深基坑咬合樁組合支護施工技術及現場監(jiān)測研究

摘要：咬合樁組合支護能夠在確保深基坑安全穩(wěn)定可靠的前提下，兼顧經濟性而得以推廣應用。以東門河水系整治工程基坑為工程依托，采用咬合樁組合支護進行開挖支護，對相關關鍵技術進行了詳細闡述，并對樁體水平位移、基坑周圍地表沉降等開展現場監(jiān)測。研究結果表明：樁體水平位移隨著基坑開挖深度的增大不斷增大;支護樁樁體的最大水平位移處于樁頂位置，呈“懸臂”式;監(jiān)測點數據顯示，拱形咬合樁支護結構符合安全可靠要求。所得結論可為今后基坑支護結構選型及施工提供參考。

關鍵詞：深基坑;咬合樁;施工技術;現場監(jiān)測;變形

0" "引言

深基坑開挖會引起周邊建筑物變形位移，嚴重時甚至會導致事故發(fā)生，因此開展關于深基坑支護方式的研究非常必要[1-5]。咬合樁組合支護結構因支護可靠、成本低而得到了較為廣泛的應用[6-7]。嚴偉飛等[8]以杭州市某城際鐵路標段為研究對象，針對傳統咬合樁支護結構存在的不足，對W形折線咬合樁支護結構展開研究。通過有限元分析軟件ABAQUS建立相同咬合量（面積）、不同咬合角度的W形折線咬合樁支護結構數值模型，并根據計算結果，對不同開挖階段支護結構的變形、內力、中性軸等承載特性進行分析。王擴等[9]依托首都機場線二期（西延）工程北新橋站，采用數值模擬方法，研究了不同葷（素）樁樁心距、葷樁直徑、素樁直徑等參數，對洞內咬合樁中樁身橫向位移和樁身彎矩的影響規(guī)律，并優(yōu)化了洞內咬合樁的設計參數。石小林等采用結合南充市都京港嘉陵江大橋工程實例，介紹了咬合密排樁圍堰結構方案，分析了沖擊成孔咬合樁施工技術及成樁效果。

綜上所述可見，咬合樁組合支護結構對于基坑支護具有較好的作用，而對于該支護結構關鍵施工技術及現場監(jiān)測驗證的研究仍然缺乏。本文以東門河水系整治工程基坑為工程依托，采用咬合樁組合支護進行開挖支護，對相關關鍵技術進行了詳細闡述，并對樁體水平位移、基坑周圍地表沉降等開展現場監(jiān)測，以期對將來類似工程提供借鑒。

1" "工程概況

1.1" "工程背景

東門河水系整治工程地位于福清市玉屏街道，江濱路至一拂街區(qū)間。場地標高在7.3～7.8m之間。建議基坑開挖前對場地進行整理，標高不高于7.5m，基坑開挖底標高約為-10.95m，基坑開挖深度8.4～18.45m，基坑支護總長約為525m。

擬建基坑西側鄰近老城區(qū)居民樓，周邊建筑物密集，是施工質量、安全重點控制區(qū)。西側為居民樓，東側為東門街及沿街商鋪。擬建基坑東側為東門街道路（江濱路至一拂街區(qū)間），擬建施工圍擋將占道東門街半幅道路，將該半幅道路暫作為主要機械及材料進出運輸通道。

擬建基坑東側與現狀東門街右側人行道沿線有DN300給水管1道，燃氣中壓管1道，雨水管1道，移動通信管道等，擬施工支護樁外側距該處市政管線水平凈距約15m。 擬建基坑東側與現狀東門街左側人行道存在的高壓電線桿，水平凈距約2～5m。該電桿及電線待遷移，目前已與電力部門對接臨時遷移或保護方案。基坑支護開挖施工平面布置如圖1所示。

根據鉆探揭露，自上而下依次如下：雜填土層層厚1.1～3.0m;粉質粘性土層厚為0.60～1.80m;淤泥質粘土層厚為1.20～6.90m;卵石層層厚為0.80～4.40m;砂土狀強風化凝灰?guī)r層厚0.50～4.10m;碎塊狀強風化凝灰?guī)r層厚0.50～2.5m;中風化凝灰?guī)r層厚8.4～11.30m。

1.2" "工程重點難點分析及對應措施

本基坑支護工程東西兩側存在居民樓及周邊建筑物、地下管線，水平間距約為10m。如果在支護樁成孔過程中發(fā)生塌孔、過大振動現象，建筑物與支護樁之間的土體將發(fā)生下沉和位移，直接會導致周邊建筑物及地下管線產生位移、變形、裂縫等現象。

采取措施如下：①根據地層情況選用鉆頭;②鋼護筒埋設前，應準確測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大于5cm，埋設中保證鋼護筒斜度不大于1%;③鉆孔樁開孔后應緩慢鉆進，若發(fā)現偏位立即調整，直到孔位定型時，方可停止校核。④鋼筋籠下放時采用兩條吊筋，保證鋼筋籠起吊后的垂直度。

由于本工程基坑面積較小，基坑深度較深，導致土方開挖出土難度很大。對此采取措施如下：將出土坡道進行優(yōu)化設計，在基坑東南側在支護樁位置設置“U”形口，從基坑外開始放坡，有效增加出土坡道長度。

本工程支護樁采用咬合樁，且咬合樁深度較深，鋼筋混凝土樁深度達到了16m，素混凝土樁深度達到16m，咬合寬度300mm。如果咬合樁垂直度控制不到位，將導致咬合寬度不足，造成漏水情況。采取措施如下：嚴格把控好葷素樁施工順序、位置及施工時間。

本工程工期緊、場地狹窄，給施工組織帶來很大的難度。對此采取措施如下：合理安排各工序的施工順序，盡量減少交叉施工。

2" "咬合樁關鍵施工技術

2.1" "咬合樁形式

本基坑咬合樁共計880根，其中A樁和B樁分別為430、450根，使用旋挖鉆機施工。根據工程地質勘察報告，項目場地內存在大量拆遷遺留的地梁、工程樁、條石等建筑廢料。施工圍護樁、咬合樁樁基時，應先進行樁基施工范圍內破除建筑廢料換填土處理。咬合樁平面圖如圖2所示。

咬合樁按“先A后B”的順序施工咬合樁。A樁采用水下混凝土，不配鋼筋樁（素樁）。B樁采用水下混凝土，配鋼筋樁（葷樁），B樁成孔須在A樁混凝土初凝前用泥漿護壁成孔。

為達到咬合樁施工技術要求，要求定位誤差小于10mm，為此需硬化地面并做混凝土導墻，成樁垂直度要求達到0.3%。需掌握一序樁的初凝時間，使二序樁能夠順利施工。

2.2" "咬合樁施工順序

咬合樁均采用旋挖鉆機施工，樁施工分成兩序，一序樁（A樁）采用水下混凝土灌注，混凝土初凝時間不小于72h，混凝土強度等級為水下C25。二序樁在相鄰的一序樁施工之后、強度達到設計強度50%時進行，混凝土等級為水下C30。首先施工素混凝土（A樁），然后施工葷樁（B樁），具體施工流向為：A1→A2—B1—A3—B2—A4—B3……，按照圖3所示施工順序進行施工。

2.3" "咬合樁施工關鍵技術

2.3.1" "旋挖鉆機施工工藝流程

旋挖鉆機施工流程如下：場地布置、測量復核→埋設護筒→泥漿制作→鉆機就位→鉆孔施工→成孔檢查，清孔并測定深度→放入鋼筋籠和導管→進行混凝土灌注→拔出護筒并清理樁頭沉淤→自然養(yǎng)護成樁。

2.3.2" "鋼筋籠制作安裝

鋼筋籠直徑及制作應符合設計要求，鋼筋籠應整體制作，分段配筋。焊接長度單面為10d（鋼筋直徑），雙面為5d，任一焊接中心至長度為鋼筋直徑的35倍且不少于500mm的區(qū)段內。下鋼筋籠時，將鋼筋籠吊直而后緩慢下降，避免上浮（標高偏差≤100mm），確保鋼筋籠的安放深度達到設計要求，然后固定鋼筋籠。

2.3.3" "水下混凝土灌注

灌注樁應采用旋挖成孔，采取間隔施工，并應在灌注混凝土24h后進行鄰樁成孔施工。導管選擇直徑250mm導管。下導管前，對每節(jié)導管進行詳細檢查。第一次使用時需做密封水壓試驗，試水壓力0.6～1.0MPa，不漏水即為合格。導管連接部位加密封圈及涂抹黃油，確保密封可靠，導管底部離孔底300～500mm。

3" "樁體水平位移監(jiān)測分析

基坑開挖的施工過程中，反映結構的整體穩(wěn)定性最具代表性的數據，是基坑支護結構的水平位移程度。設置的樁體水平位移監(jiān)測點相對較多，本文選擇具有代表性的監(jiān)測點CX1、CX3、CX5測量數據進行綜合分析，以向基坑內側變形的樁體水平位移為正，得到不同開挖階段測點數據曲線，如圖4所示。

從圖4可以看出：基坑降水開挖過程中，拱形咬合樁支護結構支護樁變形方向隨著位置的不同而改變，支護樁樁體的最大水平位移處于樁頂位置，變形呈“懸臂”式。支護樁變形程度隨著基坑開挖深度不斷增大，但變形增大的幅度逐步減小。

監(jiān)測點CX1與CX5樁體水平位移數據顯示，隨著樁體開挖深度的不斷增加，樁體向基坑外側變形的范圍在不斷增大。向著基坑內側變形的是樁體下部，而向基坑外側變形的是樁體上部。當基坑開挖結束時，CX1與CX5樁體向基坑外側變形范圍，約達樁長1/3，為地表到深度-8m。

當基坑開挖結束時，樁體最大水平位移值不同，總體變形情況較小。其中，CX1最大水平位移為1.27mm，CX3最大水平位移為8.74mm，CX5最大水平位移為1.53mm。由此可以得出，從拱冠至拱腳，樁體的水平位移程度在持續(xù)減少，樁體最大水平位移值始終小于20mm，符合變形控制值標準。綜上所述，拱形咬合樁支護結構符合安全可靠標準。

4" "結束語

本文通過在東門河水系整治工程基坑咬合樁組合支護開挖施工現場設置監(jiān)測點，記錄樁體水平位移、基坑周圍地表沉降等代表性數據，以圖表形式直觀展現了監(jiān)測點數據，進行綜合分析，得出以下結論：

基坑開挖完成時，樁體水平位移達到最大值。在基坑開挖過程中，樁體水平位移隨著基坑開挖深度的增大不斷增大。

基坑降水開挖過程中，支護樁變形趨勢一致，拱形咬合樁支護結構支護樁變形方向，隨著位置的不同而改變。支護樁樁體的最大水平位移處于樁頂位置，呈“懸臂”式。監(jiān)測點數據顯示，在基坑降水開挖過程中，樁體最大水平位移值始終小于20mm，符合變形控制值標準。

參考文獻

[1] 劉輝喜，張澤輝，史豪杰.基于GIS技術的城市明挖隧道深基坑支護施工安全監(jiān)測方法[J].粉煤灰綜合利用，2021，35（6）：58-63.

[2] 徐建濤.多期軟土地區(qū)深基坑支護及位移控制方案探討[J].地質災害與環(huán)境保護，2021，32（2）：62-65.

[3] 孫秉珍，張淑，楊佳楠.基于前景理論和BWM的深基坑支護方案綜合評價[J].安全與環(huán)境學報，2021，21（1）：70-77.

[4] 李明濤，王會萌，姚文虎.沉入式混凝土套箱在高架車站基坑支護中的應用[J].鐵道建筑技術，2021（9）：158-162.

[5] 任帥.軟土地區(qū)圓形深基坑變形特性及分析[J].福建建材，2021，247（11）：47-50+76.

[6] 李恒寶，朱琳.超深巨厚砂層中咬合樁施工關鍵技術[J].西部探礦工程，2021，33（11）：25-27+31.

[7] 石小林，付玉國.咬合密排樁圍堰沖擊成孔施工技術[J].西部交通科技.

[8] 嚴偉飛，趙爽，郭舒帆，等.W形折線咬合樁咬合角度對支護結構承載特性的影響研究[J].施工技術（中英文），2021，50（20）：90-94.

[9] 王擴，姚愛軍，張東，等.富水地層中暗挖地鐵車站洞內咬合樁力學性能及優(yōu)化[J].地下空間與工程學報，2021，17（S2）：779-787.