填海区深基坑支护中咬合桩的实践探析

赵德彬

（中建二局第二建筑工程有限公司 山东分公司，山东 青岛 266000）

咬合桩属于一种新型围护结构，在实践应用中主要是使桩体和桩体之间以相互咬合形式排列，这一基坑围护结构具有良好的适用性，应用优点非常突出，目前在很多工程中有着广泛应用。将这一围护结构应用到填海区深基坑支护施工阶段，可以利用该结构独特的优势保证填海区工程基坑稳定性，提升工程质量。为了充分发挥该围护结构的重要作用，有必要对填海区深基坑支护中咬合桩的实践进行深入探究。

1 咬合桩的概述

咬合桩围护结构主要是使相邻桩体的桩身进行相互切割融合，进而形成一种连续挡土支护结构，这一新型支护结构表现出良好的防渗功能。咬合桩在实践中的布置形式可以是不同的，可以通过全钢筋混凝土桩体进行布置，也可以通过素混凝土桩体和钢筋混凝土桩体以相互间隔形式进行布置。

2 工程案例概况

工程所在地之前属于滨海滩涂，之后通过人工回填形成目前的施工场地，现有场地标高在3.69～5.28m 区间，高程均值约4.7m。该工程基坑占地面积在3.8 万m2左右，基坑底相应设计高程是-8.6m，基坑深度在13.5m 左右，长211m，宽181m。基坑东侧为沿河道路，西侧和北侧分别紧邻市政道路，南侧分布有市政道路、地铁线路等工程。经综合分析与设计，此工程基坑运用咬合桩围护结构进行支护施工。

3 填海区深基坑支护中咬合桩的实践

3.1 工艺流程

此工程咬合桩布置形式是A 桩为不配筋同步使用超缓凝混凝土桩，B 桩为钢筋混凝土桩，两桩体间隔布置。该工程的咬合桩以全套管钻机进行施工，并按照先A 后B 顺序开展，在A 桩混凝土实现初凝前开始B 桩施工。B 桩施工期间，利用套管钻机发挥的切割功能，对与A 桩相邻的B 桩两桩体之间实现切割成孔，使A、B 桩体相交部位混凝土通过切割形成咬合效果，完成B 桩施工。此咬合桩施工具体顺序可见图1。

3.2 工艺要点

3.2.1 控制孔口定位误差

在咬合桩施工期间，底部也要注意进行咬合，并且咬合量需要保持一定厚度。为了保证施工符合这一要求，需要实践作业期间对孔口定位误差加强控制，严格控制在误差允许值范围之内。若桩长在10m 以内，咬合厚度要求是100mm，误差允许值为±20mm；桩长在10～15m 区间，咬合厚度要求是150mm，误差允许值是±15mm；桩长在15～30m 区间，咬合厚度要求是200～300mm，误差允许值是±10mm。为了保证孔口定位更加的精确，可以将导墙设置在咬合桩的桩顶部之上，可以混凝土形式设置导墙，还可以钢筋混凝土形式设置导墙。导墙设置期间，注意将定位孔设置在导墙上，并且孔直径要大于桩径，两直径相差最好是30mm。在钻机安装完毕之后，要对第一节套管进行严格的检查和调整，在定位孔对应中心部位放置套管，保证定位孔周围和套管周围之间保持一致的距离。

图1 咬合桩施工顺序图

3.2.2 关注导墙施工

该工程中对咬合桩进行钻孔施工之前，需要先对桩顶上部所设置的混凝土导墙或者是钢筋混凝土导墙进行施工。施工期间，要先对导墙进行平整作业，保持施工场地的高度平整，之后要侧放桩位，结合导墙设计进行相应沟槽的开挖，紧接着进行钢筋绑扎工作，绑扎结束后开展模板施工，最后实现混凝土的浇筑。

3.2.3 控制好桩体垂直度

咬合桩施工过程是否顺利和桩体咬合效果是否良好，会直接受到桩体垂直度的影响，因此，为了保证咬合桩施工顺利、高效的推进，并保证咬合施工质量，必须在施工中对桩体垂直度进行严格控制。根据相关要求，桩体垂直度标准需要严格控制于3‰之下。在成孔作业期间为了确保桩体垂直度符合标准要求，需要严格的检查并校正套管顺直度，同时要对垂直度做好监测、检查及纠偏等。

在对桩的垂直度进行监测与检查过程中，需要做好两项工作，一项时地面监测，一项是孔内检查。地面监测期间，需要先选择两个方向线锤，这两方向线锤为相互垂直关系，以其对地面上套管垂直度进行监测，如果在监测中发现有偏差，需要立即加以纠正。地面监测需要在所有桩体成孔过程中全面贯穿，以保证成孔质量；在孔内检查期间，安装好一节套管后，需要在安装下一节套管之前，先对孔内垂直度进行检查，若发现垂直度不符合有关标准，需要立即纠偏，在采取一定纠偏措施保证垂直度合格后，才可安装下一节套管。

在成孔作业期间，若是垂直度偏差存在过大问题，需要采取有效措施实现调整与纠偏，以保证成孔垂直度合格。在成孔作业中进行垂直度纠偏工作，平常使用频率较高的方法主要有3 种：①利用钻机油缸进行纠偏。在管套入土深度不大或者垂直度偏差不大的情况下，可以利用钻机上的两个推拉油缸及两顶升油缸对套管垂直度进行调节，以达到纠偏目的；②对A 桩进行纠偏。如果A 桩入土深度不超过5m，此时出现一定程度的偏移，可以先通过调整钻机油缸形式实现纠偏，若此方法无法达到纠偏目标，可将适量黏土或者砂填入管内，并在填土过程中同步作出拔套管动作，促使套管恢复至上次经检查合格部位，停止动作，接着继续调直套管，同步进行垂直度检查工作，保证套管垂直度合格之后，再重新下压；③对B 桩进行纠偏。此方法和方法2 基本一致，主要的区别就在于对B 桩进行纠偏操作的时候，需要向套管当中进行混凝土的填入，而非填入黏土或砂，这是因为若此时将黏土或砂填入套管，桩间可能会出现土夹层，影响到咬合桩防水作用的发挥。

3.2.4 关注成孔施工

从附近泥浆池中泥浆引进孔内，靠冲锤强大的冲击力把岩层冲碎，把大的砂砾破碎，随浆液运至孔外。当冲孔至设计深度时，在孔底附近上下拉动冲锤，使孔底的岩渣浮起，随浆液带至孔口外。在孔口外流动的浆液中观察岩渣的多少，当泥浆中岩渣很小且很少时，把泥浆池中的泥浆排掉，添加清水换浆，即把孔内的泥浆稠度减小。直至孔内泥浆密度小于1.25 时，停止循环泥浆，拉起锤头，下安砼灌注管，砼灌注前还必须二次清孔，以确保孔底沉渣厚度满足设计要求。

3.2.5 严格控制沉渣厚度

针对本工程桩孔的特点，为保证沉渣厚度不超过50mm，采取3 条措施：①加强孔口强夯置换层泥浆循环系统排渣，延长循环沟、增加二级沉淀池或增加掏渣次数；②成孔后延长大泵量循环清渣时间，直至孔底沉渣达到设计标准；③由于下导管过程中孔底还可能有淤积沉渣，故开始灌混凝土时，应利用导管进行第二次循环清渣，对于冲孔桩还可利用小掏渣筒进行第二次清渣，直到沉渣达到设计要求。

3.2.6 关注混凝土灌注施工细节

在混凝土灌注施工中，首先要关注导管选择，导管采用无缝钢管制作或钢板卷制焊成，导管壁厚不宜小于3mm，一般采用每节2m，底管长度不宜小于4m。其次，要合理选择漏斗。漏斗一般采用4～6mm 钢板制作，漏斗容量不小于1.54m3。保证斗壁光滑，保证混凝土灌注时不漏浆，不挂浆，漏泄顺畅彻底。漏斗的容积不小于1.54m3，应满足初灌量的要求，首灌漏斗采用隔水栓封口。混凝土灌注应保持连续灌注，首灌后孔底导管埋深≥0.8m。首灌量的计算：桩长约35m，桩径0.8m，导管直径0.26m，导管距孔底0.5m，导管埋深0.8m，泥浆比重1.25，混凝土比重2.3，计算首灌量。

得出V≥1.54m3。混凝土坍落度应严格控制在200±20mm，采用坍落度桶，由专人负责砼坍塌落度的抽测，负责砼试块的制作。灌注过程中，质检员、施工员应经常测量混凝土面上升情况，准确计算导管埋深及拆管长度，且导管埋入混凝土面以2～3m 为宜，最深不得超过6.0m，最小不得小于1m，切不可拔空混凝土面。

3.2.7 注意控制混凝土缓凝时间

由于此工程施工场地在填海区，区域内地下水位相对较高，桩身混凝土属于水下混凝土，并且A 桩是强度为C20 的水下超缓混凝土，B 桩是强度为C30 的水下混凝土，两桩所使用的混凝土均为商用混凝土。根据咬合桩施工要求，需要在A 桩的混凝土实现初凝前完成B 桩施工，因此，要保证咬合桩可以顺利、有序的施工，需要严格控制好A 桩混凝土具体的缓凝时间。按照此工程相关设计要求，缓凝时间最短是60h。经过相关试验，在A 桩混凝土灌注施工期间添加进SP 型的混凝减水剂，可以使A 桩混凝土有效延长初凝时间，大概可控制在约60h，符合工程设计要求，以确保施工过程可以顺利进行。

4 结语

填海区工程相比其他普通工程施工难度更大，尤其在基坑施工中，基坑稳定性会受到诸多因素影响，需要优化选择基坑支护形式，以有效提升基坑稳定性和工程安全性。咬合桩围护结构应用在填海区工程深基坑支护施工阶段，可以有效保障支护质量，增强基坑强度和稳定性，促使工程建设具有坚实的基础。为了充分发挥咬合桩在填海区工程深基坑支护中的重要作用，需要相关施工部门及作业者深刻认识咬合桩施工工艺，并在施工期间加强重视工艺应用要点。