咬合桩在深基坑围护结构中的应用.docx

咬合桩在深基坑围护结构中的应用张亚峰 吴 祥 郭振华摘 要 深圳地铁 9 号线海上世界站基坑采用旋挖钻和冲击钻配合施工咬合桩，通过对硬咬 合施工技术原理、主要施工工艺、控制要点、以及质量控制措施对比分析，取得了咬合桩围护 结构施工经验，可作为类似工程施工借鉴关键词 基坑 咬合桩 技术原理 经验 借鉴1 工程概况深圳地铁9号线海上世界车站基坑总长为386.2m，标准宽度为20.10m,深度17.1〜 18.0m,支护安全等级为一级现有地面高程4.57〜5.25m之间，低洼地段覆盖残积物、冲 洪积物，且大部分地段已被城市开发整平地层自上而下依次为：上覆第四系人工填土层、 全新统冲洪积层、上更新统冲洪积层，下伏基岩为燕山期粗粒花岗岩，岩石出露面比较高， 局部埋深 1〜2m基坑主体围护结构选用咬合桩的结构形式，由钢筋砼桩+素砼桩相互咬合组成，桩中心 距700mm，相邻两桩咬合300mm2 工艺原理主要采用旋挖钻机和冲击钻机配合施工，冲击钻施工素桩，旋挖钻施工钢筋混凝土桩， 在素砼桩达到一定强度后，施工钢筋混凝土桩，使钢筋混凝土桩与素砼桩咬合，形成具有 防渗效果的基坑围护结构咬合桩的具体成桩顺序，先施工A1素砼桩，再施工A2素砼桩， 后施工B1桩（钢筋混凝土桩），形成桩间咬合，成桩顺序：A1—A2—B1—A3—B2—A4— B3 如此循环,如图 1 所示。

图 1 咬合桩施工顺序图 3 施工工艺流程及操作要点3.1 施工工艺流程 咬合桩施工工艺具体见图2图 2 咬合桩施工工艺流程图3.2 主要施工要点(1) 咬合桩施工前，完成车站周围三电及建筑拆迁、管线迁改和交通疏解工作，并探 明施工范围内管线埋深及走向，按照要求做好试桩试验根据围护结构平面图，核对无误后方可施工围护结构施工放线时，按照相关规范适 度外扩，以保证限界和结构厚度2) 按照设计图纸要求，在咬合桩桩位沿轴线方向设置C20钢筋混凝土导墙，导墙厚 度为200mm，高1500mm，宽度大于桩径4〜5cm,保证钻孔沿导墙进入孔内不产生偏移；导 墙具备足够强度、刚度，施工过程中，根据需要在桩孔混凝土浇筑前采用对撑保证导墙稳 定导墙示意图见图 3导墙平面图［:200(3) 埋设整体式钢护筒，埋深2.0m，护筒上设2个溢水口，该项目咬合桩护筒直径 有两种类型，分别为直径1020mm，和1220mm，反铲配合人工开挖护筒基坑，直径比护筒大 20mm ；护筒顶面略高于导墙面，以方便溢水口沉淀返出孔口4) 咬合桩施工采用膨润土泥浆进行护壁具体泥浆性能指标见表1表1护壁泥浆性能指标项目比重粘度/s含砂率参数1.2 〜1.518 〜22不大于4%测定方式泥浆比重计漏斗粘度计含砂率测定仪( 5)素砼桩采用冲击进行钻孔，钢筋桩采用旋挖钻机进行钻进。

旋挖钻机钻进过程中， 中、微风岩层采用牙轮钻进行钻进，土层及全、强风化岩石采用截齿钻进行钻进，钻进过 程中，不断的注入新鲜合格泥浆，进行护壁，泥浆面不低于护筒顶下0.5m，根据现场情况 适当调整泥浆比重，成孔时做好记录，并采用雷达测斜仪时刻检查钻孔的垂直度6) 咬合桩施工设计高程后，分两次清孔，在钢筋笼下入孔内前，进行第一次清孔， 第二次清孔安排在钢筋笼、导管下放之，浇筑混凝土之前进行旋挖钻孔时，采用孔内钻 斗来掏除钻渣，清孔时采取免压慢转；冲击钻孔则，采用泥浆循环进行清孔，必要时，将 砂石泵下放至孔底，配合浆循环将孔底沉淀抽排至沉淀池7）钢筋笼采用全自动滚焊机现场集中加工制作，分段制作的钢筋笼，其接头采用焊 接或机械式接头（钢筋直径大于20mm），焊接采用C02保护焊进行焊接，主筋与螺旋筋点 焊连接为满足盾构机始发条件及结构要求，盾构端区间洞门采用玻璃纤维筋代替钢筋8）提前对钢筋笼加工质量进行检查，成孔检查合格后，人工配合25t汽车吊车安装 钢筋笼，吊装时严格控制钢筋笼垂直度为避免混凝土浇灌过程中钢筋笼上浮、下沉，应 设置钢筋笼定位固定器，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后焊接定位，具体见图4。

吊钢管> 悬吊钢肋长笼筋钢悬吊钢管"丿、钢护筒支承枕木图 4 钢筋笼吊放示意图9）钢筋笼下入孔底并完成二次清孔后，采用导管法浇筑咬合桩灌注混凝土坍落度 控制在18cm〜22cm之间，初盘混凝土浇筑量保证将灌注导管埋入不小于lm,每根桩的浇 筑时间按照初盘混凝土的初凝时间控制，灌注必须连续作业，尽量缩短时间，控制桩顶标 高超出设计标高 60〜80cm4 质量控制（1）施工中，严格控制施工导墙的中心位置，保证导墙中心和桩心偏差在lcm以内, 导墙宽度与桩径允许偏差为 0〜20mm2）成孔时，钻杆中心、钻头中心、护筒中心三者应在同一铅垂线上，并及时调整钻进垂直度，用侧锤及经纬仪在相互垂直的方向上进行检测，以保证钻进的垂直度；成孔施 工过程中，利用设备自带的垂直度显示仪表和自动纠偏装置控制成孔垂直度；成孔后采用超声波成孔检测仪进行检测，如垂直度不满足要求，进行二次修孔遇有孔壁坍塌事故发 生，应及时分析原因，妥善处理3）施工过程中将现场施工实际情况与地质勘察资料进行核对，若有变化应立即通知 监理4）加工完成后的钢筋笼半成品堆放时，制作型钢支架，顶部采用彩条布进行覆盖5) 钢筋原材按照设计和规范要求进行取样，现场规范堆放。

6) 咬合桩施工时，局部位置需要穿过砂层，钻进进入砂性土层后，适当放慢成孔速 度，确保砂层段泥皮形成，使该段泥皮具有较好的护壁功能；适当加大泥浆密度，不使进 尺过快或空转时间过长；轻度坍孔，加大泥浆密度和提高浆位；严重坍孔，用粘土泥膏投 入，待孔壁稳定后采用泥浆低速钻进(7) 咬合桩施工，如果遇到岩石比较硬或者软弱岩石交替，容易出现偏桩现象，为保 证施工质量，岀采用冲击钻孔方式进行，如果出现严重偏孔现象，则回填高标号混凝土， 重新钻孔8) 咬合桩成桩过程中，待素砼桩施工完成3〜5天，混凝土强度达到60%左右时， 方才允许钢筋混凝土桩施工，防止出现偏桩现象，影响施工质量9) 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥 浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土； 浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率不得大于8%；黏度不得大 于28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中采取加快泥皮固化、改良孔壁土层结构的稳定措施10) 钻孔桩粗骨料选用卵石或碎石，其骨料粒径不得大于钢筋间距最小净距的1/3直径大于1m或单桩混凝土量超过25m3的桩，每根桩桩身混凝土应留有1组试件。

11) 为保证后期压顶梁施工，预埋钢筋、钢筋接驳器的尺寸规格、水平与竖向定位 请按照钻孔桩配筋相关图纸进行12) 咬合桩混凝土灌注时，必须有灌注记录，并要求记录详细；若发现导管漏水、 堵塞或混凝土内混入泥浆，应立即停灌并进行处理，做好记录；(13) 选择不小于10%数量的钻孔钢筋砼桩，每个钢筋笼均匀布置笼三根全长声测管，与钢筋笼绑扎连接，顶部注满水密封，用于检测桩身质量5 与其它技术的对比分析经调研，目前国内类似工程的围护结构施工工艺主要有人工挖孔桩、钻孔桩+止水帷幕、 地下连续墙、咬合桩经过对比分析：( 1)人工挖孔桩危险性较大，需要大量劳动力，施工进度较慢；采用钻孔桩+止水帷 幕止水效果一般，施工进度慢；地下连续墙造价高，施工占地较大2)采用咬合桩可达到良好的挡土及止水效果，造价低表2围护结构施工方法优缺点分析表围护结构施工方法优点缺点人工挖孔桩单桩承载力高，成桩质量容易控制和保 证危险性大，需要大量劳动力钻孔桩+止水帷幕费用低，技术熟练止水效果一般；施工进度慢地下连续墙抗渗性好；墙体质量高，刚度大；适用造价高，对环境影响较大，施工占于多种土层地大咬合桩适用于多种土层，工艺简单，抗渗性好； 墙体质量高，刚度大技术推广范围相对较小6 结束语（1）深圳地铁9 号线海上世界站基坑采用旋挖钻机和冲击钻配合，进行硬咬合咬合桩 施工工艺，对浆液漏失地段采用泥浆固壁代替套筒跟进；采用普通混凝土代替超缓凝混凝 土，节省了安装与拆卸套筒的时间，同时避免了因为超缓凝混凝土凝固时间不确定而造成 的施工停滞的情况，工作效率大大提高；（2）在地质条件相同条件下，采用硬咬合桩施工工艺代替地下连续墙，可节省钢筋用 量，本项目仅此一项减少28.2 万元造价，且施工劳动组织简单，给工程建设带来了显著的 经济效益。