城市防汛墙咬合桩质量检验标准初探

2018-07-24

水利建设与管理 2018年7期

(上海市水务建设工程安全质量监督中心站，上海 200232)

近年来，咬合桩被广泛应用于高层建筑和市政地下工程的深基坑围护中。目前，国内学者对咬合桩的研究主要集中在咬合桩的设计计算方法、施工技术和超缓凝混凝土的配置等方面。

咬合桩成孔垂直度高，各桩间紧密咬合，止水效果好；采用全套管钻机，成桩过程中始终有钢套管护壁，无需排放泥浆，有助于文明施工和城市环境保护；能有效防止孔内流砂、涌泥，保证无坍孔，成桩质量高；对沉降和变位容易控制，能紧邻相近的建筑物和地下管线施工，可减少对周边环境影响[1]。综合以上优点，咬合桩在施工环境要求高、桩基要求具有止水功能的城市水利建设中具有广阔的发展前景。上海市咬合桩应用于水利工程永久性结构桩基础的项目越来越多，但目前施工工艺参数控制和质量检验标准并未有相应规范。本文将结合南外滩滨水岸线综合改造工程实例，分析研究软咬合桩施工工艺和相应的质量检验标准。

1 工程背景

南外滩滨水岸线综合改造工程位于上海市黄浦江左岸，实施范围北起复兴东路轮渡站南边界，南至万豫码头街，西至外马路东侧人行道边线，东至规划码头前沿控制线，岸线全长约842m。主要建设内容包括拆除重建老防汛墙，新建并加固亲水平台和绿化。防汛墙结构采用单排咬合桩基础+“L”形挡墙结构型式。

2 咬合桩特点

综合比较咬合柱和灌注桩两种不同桩基方案(如图1、图2所示)，得出采用咬合桩断面具有以下优点：ⓐ在施工工作面有限的情况下，咬合桩占地少，施工距离地下管线较远，而灌注桩紧邻外马路下供电管线，施工很可能破坏管线；ⓑ咬合桩本身具有止水功能，且穿越富水地层时无需其他辅助措施，施工操作简单，而灌注桩桩间需增设高压旋喷桩止水；ⓒ咬合桩全回转套管机结合清障一次性成孔，节省工期，而灌注桩需边清障边成孔，施工速度慢。

图1 咬合桩基础断面 (单位：mm)

图2 灌注桩基础断面 (单位：mm)

3 咬合桩施工工艺

3.1 咬合桩定义和适用范围

咬合桩指在施工过程中通过机械磨孔、套管下压、管内抓斗取土等施工工艺，使得平面范围内相邻混凝土桩相互咬合搭接形成的具有挡土和止水作用的连续桩墙[2]。咬合根据施工机械的不同，分为全套管钻孔咬合桩、旋挖咬合桩；根据桩身材料的不同，分为素混凝土桩和钢筋混凝土桩咬合、双钢筋笼咬合桩、水泥土砂浆桩。

咬合桩适用于软土及富水地层中施工，尤其在工期紧、造价低、防水要求高、施工环境要求高的繁华市区和周边建筑物密集地区。

3.2 排桩施工工艺原理

图3 咬合桩施工顺序

根据咬合桩按切割时混凝土是否凝固可分为硬切割全套管咬合桩和软切割全套管咬合桩(软咬合桩)[3]。软咬合桩分为Ⅰ序(方钢筋笼桩)和Ⅱ序桩(圆钢筋笼桩)，Ⅰ序和Ⅱ序桩间隔布置，施工时先施工Ⅰ序桩，后施工Ⅱ序桩，Ⅰ序桩混凝土采用超缓凝混凝土，要求Ⅱ序桩必须在Ⅰ序桩混凝土初凝前进行切割成孔。施工组织如图3所示，应按Ⅰ1→Ⅰ2→Ⅱ1→Ⅰ3→Ⅱ2→Ⅰ4→Ⅱ3顺序组织施工，使回转钻机在相同的阻力下切割，保证成孔精度控制。

3.3 单桩施工工艺流程

咬合桩单桩施工工艺流程如图4所示：

图4 单桩施工工艺流程

3.3.1 导墙施工

导墙厚度为300mm，导墙定位孔直径应大于套管直径20mm，导墙顶部稍高于地面100mm，以防止地表水进入桩孔内,导墙施工平面图如图5所示。导墙内配φ16@250双向钢筋，与硬化地面钢筋相连。导墙的混凝土等级不低于C25。

图5 导墙施工平面

3.3.2 桩机和套管准备

采用φ1000的双壁钢套管，使用前应进行套管顺直度的检查和校正。将全回转套管机的中心或定位器中心与桩位中心对齐，并调整钻机的水平度，保证导杆及套管的垂直度。钢套管安装好后，应进行垂直度复测。

3.3.3 桩成孔施工

该工程基础施工时地面上部10m以上有不同程度的混凝土、抛石、木桩等障碍物，采用CD全回转套管机结合清障一次性成孔，而灌注桩施工时清障难度高，咬合桩施工速度优势明显。边旋转钢套管边抓土，钢套管的深度比管内土面深3～5m。Ⅰ序桩为方笼先施工无需咬合，Ⅱ序桩成孔时在Ⅰ序桩混凝土初凝前进行软咬合，切割咬合时要控制垂直度，放慢钻进速度，注意防止Ⅰ序桩管涌现象[4]。

3.3.4 吊放钢筋笼

采用80t履带吊双勾多点缓慢起吊，严防钢筋笼变形，钢筋笼单节全笼吊装，长度为18.5m。钢筋笼的保护块采用滚轮式的高强度水泥砂浆保护块。为防止起拔钢套管时钢筋笼上浮，在钢筋笼底部设置3～5mm抗浮钢板。Ⅰ序桩方笼下放后咬合处用PVC管进行固定保护，以防止Ⅱ序桩成孔时切割咬合损伤钢筋，钢筋笼安装精度控制见图6。