深基坑咬合桩施工中常见问题分析及对策

张克宾 刘明琛

广州工程总承包集团有限公司 广东 广州 510000

传统深基坑围护结构当中使用的钻孔桩通常情况下都是以相切或者相离形式布置的，对于这种类型的围护结构来讲，即便能够起到挡土的作用，但是针对地下水比较丰富的区域而言，会使得止水效果无法得到有效提升。在这种背景影响下，由于咬合桩属于一种深基坑围护体系，早在21世纪初期就已经被引用到了我国，在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，咬合桩工艺的利用效率也在逐步提升，近几年以来在南方沿海地带也是得到了广泛的运用以及推广。最初阶段，在实施咬合桩施工作业时，通常情况下，施工工作人员都会使用窑洞式全套管钻机完成施工工作。2011年8月，我国生产了第1台全回转机，在咬合桩施工过程中，科学合理的使用全回转机，不仅可以使得施工质量以及施工效率得到有效提升，同时也会在一定程度上提高整体工程质量。在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，咬合桩施工技术的使用运用范围也得到了一定程度的提高。对于咬合桩而言，不仅具备一定的渗透性，并且还具有造价低的特点，在实际施工过程中，并不需要泥浆护壁，与此同时还具备挖掘速度较快以及开挖深度相对而言比较大的特征，在实际施工过程中科学合理的利用咬合桩施工技术，不仅会使得成桩质量以及成孔质量得到显著提升，与此同时不需要减少地下水，并且施工工作不会受到天气的干扰。针对咬合桩来说，具备一定的适用性，在新时代背景下，随着社会经济的迅速发展，咬合桩的利用效率也在逐渐提升。

1 工程概况

大观进水厂东侧，天河区车陂涌流域是大观净水厂东侧进厂管以及泵站工程的工程地点，广州市天河区水务设施建设中心是是该工程的建设单位，在设计该工程整体结构过程中离不开中文工程技术有限公司的支持，该工程有一座新建污水泵站，污水提高设计规模，每日25万立方米，近段时间安装设备处理规模每日20万立方米，0.717千米是新建D1524水泵站出水管长度，DN1524污水管是0.04千米，0.087千米是dN3048污水管长度，18米是基坑工程开挖深度，承包范围包含泵站基坑支护、水外工程、绿化工程、园建工程、电气工程、泵站进水管道敷设、泵站土建施工以及泵站设备的采购与安装等。

2 分析工程地质条件

结合核工业鹰潭工程勘察院所提供的场地工程地址勘察报告可以看得出来，本场地每一个地基储存在把控深度范围之内，依照岩土层分布、沉积环境以及物理学性质等特点，可以有逐一划分为，人工填土层、第四系冲洪基层、第四系残积层。场地内部地层可以依照从上到下的顺序依次进行描述。第一，人工填土。杂填土：杂填土的颜色主要为褐灰色以及灰黄色为主，杂填土的特征是松散，主要是由粘性土、砖块以及砂石等组合而成，局部会参杂塑料袋等生活垃圾，该城局部地段分布共4个钻孔其中包括BZZK1、BZZK2、BZZK3、BZZK4，0.8～4.4米是揭露埋深，2.5米是平均层的厚度。第二第四系冲洪积层，粉质粘土，粉质粘土的颜色主要是以褐黄、褐红以及灰白色为主，粉质粘土状态具备一定的可塑性，主要是由粘粉粒组合而成，局部当中包含粗砂，没有摇振反应，光泽反应比较光滑，干强度以及韧性一般，该层分布相对而言比较广泛，一共有10个钻孔揭露该层，4.4米到12.4米之间是揭露埋深深度，4.5米是平均层的厚度。对于初砂而言，颜色多以灰白色以及灰黄色为主，局部比较松散，石英质是主要成分之一，所包含的粘性土量相对而言比较少，局部涵盖粘土团，分选性相对而言比较差，具备比较好的级配，该镀层分布相对而言比较广，一共有16个钻孔揭露该层，11～14.9米是揭露埋深深度，4.2米是平均层的厚度。

3 分析咬合桩施工流程以及要领

3.1 导向墙施工

在咬合桩施工过程中，通常情况下都会使用全套管实施施工作业，施工设备重量相对而言比较大，很难严格把控桩与桩之间的咬合，所以在施工准备阶段，应当严格依照设计所提供的基坑对边界施作钢筋混凝土导向墙进行严格把控，这样可以使得施工质量以及施工安全得到有效保障，导向墙施工厚度应当把控在400毫米，1900毫米是导向墙外边与孔中心距离，在实际施工过程中，相关工作人员应当对施工误差进行严格把控，这样不仅可以使得咬合厚度得到有效保证，同时也能够使得施工效率以及施工质量得到一定程度的提升[1]。

3.2 成孔

在钻机就位以后，相关工作人员需要把夹管装置放入到第1节套管当中，在调节管套的垂直度过程中，相关工作人员应当结合实际情况使用铅锤或者其他仪器完成此项工作。在实际施工过程中，套管主要起到的作用就是护臂，不仅可以有效防止出现孔径缩小的现象，同时还能够避免因切割混凝土而产生的混凝土流失状况。通过第1节套管的齿柱结构切割土体到达一定深度以后，在处理管中土体过程中，应当利用专业的设备完成此项工作，并且还要对夹管装置实施转动作业。在连接套筒过程中，相关工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的技术手段使得套管垂直度得到有效保证，在实际施工过程中一旦出现问题，相关工作人员应结合实际情况提出有效解决方案，并对策出现的问题进行及时处理，这样可以使得套管垂直度得到有效提升。严格把控套管的垂直度，可以使得桩的垂直度得到一定程度的提高，所以在利用钻机实施钻进作业时，相关工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的处理方案，使得每节套管的垂直度得到有效保障。在检测桩位以及垂直度过程中，要由专业性较高的工作人员完成此项工作。在使用侧垂过程中，要结合具体施工状况，利用科学有效的解决策略使得测锤埋入深度得到有效保障。

3.3 钢筋笼制作以及安装

在施工准备阶段，相关工作人员应当对钢筋笼质量给予高度重视，针对质量合格的钢筋笼而言，在实际施工过程中，应当使用其吊机吊起钢筋笼，然后逐渐放入到套管内部，这样可以有效防止钢筋笼与筒壁因擦过大而出现钢筋笼箍筋损害的现象。钢筋笼与桩底标高需求相互吻合以后，应当对钢筋笼实施定位以及固定作用，这样不仅可以有效避免出现钢筋笼移位的现象，同时也会使得桩的质量得到有效提升，如图1所示。

图1 钢筋笼安装图

3.4 混凝土浇筑

在浇筑咬合桩过程中，通常情况下，相关工作人员都会使用C20混凝土实施浇筑作业。因为该工程地下水相对而言比较丰富，在灌注混凝土过程中，相关工作人员应当使用水下混凝土灌注施工技术完成此项工作，并且相关工作人员应当严格依照施工规范需求实施施工作业。在混凝土浇筑准备阶段，相关工作人员不仅要对混凝土的质量进行严格把控，同时还要对混凝土型号以及塌落度给予高度重视，这样不仅可以使得混凝土质量得到有效保证，对提高整体工程质量所起到的作用更是不容忽视的。

4 问题分析以及对策

4.1 试桩过程中咬合桩导墙发生不均匀沉降

C25是混凝土强度等级。由于场地表层是软弱地基，因此在试桩过程中，相关工作人员在处理混凝土导墙下部地基过程中应当使用碎石换填方法完成施工工作，并且还要把换填厚度把控在一米以内，7.58米是换填宽度。在实际施工过程中，相关工作人员应当利用配级碎石完成施工工作，并且还要对碎石大小进行严格把控，通常情况下都要把空在20～40毫米之间。在实际试桩过程中，相关工作人员应当根据实际情况，利用一台全回转机以及一台70吨履带吊实施施工作业，这样可以使得施工质量以及施工效率得到显著提升。

4.2 高水位下成孔过程中涌砂以及处理方案

由于该工程的地层具备一定的复杂性，在距离桩顶标高15米以下是松软的泥层以及粉细砂层，不仅很容易出现土体流失的现象，同时也会对施工工作带来一定影响。为了能够使得施工质量以及施工效率得到一定程度的提升，在实际施工过程中，相关工作人员应当结合实际情况利用抽砂施工工艺完成施工工作，这样不仅可以在一定程度上提高施工质量以及施工效率，对提升整体工程质量所起到的作用是不能忽视的。钻孔成孔以后，经过下道工艺，在灌注混凝土以前再次测量孔深的时候，会发现沉渣厚度变得越来越大，通常情况下是3～4米之间，最大可以达到8米，间隔时间一旦出现过长的现象，会使得沉渣厚度变得越来越厚。经过测试结果可以看得出来，沉渣主要以粉细砂为主，每一分钟可以上升到6厘米到8厘米之间。通过分析结果可以看得出来，之所以会出现这种状况，是因为孔底位于粉土粉细沙层地层当中所造成的，并且施工工艺是利用套管护壁，抓斗挖土成孔。这样不仅会使得孔内部水头高度变得越来越低，同时也会使得套管内部外水头压差变得越来越大，严重时会出现粉土细砂进入孔内部的现象。除此之外，抽砂主要是由导管与空气压缩机组合而成的。在气体压力的影响下，砂浆就会从导管当中喷出来。在抽砂时，因为导管内外压力差相对而言比较大，这样就会出现外土体流失的现象。为了能够有效避免产生涌砂的情况，相关工作人员会结合不同的状况，分别使用以下解决方案。第一，在实际施工过程中，相关工作人员应当结合实际情况，利用科学有效的技术手段，使得套管下沉深度变得越来越深，并且需要有效保证套管埋深应当超前挖掘面不低于两米，在终挖过程中，套管应当高于孔深一米以上。第二，在实际施工过程中，相关工作人员应当结合实际情况利用压水措施完成施工工作，在实施抽砂作业时，应当把适当的水注入到套筒当中，并且需要有需要保证套管内部的水位时装高于地下水位。在实际施工过程中，在吊装钢导管时，相关工作人员要利用吊车完成吊装作业，在抽取底部砂层过程中，应当把适当的水注入到孔内部，这样可以使得孔内部水头高度得到有效保障。科学合理的使用上述方法，不仅能够实现严格把控内部涌砂现象，同时也会为成孔过程逐步顺利奠定扎实基础[2]。

4.3 混凝土超灌问题以及处理方案

正常状况下，因为全套咬合桩在全部桩长范围以内均有具备特殊性的钢套管护壁，这样可以使得超灌量得到有效保障，但是从该工程的实际状况就可以看得出来，因为该工程地下水位相对而言比较高，在实际施工过程中运用了超挖把控涌砂等措施完成了施工工作，因此在桩当中，就会出现超灌量过大的现象。大多数的充盈系数都会高于1.3。3.7是最大的充盈系数，并且超灌深度可以达到10米以上。通过分析结果可以看得出来，10米以下的是淤泥质夹粉土以及粉细砂地层。在实施开挖作业时，在地下水的影响下，就会出现涌砂现象。但是对于这种涌砂现象而言，由于会被开挖过程所覆盖，因此相关工作人员很难在第一时间发现这种现象。在灌注混凝土过程中，通常情况下都会对堤坝外形套管造成一定影响，经常会出现套管下沉的状况。除此之外，一旦出现水压操作不得当的现象，套管外的流砂在压力差的影响下，就会从套管底部涌出，进而使得套管外靠近套管砂层以及土城的位置出现空洞现象。土体在遭到破坏以后，应力条件也会发生变化，这样不仅会使得流砂体稳定性变得越来越低，同时也会引起超灌问题。解决方案：第一套管超前，在实际施工过程中，相关工作人员应当结合具体状况，利用科学有效的技术手段，有效保证套管一直保持超前开挖面一米之上。第二，在高效率完成开挖工作以后，应当把适当的水注入到孔内部，这样可以使得孔内部水头高度得到有效保障[3]。

4.4 拔桩现象以及处理办法

在咬合桩灌注时，经常会出现拔桩状况。当混凝土灌注到指定的高度以后，在提拔套管过程中，会一起拔出混凝土以及钢筋笼。针对这种现象来讲，通常情况下都会在灌注后期发生，与此同时与灌注时间以及混凝土质量和拔导管的时间有着密不可分的联系。通常状况下，桩长越长需要灌注混凝土的时间就会越长，同时也会使得这种问题的出现概率变得越来越高。对于轻微的拔桩而言，相关工作人员应当结合实际情况利用压笼的方法，对钢筋以及混凝土一起实施压回作业，但是拔桩时的速度越快，冲力就会变得越来越大，不会实现桩身的目标，进而引发整桩报废问题。解决策略：第一，在高效率完成混凝土初灌工作以后，相关工作人员应当结合实际情况，在第一时间提拔外套管，在灌注时，随着灌注混凝土顶面的提升，应当不断的提拔外套管，要有效保证外套管在混凝土当中埋深深度不能高于两米。第二，需要对混凝土配合比进行严格把控，在实际施工过程中，应当把控整体的总体灌注时间作为基础工作内容，在实施施工作业时，不能出现停顿现象。第三，相关工作人员应当对外套管埋深以及套管埋深的相互关系进行严格把控，在灌注过程中，应当做到多测量，并且需要结合实际情况，利用科学有效的技术手段，在第一时间拔出套管以及导管。第四，要对制作具体的操作要领给予高度重视，在实际施工过程中，应当严格依照具备科学性以及时效性的操作要点实施施工作业。通过使用综合把控方案，不仅可以彻底解决拔桩问题，同时也会使得施工进度得到有效保障，并且也能够有效防止出现浪费施工成本的现象。

5 结束语

在深基坑施工过程中，科学合理的利用咬合桩施工技术，不仅可以使得施工质量以及施工效率得到有效提升，对提高整体工程质量所起到的作用更是不容忽视的。