钻孔咬合桩施工方案.doc

钻孔咬合桩施工方案目 录一、钻孔咬合桩施工技术.... 2二、超缓凝砼的施工控制.... 12三、国产 MZ 系列套管钻机简介.... 14四、机具、设备及劳力配置.... 15一、钻孔咬合桩施工技术钻孔咬合桩作为一种新型的围护结构，由于其桩心相交咬合，解决了传统桩心相切桩防水效果差的毛病，但给施工带来了困难我们在深圳地铁金益区间采用套管磨桩机切割咬合工艺解决了这一难题套管切割咬合成桩工艺具有以下优点：①桩心咬合，防水效果好；②成孔垂直精度高；③套管护壁，干孔作业，无塌孔，无泥浆，无冲击，元振动，无噪声，对周围环境影响小，利于文明施工因该工程地层含 6～8m 砂层，地下水位高，采用普通钻机（旋转或冲击钻机）钻孔易坍孔、难形成咬合面，垂直度也难保证，因此决定采用液压摆动挤压式全套管成桩机施工成孔以套管正反扭动、加压下切、管内抓斗取土（若遇大块石可用十字冲击锤冲砸击碎）等作业，使护壁套管压入设计深度，形成全套管护壁成孔，然后，下钢筋笼，灌注混凝土钢护筒在混凝土灌注后拔出 咬合桩分素混凝土桩 A 桩和钢筋混凝土桩 B 桩，采用 1000mm 钻孔咬合桩，钢筋混凝土桩（B 桩，C25，桩长 21m，574 根）与素混凝土桩（A 桩，C15，桩长 18m，579 根）间隔布置。

钢筋笼主筋为 26 根 ф25 钢筋，外箍筋为@200mmφ10 钢筋，内箍筋为 @2000mmφ16 加劲筋，钢筋笼加工成型后，用平板车送至吊车大臂作业范围内，吊入桩孔内就位筋笼吊运时应防止扭转、弯曲，缓慢下放，避免碰撞钢套管壁施工顺序是，先施工 A 桩，B 桩施工在后，切割 A 桩部分混凝土而形成咬合结构施工要点如下： （1）作混凝土导墙，保证咬合桩准确定位，确保钻机平稳，承受施工荷载2）开钻，吊放第 1 节套管，控制套管的垂直度，采用测斜仪附贴在套管外壁进行垂直度检测，发现偏差及时纠正成孔后套管随混凝土灌注逐段拔起 （3）混凝土灌注，在 B 桩施工中由于必须切割 A 桩，在 A 桩混凝土未达到某种强度的状态下，套管钻机的磨动和下切对 A 桩混凝土会产生损害为此，采用延缓A 桩混凝土的初凝时间，在 A 桩混凝土处于末初凝的状态下施作 B 桩的施工方案据试验，掺 SP 型缓凝减水剂后，混凝土的初凝时间可延缓到 60h 左右（根据施工设备情况及施工速度确定） ，从而确保了施工方案可操作性的实施混凝土采用导管法灌注，若孔底渗水多，涌水量超过 l 立方米/小时，采用水下混凝土灌注 1、工艺原理钻孔咬合桩，即采用机械钻孔施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。

桩的排列方式有两种，一种为一个素砼桩（A 桩）和一个钢筋砼桩（B 桩）间隔，如图一（a ） ；另一种排列方式为一个钢筋笼为矩形的砼桩（A 桩）和一个钢筋笼为圆形的砼桩（B 桩）间隔布置，如图一（b） 两种排列方式在施工时均先施工A 桩，后施工 B 桩，A 桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在 A 桩砼初凝之前完成 B 桩的施工，B 桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻 A 桩相交部分的砼，则实现了咬合如图二所示2、工艺流程及操行要点2．1 导墙的施工为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部施作砼或钢筋砼导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步具体步骤：○1 平整场地：清除地表杂物，填平碾压地面管线迁移的沟槽○2 测放桩位：根据设计图纸提供的坐标按外放 100mm（为抵消咬合桩在基坑开挖时在外侧土压力作用下向内位移和变形而造成的基坑结构净空减小变化）计算排桩中心线坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并作好护桩，作为导墙施工的控制中线报甲方、监理复核○3 导墙沟槽开挖：在桩位放样线符合要求后即可进行沟槽的开挖，采用人工开挖施工开挖结束后，立即将中心线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导墙中心线的正确无误。

○4 钢筋绑扎：沟槽开挖结束后绑扎导墙钢筋，导墙钢筋设计用 Ф12 螺纹钢，施工时单层双向布置，钢筋间距按 200×200 排列，水平钢筋置于内侧，钢筋施工结束并经“三检”合格后，填写隐蔽工程验收单，报甲方、监理验收，经验收合格后方可进行下道工序施工○5 模板施工：模板采用自制整体钢模，导墙预留定位孔模板直径为套管直径扩大2cm模板加固采用钢管支撑，支撑间距不大于 1 米，确保加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，砼浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经“三检 ”合格后报甲方、监理通过方可进行砼浇注○6 砼浇注施工：砼浇注采用人工与反铲配合，砼浇注时两边对称交替进行，严防走模如发生走模，应立即停止砼的浇注，重新加固模板，并纠到设计位置后，方可继续进行浇注振捣采用插入式振捣器，振捣间距为 600mm 左右，防止振捣不均，同时也要防止在一处过振而发生走模现象2．2 单桩的施工工艺流程（1）钻机就位：等导墙有足够的强度后，拆除模板，重新定位放样排桩中心位置，将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心2）取土成孔：在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为 2.5—1.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。

第一节套管全部压入土中后（地面以上要留 1.2—1.5m，以便于接管） ，检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此继续，直至达到设计孔底标高3）吊放钢筋笼： 如为钢筋砼桩，成孔检测合格后进行安放钢筋笼工作，安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的正确4）灌注混凝土：如孔内有水时需采用水下砼灌注法施工，如孔内无水时则采用干孔灌注法施工，此时应加强振捣5）拔管成桩：一边浇注砼一边拔管，应注意始终保持套管底低于砼面≮2.5m 咬合桩单桩施工工艺流程如图三所示：1.0m 0.2mA1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 A5 （已做） （已做） （已做） （已做） （已做） （待做） （已做） （待做）6*0.8 m施工前进方向（A3、A4 处于未初凝状态）图 1 钻孔咬合桩施工布置示意图图三单桩施工工艺流程图2．3 排桩的施工工艺流程总的施工原则是先施工 A 桩，后施工 B 桩，其施工工艺流程是： A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如图四所示：3、关键技术3.1 孔口定位误差的控制为了保证钻孔咬合桩底部有足够的厚度的咬合量,应对其孔口的定位误差进行严格的控制,孔口定位误差的允许值可按表-1 来进行选择。

孔口定位误差允许值如下表：咬合厚度 10m 以下 100mm±10；10~15m 则 150mm±15；15m 以上 200mm±20为了有效的提高孔口的定位精度，应在钻孔咬合桩桩顶以上设置砼或钢筋砼导墙，导墙上定位孔的直径宜比桩径大 20mm，如图五所示钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀3.2 桩的垂直度的控制为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》规定，桩的垂直度标准为 3‰成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作1）套管的顺直度检查和校正钻孔咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管（15～25m）的顺直度偏差宜小于 10mm检测方法：于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锤和直尺进行检测2）成孔过程中桩的垂直度监测和检查①地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用经纬仪或线锤监测地面以上部分的套管的垂直度，发现偏差随时纠正。

这项检测在每根桩的成孔过程中应自始自终坚持，不能中断②孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用测斜仪或“测环”进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工具体细节见“ 钻孔咬合桩垂直度检测方法 ”（3）纠偏成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，纠偏的常用方法有以下三种：①利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大于或套管入土不深（5m 以下） ，可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的②A 桩纠偏：如果 A 桩在入土 5m 以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压③B 桩的纠偏：B 桩的纠偏方法与 A 桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与 A 桩相同的砼，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果3.3 钻孔咬合桩咬合厚度的确定 　相邻桩之间的咬合厚度 d 根据桩长来选取，桩越短咬合厚度小（但最小不宜小于100mm） ，桩越长咬合厚度越大，按下式进行计算：d－2（kl+q ） ≥50mm（即保证桩底的最小咬合厚度不小于 50mm）式中 l——桩长k——桩的垂直度q——孔口定位误差容许值d——钻孔咬合桩的设计咬合厚度3.5 如何克服“ 管涌”如图六所示，在 B 桩成孔过程中，由于 A 桩砼未凝固，还处于流动状态， A 桩砼有可能从 A、B 桩相交处涌入 B 桩孔内，称之为“管涌”，克服“ 管涌”有以下几个方法：①A 桩砼的坍落度应尽量小一些，不宜超过 18cm，以便于降低砼的流动性。

②套管底口应始终保持前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈” ，阻止砼的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于 2.5m③如有必要（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定量的水，使其保持一定的反压力来平衡 A 桩砼的压力阻止“管涌”的发生④B 桩成孔过程中应注意观察相邻两侧 A 桩砼顶面，如发现 A 桩砼下陷应立即停止B 桩开挖，并一边将套管尽量下压一边向 B 桩内填土或注水，直到完全制止住“ 管涌”为止3.6 遇地下障碍物的处理方法总的来说，套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理起来都比较困难，特别是施工钻孔咬合桩还要受时间的限制，因此在进行钻孔咬合桩施工前必须对地质情况十分清楚，否则会导致工程失败对一些比较小的障碍物，如卵石层、体积较小的孤石等，可以先抽干套管内积水，然后再吊放作业人员下去将其清除即可3.7 克服钢筋笼上浮的方法由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮其预防措施主要是：①B 桩砼的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于 20mm②在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力3.8 分段施工接头的处理方法往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在在先施工段的接头问题。

采用砂桩是一个比较好的方法，如图七所示在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满） ，待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼即可3.9 钻进入岩的处理方法如前所述,钻孔咬合桩仅适用于软土地质，但施工中遇到局部小范围区域少量桩入岩情况，可采用“ 二阶段成孔法 ”进行处理：第一阶段，不论 A 桩还是 B 桩，先钻进取土至岩面，然后卸下抓斗改换冲击锤，从套管内用冲击锤冲钻至桩底设计标高，成孔后向套管内填土，一边填土一边拔出套管，即第一阶段所成的孔用土填满；第二阶段，按钻孔咬合桩正常施工方法施工3.10 事故桩的处理方法在钻孔咬合桩施工过程中，因 A 桩超缓混凝土的质量不稳定。