咬合樁施工工藝的探討

王淑新 蔣柏文 周小艷

【摘要】本文主要就是通過對咬合樁的優(yōu)缺點的描述，介紹咬合樁的施工工藝及其控制要點，體現(xiàn)咬合樁在基坑圍護中運用價值。

【關(guān)鍵詞】咬合樁；圍護結(jié)構(gòu)；施工工藝

引言

咬合樁為近年來在國內(nèi)新出現(xiàn)的一種樁型，在部分城市地鐵圍護結(jié)構(gòu)中已取得了成功的經(jīng)驗。不但有傳統(tǒng)鉆孔灌注樁特點，還兼有攪拌樁的隔水特點，重操舊業(yè)鉆孔咬合樁作為一種新型的圍護結(jié)構(gòu)，由于其樁心相互咬和，解決了傳統(tǒng)的樁心相切樁防水效果差的毛病。

1.咬合樁的定義

鉆孔咬合樁是采用全套管鉆機鉆孔施工，在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種基坑止水擋土圍護結(jié)構(gòu)。樁的排列方式為鋼筋（圓籠）混凝土A樁和鋼筋（方籠）混凝土或素混凝土B樁間隔布置。施工時，先施工B樁，后施工A樁，在B樁混凝土初凝之前完成A樁的施工。A樁施工時切割掉相鄰B樁相交部分的混凝土，從而實現(xiàn)咬合。相鄰混凝土排樁間部分圓周相嵌，并于后序次相間施工的樁內(nèi)置入鋼筋籠，使之形成具有良好防滲作用的連接擋土支護結(jié)構(gòu)。由于其特點為樁間的相互咬合，故稱為咬合樁。

2.咬合樁的特點

2.1優(yōu)點

（1）機械設(shè)備噪音低、無震動、無泥漿污染近似于干法取土，對周圍環(huán)境影響小。

（2）對沉降及變形容易控制，由于有鋼套管的保護能靠近臨時建筑物、地下管線施工。

（3）全套管的跟管鉆進，能順利穿越飽和含水地層，有效的防止了孔內(nèi)流沙、涌泥，并可進行嵌巖，施工較為安全、快捷，對樁身質(zhì)量能較好的控制，保證了樁承載力。

（4）第二序次施工的樁在已有的第一序次兩樁間實施切割咬合，全套管的護孔方式保證了樁間緊密咬合，形成良好的整體連續(xù)結(jié)構(gòu)。

（5）不需要在施工止水帷幕，同其他圍護結(jié)構(gòu)相比，采用咬合樁圍護在造價上有一定優(yōu)勢。

2.2缺點

（1）咬合樁的樁徑受限制，因此一般施工單位缺乏經(jīng)濟實力購置多種直徑的套管。

（2）無水挖掘時需要注意防止缺氧、有害氣體等發(fā)生。

（3）灌注混凝土后，有時會發(fā)生鋼筋籠上升的事故。

3.咬合樁施工工藝

3.1工藝原理

圍護咬合樁一般分A、B型兩種，間隔分布，B型樁鋼筋籠為圓形，全長配筋，主筋不均勻分布，A型樁為第一序樁，B型樁為第二序樁。先行施做第一序樁（A型），在完成前后兩根A樁后，施做第二序樁（B型），在第一序樁混凝土灌注20小時至50小時范圍內(nèi)（混凝土初凝前），施工第二序樁，使之嵌入第一序樁體內(nèi)，成為一個整體。

3.2單樁工藝流程

咬合樁設(shè)計分為A、B樁兩種形式，其中A型單樁施工工藝流程如下圖所示：

圖1單樁施工工藝流程圖

除施工先后順序外，B型單樁施工工藝與A型樁相同。

4.鉆孔咬合樁施工技術(shù)要點

咬合樁是通過樁體咬合而達到結(jié)構(gòu)自防水的目的，通過樁體內(nèi)鋼筋不均勻分布而達到在相同配筋量的情況下，獲得最大抗彎強度，從而獲得較好的經(jīng)濟利益。因此，咬合樁的技術(shù)要點可歸結(jié)為垂直度、混凝土的緩凝時間、混凝土材料的均一性和鋼筋籠的定位等。

4.1樁位的控制

為了保證鉆孔咬合樁有良好的咬合效果，應(yīng)嚴格控制孔口的定位誤差，孔口定位誤差的允許值應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。

4.2單樁垂直度的控制

為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠的咬合量，除嚴格控制孔口定位誤差外，還應(yīng)對其垂直度進行嚴格控制。

成孔過程中要控制好樁的垂直度，必須抓好以下3個環(huán)節(jié)：

（1）套管的順直度檢查和校正。

鉆孔咬合樁施工前應(yīng)在平整地面上進行套管順直度的檢查和校正。首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度，然后將按照樁長配置的套管全部連接起來進行整根套管的順直度檢查和校正。

（2）成孔過程中樁的垂直度監(jiān)測和檢查。

①地面監(jiān)測。

②孔內(nèi)檢查。每節(jié)套管下壓完成后安裝下一節(jié)套管之前，可視施工過程中樁孔垂直度的變化規(guī)律，定期安排一定頻次的抽樣檢查，即停下來用測斜儀進行孔內(nèi)垂直度檢查。

（3）糾偏。

成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須及時糾偏，一般是利用鉆機的套管驅(qū)動器來進行切削鉆進糾偏即可。

4.3超緩凝混凝土的緩凝時間要求

A樁混凝土緩凝時間應(yīng)根據(jù)鉆機施工咬合樁工序要求時間來確定，單樁成樁時間又與地質(zhì)條件、樁長、樁徑、鉆進能力及操作工藝水平等有直接的關(guān)系。因此，A樁混凝土緩凝時間主要根據(jù)以下因素來確定：

（1）根據(jù)工程的具體情況和所選鉆機的類型在現(xiàn)場做成樁試驗來測定A、B樁單樁成樁所需時間tA、tB。

（2）A樁混凝土的緩凝時間可根據(jù)下式計算

T=k（2tA+tB）

式中T——A樁混凝土的緩凝時間（初凝時間）；

k——不可預見因素影響系數(shù)，k=1.20；

tA、tB——A、B型樁單樁成樁所需時間。

4.4克服樁內(nèi)“混凝土管涌”

在B樁切割兩側(cè)A樁成孔過程中，由于A樁混凝土尚未凝固，還處于流塑狀態(tài)，因此A樁混凝土可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)，稱為“混凝土管涌”。克服“混凝土管涌”主要采取以下措施：

（1）控制A樁混凝土的坍落度，不宜超過14cm。

（2）套管底口應(yīng)始終超前于開挖面2.5m以上，如果鉆機能力許可，這個距離越大越好。

（3）必要時可向套管內(nèi)注入一定量的水，使其保持一定的反壓來平衡A樁混凝土的壓力，阻止“混凝土管涌”的發(fā)生。

4.5預防“浮籠”

由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的間隙較小，灌注樁芯混凝土起拔套管的時候，鋼筋籠有可能被套管帶著一起上浮形成“浮籠”。一般用振動錘起拔套管時因高頻振動的液化減摩效應(yīng)，“浮籠”現(xiàn)象極少發(fā)生。此外，尚可采取如下預防措施：

（1）確保灌樁混凝土的和易性良好，其粗骨料粒徑滿足<20mm的要求；

（2）鋼筋籠的加工尺寸應(yīng)確保精確，在轉(zhuǎn)運、吊裝過程中采取可靠措施防止鋼筋籠扭曲變形；

（3）在鋼筋籠底部加焊一塊比鋼筋籠略小的薄鋼板，增加其抗浮能力。

4.6分段施工節(jié)點連接技術(shù)

往往一臺鉆機施工無法滿足工程進度要求，需要多臺鉆機分段施工，這就存在首尾段之間的節(jié)點連接問題。節(jié)點連接一般采用砂樁過渡的方法，即先施工段的端頭設(shè)置一個砂樁用以在相鄰的A樁預留出咬合企口，待后施工段到此節(jié)點時在砂樁樁位重新成孔挖出砂并灌上混凝土即可。

4.7鉆孔咬合事故樁的處理措施

在鉆孔咬合樁施工過程中，有可能因A樁超緩凝混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定出現(xiàn)早凝現(xiàn)象或機械設(shè)備故障等原因，使施工未能按正常要求進行而形成事故樁。事故樁的處理主要分以下幾種情況：

（1）平移樁位單側(cè)咬合。

B1樁切割咬合施工時，A1樁的混凝土已經(jīng)凝固，使鉆機不能按正常施工條件切割咬合A1、A2樁完成B1樁。在這種情況下，可向A2樁方向平移B1樁樁位，使鉆機單側(cè)切割A2樁，以后在A1與B1樁外側(cè)另增加一根旋噴樁作為過渡處理。

（2）用后壓漿技術(shù)，旋噴補強技術(shù)等法處理排樁之間的缺陷是十分有效的方法。

結(jié)束語

隨著城市化的不斷進行，以及地下工程的發(fā)展，導致基坑向深、大方向發(fā)展成為必然趨勢，研究新型的基坑支護形式成為當前研究的熱點問題，對于基坑支護形式而言， 鉆孔咬合樁作為這樣的一種新型圍護結(jié)構(gòu)之一，其安全、防水、經(jīng)濟、合理的特點越來越多地被應(yīng)用到城市建設(shè)工程中。

參考文獻

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