鉆孔咬合樁施工技術在水中承臺基坑圍護結構中的應用

黃峻峰 趙愛濤

摘 要：文章結合中鐵城市發展投資集團有限公司建設的崇州市琴鶴大橋水中承臺基坑圍護結構施工實例，介紹了鉆孔咬合樁施工技術原理及其在基坑圍護結構中的應用、施工工藝流程及技術控制要點等。

關鍵詞：承臺基坑 鉆孔咬合樁 混凝土澆筑

鉆孔咬合樁是一種新型圍護結構形式，它是在平面上沿一條軸線設置單排鉆孔樁，相鄰的樁互相搭接，為一種特殊的樁列式擋土墻。它與傳統的人工挖孔樁、鉆孔密排樁相比，具有防滲效果好、泥漿污染小、利于環保、不易塌孔等優點。

1.工程概況

崇州市琴鶴大橋建設項目位于崇州市琴鶴廣場，順延崇州市永康西路，跨越西河，在穿越濱江新城規劃區后與安仁連接線相接。大橋主墩基礎為水下基礎，主墩采用直徑1.8m鉆孔樁基礎，樁長為35m；承臺為12×12×3.5m矩形，為低樁承臺，全部埋入河床內，基礎施工采用筑島、圍堰方式進行樁基礎施工，然后設置支護樁，有水狀態下開挖承臺基坑后，立即澆筑封底混凝土，最后將基坑內積水排除，然后進行下一步施工。為了保證基坑開挖安全及達到后期基坑側壁封水效果，基坑支護系統采用鉆孔咬合樁+支撐的形式。咬合樁直徑1.2m鉆孔樁，樁長20m，錨固長度11.89m，懸臂長度8.11m，葷素搭配，葷樁采用C30鋼筋混凝土，素樁采用C20素混凝土，葷素之間咬合0.25m。單個基坑共設置48根葷樁，48根素樁。樁頂設置鋼筋混凝土頂梁，頂梁高0.8m，寬1.4m。頂梁施工完成后在頂梁內側每7m設置一道內支撐。內支撐采用直徑800mm，壁厚1cm的螺旋鋼管。

2.工藝原理

鉆孔咬合樁采用機械鉆孔施工，樁與樁之間相互咬合。樁的排列方式為一根素混凝土樁（A樁）和一根鋼筋混凝土樁（B樁）間隔。先施工A樁，后施工B樁。A樁混凝土采用超緩凝型混凝土，要求在A樁混凝土初凝之前完成B樁的施工；B樁施工時，利用套管鉆機的切削能力切削掉相鄰A樁相交部分混凝土，實現咬合。

3.工藝流程

詳見圖1。

4.技術控制要點

4.1 施工準備，筑島、圍堰

本基坑為橋梁基礎基坑，基坑長29.8m，寬13.8m。深8.1m。采用圍護樁形式垂直開挖，由于橋梁基礎位于崇州西江河中，需在西江河中采用筑島、圍堰形式搭設施工平臺。施工平臺長48.4m，寬32.4m，采用砂卵石填筑，四周用粘土堆滿土袋。

4.2 咬合樁施工流程（詳見圖2）

4.2.1 導墻施工

為了提高鉆孔咬合樁孔口定位精度及就位效率，在樁頂上部施工鋼筋混凝土導墻，導墻寬為每側2m，厚40cm，混凝土等級為C20，導墻孔口直徑1.24m，每側預留2cm富余寬度。為保證機械進出的順暢，澆筑的導墻頂面控制到與圍堰筑島頂標高一致。施工導墻混凝土前，需根據導梁位置對筑島頂面進行開挖，開挖完成后綁扎鋼筋、安裝模板、澆筑混凝土。鋼筋嚴格按設計要進行布置。

4.2.2 鋼護筒安裝

鋼護筒采用壁厚1cm鋼板卷制，直徑1.2m，然后用搓管機搓管下放，搓管前需對設備進行調平，確保鋼護筒垂直度，搓管機固定鋼護筒切割砂礫石或素樁混凝土，直至孔底。搓管機施工完成一個鋼護筒后，利用履帶吊吊裝至下一個孔位實施。混凝土澆筑過程中保證一定混凝土的埋深的情況下，一邊澆筑混凝土一邊利用搓管機提升鋼護筒，一根成孔后倒用至另外孔位。

4.2.3 鉆孔施工

鉆孔施工采用280型旋挖鉆機，先施工素樁，再施工葷樁，鉆孔過程中必須嚴格控制孔樁偏移及垂直度偏位情況，如發生偏位情況，需及時修正，避免造成咬合不完整現象。

4.2.4 水下混凝土澆筑

水下混凝土澆筑采用導管法，灌注導管采用300mm的快速卡口垂直提升導管。導管在使用前組裝，根據孔深預拼要求長度，導管順直并進行拉力和水密試驗，確保導管的良好狀態。下放導管時小心操作，避免掛碰鋼筋籠及孔壁，將導管輕輕下放到孔底，然后再往上提升25～40cm。與導管的理論長度進行比較，吻合后，將導管固定在灌注平臺孔座上，接上混凝土初灌漏斗，檢查孔底沉渣厚度，符合規范要求、經監理工程師同意之后，開始灌注混凝土。混凝土由混凝土運輸車運送至墩位，臂架泵輸送到樁位處，直接把混凝土放到集料斗內。使用拔球法灌注水下混凝土，開始灌注前，灌注漏斗內的混凝土總量應保證拔球后導管底端埋入深度1.0m以上。

根據設計要求，素樁采用C20水下混凝土，葷樁采用C30水下鋼筋混凝土，由于B樁施工時需切割A樁部分，達到咬合作用，水下混凝土澆筑時，必須控制混凝土的初凝時間，在A樁的混凝土中，可適當加入緩凝劑，根據設計及現場施工情況，一般A樁緩凝時間控制在30～40h內。

4.3 基坑內支撐設置

本基坑在基坑頂梁上設置一道鋼管支撐，鋼管支撐采用直徑0.8m，壁厚1cm的螺旋鋼管。平面位置共布置三根。

每個內支撐長13.6m，重2.65t。施工前，在平整地面上整體接長，管節對口應保持在同一軸線上進行，兩根鋼管接長時候，首先必須清除接頭附近20～30mm范圍內的鐵銹、油污、水汽和雜物，然后用包板連接，包板搭接長度不少于0.4m。接長完畢后整體吊裝安裝。

內支撐與頂梁采用焊接連接。頂梁施工時，在頂梁內側及頂面預埋1cm鋼板，鋼板與頂梁鋼筋焊接成整體，待內支撐吊裝到位后，內支撐鋼管法蘭盤直接與預埋鋼板進行焊接。

4.4 基坑開挖

主橋基坑開挖中，由于基坑深度較深，且由于未澆筑封底混凝土，基坑內無法降水，挖機無法進坑開挖，根據承臺寬度及基坑深度，基坑分為兩層開挖，第一層為基坑頂面至基坑以下4m，該層采用330型挖掘機（斗容量1.5m3）有水開挖。為提高開挖速度，每個基坑兩臺挖掘機同時開挖。第二層為基坑以下4m至封底混凝土底，開挖深度較大，且由于橋樁樁頭阻礙，無法采用挖掘機開挖，所以在基坑以下4m至封底混凝土底標高范圍內，基坑開挖采用抓斗出土。

4.5 封底混凝土澆筑

基坑開挖至設計封底混凝土底后，在平臺上搭設灌注架，用澆筑封底混凝土，封底混凝土厚1.5m，整個區域共布置24個下料點，每個下料單作用半徑按4m考慮。澆筑順序由上游至下游。混凝土澆筑時采用砼運輸車將砼運輸至墩身附近，臂架泵泵送澆筑。

4.6 基坑抽水

封底混凝土澆筑完成后，采用4臺4.5KW，管徑150mm水泵，抽干圍堰內積水。基坑抽水過程中如遇承臺內某一處涌水量大于10L/min時采取對該處進行注漿處理。注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿。抽水完成后，按設計圖紙要求施工承臺。

5.結束語

深水低樁橋梁承臺基坑圍護結構采用鉆孔咬合樁技術方案，有效地保證了水中承臺基坑施工的安全，是一種較好的深基坑圍護結構形式，值得在橋梁工程承臺基坑工程中推廣和應用。

參考文獻：

[1]高強，鄧樹密，肖美.鉆孔咬合樁在新加坡地鐵Napier車站基坑圍護中的應用[J].四川水利，2018，39（03）：100-103.

[2]劉曉陽.鉆孔咬合樁施工工藝及質量控制[J].建筑，2014（10）：59-60.