城市防汛墻咬合樁質量檢驗標準初探

(上海市水務建設工程安全質量監督中心站，上海 200232)

近年來，咬合樁被廣泛應用于高層建筑和市政地下工程的深基坑圍護中。目前，國內學者對咬合樁的研究主要集中在咬合樁的設計計算方法、施工技術和超緩凝混凝土的配置等方面。

咬合樁成孔垂直度高，各樁間緊密咬合，止水效果好；采用全套管鉆機，成樁過程中始終有鋼套管護壁，無需排放泥漿，有助于文明施工和城市環境保護；能有效防止孔內流砂、涌泥，保證無坍孔，成樁質量高；對沉降和變位容易控制，能緊鄰相近的建筑物和地下管線施工，可減少對周邊環境影響[1]。綜合以上優點，咬合樁在施工環境要求高、樁基要求具有止水功能的城市水利建設中具有廣闊的發展前景。上海市咬合樁應用于水利工程永久性結構樁基礎的項目越來越多，但目前施工工藝參數控制和質量檢驗標準并未有相應規范。本文將結合南外灘濱水岸線綜合改造工程實例，分析研究軟咬合樁施工工藝和相應的質量檢驗標準。

1 工程背景

南外灘濱水岸線綜合改造工程位于上海市黃浦江左岸，實施范圍北起復興東路輪渡站南邊界，南至萬豫碼頭街，西至外馬路東側人行道邊線，東至規劃碼頭前沿控制線，岸線全長約842m。主要建設內容包括拆除重建老防汛墻，新建并加固親水平臺和綠化。防汛墻結構采用單排咬合樁基礎+“L”形擋墻結構型式。

2 咬合樁特點

綜合比較咬合柱和灌注樁兩種不同樁基方案(如圖1、圖2所示)，得出采用咬合樁斷面具有以下優點：?在施工工作面有限的情況下，咬合樁占地少，施工距離地下管線較遠，而灌注樁緊鄰外馬路下供電管線，施工很可能破壞管線；?咬合樁本身具有止水功能，且穿越富水地層時無需其他輔助措施，施工操作簡單，而灌注樁樁間需增設高壓旋噴樁止水；?咬合樁全回轉套管機結合清障一次性成孔，節省工期，而灌注樁需邊清障邊成孔，施工速度慢。

圖1 咬合樁基礎斷面 (單位：mm)

圖2 灌注樁基礎斷面 (單位：mm)

3 咬合樁施工工藝

3.1 咬合樁定義和適用范圍

咬合樁指在施工過程中通過機械磨孔、套管下壓、管內抓斗取土等施工工藝，使得平面范圍內相鄰混凝土樁相互咬合搭接形成的具有擋土和止水作用的連續樁墻[2]。咬合根據施工機械的不同，分為全套管鉆孔咬合樁、旋挖咬合樁；根據樁身材料的不同，分為素混凝土樁和鋼筋混凝土樁咬合、雙鋼筋籠咬合樁、水泥土砂漿樁。

咬合樁適用于軟土及富水地層中施工，尤其在工期緊、造價低、防水要求高、施工環境要求高的繁華市區和周邊建筑物密集地區。

3.2 排樁施工工藝原理

圖3 咬合樁施工順序

根據咬合樁按切割時混凝土是否凝固可分為硬切割全套管咬合樁和軟切割全套管咬合樁(軟咬合樁)[3]。軟咬合樁分為Ⅰ序(方鋼筋籠樁)和Ⅱ序樁(圓鋼筋籠樁)，Ⅰ序和Ⅱ序樁間隔布置，施工時先施工Ⅰ序樁，后施工Ⅱ序樁，Ⅰ序樁混凝土采用超緩凝混凝土，要求Ⅱ序樁必須在Ⅰ序樁混凝土初凝前進行切割成孔。施工組織如圖3所示，應按Ⅰ1→Ⅰ2→Ⅱ1→Ⅰ3→Ⅱ2→Ⅰ4→Ⅱ3順序組織施工，使回轉鉆機在相同的阻力下切割，保證成孔精度控制。

3.3 單樁施工工藝流程

咬合樁單樁施工工藝流程如圖4所示：

圖4 單樁施工工藝流程

3.3.1 導墻施工

導墻厚度為300mm，導墻定位孔直徑應大于套管直徑20mm，導墻頂部稍高于地面100mm，以防止地表水進入樁孔內,導墻施工平面圖如圖5所示。導墻內配φ16@250雙向鋼筋，與硬化地面鋼筋相連。導墻的混凝土等級不低于C25。

圖5 導墻施工平面

3.3.2 樁機和套管準備

采用φ1000的雙壁鋼套管，使用前應進行套管順直度的檢查和校正。將全回轉套管機的中心或定位器中心與樁位中心對齊，并調整鉆機的水平度，保證導桿及套管的垂直度。鋼套管安裝好后，應進行垂直度復測。

3.3.3 樁成孔施工

該工程基礎施工時地面上部10m以上有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物，采用CD全回轉套管機結合清障一次性成孔，而灌注樁施工時清障難度高，咬合樁施工速度優勢明顯。邊旋轉鋼套管邊抓土，鋼套管的深度比管內土面深3～5m。Ⅰ序樁為方籠先施工無需咬合，Ⅱ序樁成孔時在Ⅰ序樁混凝土初凝前進行軟咬合，切割咬合時要控制垂直度，放慢鉆進速度，注意防止Ⅰ序樁管涌現象[4]。

3.3.4 吊放鋼筋籠

采用80t履帶吊雙勾多點緩慢起吊，嚴防鋼筋籠變形，鋼筋籠單節全籠吊裝，長度為18.5m。鋼筋籠的保護塊采用滾輪式的高強度水泥砂漿保護塊。為防止起拔鋼套管時鋼筋籠上浮，在鋼筋籠底部設置3～5mm抗浮鋼板。Ⅰ序樁方籠下放后咬合處用PVC管進行固定保護，以防止Ⅱ序樁成孔時切割咬合損傷鋼筋，鋼筋籠安裝精度控制見圖6。

圖6 鋼筋籠安裝精度控制(單位：mm)

3.3.5 混凝土澆筑

Ⅰ序樁采用超緩凝混凝土，Ⅱ序樁采用普通水下混凝土。混凝土澆筑前進行現場坍落度試驗并制作混凝土試塊。混凝土灌注應連續進行，導管埋入深度宜保持在3～10m之間。一邊灌注一邊拔套管，確保混凝土高出套管底端不小于2.5m。混凝土的實際灌注高度宜超灌1～2m，確保樁頂混凝土強度滿足設計要求。

4 咬合樁施工質量控制與檢測

鉆孔咬合樁施工質量控制的關鍵是原材料質量、樁身垂直度和混凝土緩凝時間。

4.1 導墻施工

在咬合樁頂部設置混凝土導墻，能保證鉆孔咬合樁孔口的精確度，并提高就位效率，導墻施工應控制平面偏差和垂直度，具體質量標準和檢測方法見表1。

表1 導墻施工質量標準和檢測方法

4.2 成孔施工

全套管回轉鉆成孔過程中，對孔位、孔深、垂直度和沉渣厚度等進行檢查，具體量標準和檢測方法見表2。

表2 成孔施工質量標準和檢測方法

4.3 鋼筋籠制作

在吊裝鋼筋籠前應進行隱蔽驗收，檢查鋼筋籠直徑、主筋長度和間距、鋼筋籠安裝深度、混凝土保護層厚度等，具體質量標準和檢測方法見表3。

表3 鋼筋籠制作質量標準和檢測方法

4.4 混凝土灌注

混凝土澆筑過程中應檢查混凝土坍落度、充盈系數等，超緩凝混凝土應注意早期凝結時間控制，水下混凝土應注意后期強度是否達到設計要求。施工結束后應按一定比例進行外觀檢查和樁身完整性檢測，具體質量標準和檢測方法見表4。

表4 混凝土澆筑質量標準和檢測方法

4.5 質量檢測

施工完成后應按一定比例進行外觀檢查和樁身完整性檢測(見表5)。開挖至樁頂標高以下1.5m檢查樁身咬合效果和垂直度，是否滲水，應采用超聲波方法進行樁身完整性檢測。

表5 咬合樁質量檢測

5 結 論

南外灘濱水岸線綜合改造工程防汛墻采用咬合樁基礎，施工速度快，環境影響小。咬合樁施工過程中按照以上檢驗標準，實際成樁樁體經超聲波檢測均為Ⅰ類樁，施工質量達到優良等級。本文研究成果可為今后城市水利工程中咬合樁的質量控制提供參考和借鑒。