含水层为上部黏性土层与下部基岩残积土层之间的中粗砂层，渗透性在工程区土层中相对较高，与周边河涌水联系较密切。

3、施工分区

根据现场管线迁改及交通部署情况，泵站围护结构咬合桩按左右岸分为Ⅰ、Ⅱ两个区段：

第一阶段的Ⅰ区范围为泵站进水口及前池右岸段，共计43根。左岸受施工导流影响，先施工右岸咬合桩，施工前先进行导墙施工，混凝土强度达到100%后，开始进行咬合桩施工。

第二阶段的Ⅱ区范围为泵站进水口及前池左岸段，共43根桩，混待导流涵管施工完成后，将河道截流，填筑左岸咬合桩施工平台。施工前先进行导墙施工，凝土强度达到100%后，开始进行咬合桩施工。

4、施工准备

（1）在咬合桩桩基施工时，场地仅布置临时的材料堆放、施工相关设备机械。

（2）施工便道修筑宽度不小于6.5m，具体根据现场实际情况统一规划修筑。

（3）在灌注桩作业面附近布置4×2×2m的泥浆池，向就近工作面供应泥浆，泥浆池边墙采用24cm厚砖砌筑，底板10cm厚C15混凝土封底。

（4）供电采用场内500KVA的变压器，并做好发电机的备用电源。

5、主要施工方法

5.1、工艺原理

钻孔咬合桩采用搓管机及回旋钻机配合钻孔施工，在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑围护结构。桩的排列方式按照一条钢筋混凝土桩（B桩）和一条素混凝土桩（A桩）间隔布置，施工时先施工A桩后施工B桩，A桩混凝土采用超缓凝混凝土，要求必须A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工。B桩施工时采用全套管钻机切割掉相邻A桩相交部分的混凝土，实现咬合（相邻桩咬合距离为20cm）。

5.2、导墙施工

为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，在桩顶上部施作混凝土或钢筋混凝土导墙。导墙宽为每侧1m，厚40cm，强度等级为C30混凝土，钢筋严格按照设计要求布置。

5.3、钻机就位

当导墙强度达到100%后，重新定位桩中心位置，将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点。移動套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔设计桩位中心。

5.4、钻孔

钢筋混凝土咬合桩采用全钢护筒护壁施工，钢护筒段采用干孔钻孔工艺。护筒埋设完成后，采用旋挖钻机钻进依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出，钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。开始钻进时采用低速钻进，干孔钻孔排出的渣土先堆放在钻斗范围内的工作面近，及时采用ZL50装载机装20t自卸车运至指定渣场。

素混凝土咬合桩采用静态泥浆护壁法钻斗取土的工艺，旋挖钻机钻孔取土与干孔钻孔基本相同。在成孔过程中要根据土层情况及时注入泥浆护壁，合理调节泥浆的比重，泥浆比重控制在1.07～1.15，成孔连续进行不得中断，在停机时，应保持孔内水位的高度，泥浆比重及粘度符合规范要求，以防坍孔。

在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，校正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为1.5-2.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。第一节套管全部压入土中后（地面以上要留1.2-1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如此循环直至入岩，入岩后改用回旋钻机配合进行开挖，直至设计孔底标高。

5.5、钢筋笼制作与吊放

钢筋笼制作要符合《钢筋焊接及验收规程》要求。钢筋制作在加工场进行，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2m用设置一道加强箍。

钢筋笼下放时，应对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地逐步下放，放至设计标高后立即固定。为防止钢筋笼在浇筑混凝土时上浮，在钢筋笼底部焊焊几条主筋在钻机底座上，增加固结力。

5.6、灌注混凝土

（1）混凝土质量要求

A、B桩砼质量要求见下表：

A、B桩砼质量要求表

（2）A、B 水下混凝土灌注采用导管法，导管采用直径为Φ250的法兰式钢管。导管埋入混凝土的深度宜保持在2m～6m之间，最小埋入深度不得小于1m。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4m。

（3）混凝土浇灌中应防止钢筋笼上浮，当混凝土进入钢筋笼底端1～2m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。

（4）混凝土出厂前和到工地浇筑，分别对于A、B桩每车混凝土均取一组试件，监测其缓凝时间及坍落度情况，如发现问题及时反馈信息，以便采取应急措施。

（5）拔管成桩：一边浇注混凝土一边拔管，应注意始终保持套管底低于混凝土面不小于2m。

5.7、空桩处理

洋下泵站施工作业平台高程4.0m，上寮河口泵站施工作业平台高程5.5m，咬合桩施工桩顶高程至施工作业平台存在高程差（空桩施工），桩体混凝土浇筑完成后，采用开挖料对空桩段进行回填并碾压密实。

总结

通过本工程中咬合桩的成功实施，验证了咬合桩在市政工程中具有广泛的应用范围，尤其在基坑支护等方面，可更加充分地发挥咬合桩可快速施工和效果明显的优势，为基坑支护以及整体工程的顺利实施奠定良好基础。