咬合桩施工技术研究

史恒飞

摘要：咬合桩是一种深基坑的支护结构，具有防渗止水和基坑挡土支护的双重作用，在深基坑的支护工程中被广泛使用。该文通过对咬合桩施工技术的研究，进一步了解和探讨咬合桩的施工方法，以及咬合桩技术在基坑支护方面的应用，积累咬合桩施工的质量控制方法和施工技术经验，为今后类似工程中的咬合桩施工提供施工方法选择的依据和经验。

关键词：咬合桩  施工技术  工艺流程  基坑支护  排桩围护

中图分类号：TU753.3        文献标识码：A

Research on the Construction Technology of Occlusal Piles

SHI Hengfei

（China Railway First Group Fourth Engineering Co.，Ltd.， Xianyang，Shaanxi Province，712000 China）

Abstract：The occlusal pile is a kind of supporting structure of deep foundation pits， which has the dual functions of anti-seepage and water sealing and foundation pit retaining and supporting， and is widely used in the supporting projects of deep foundation pits. Through the research of the construction technology of occlusal piles， this paper further understands and explores the construction methods of occlusal piles and the application of occlusal pile technology in foundation pit supporting， and accumulates the quality control methods and construction technology experience of occlusal pile construction， so as to provide the basis and experience for the selection of construction methods for occlusal pile construction in similar projects in the future.

Key Words： Occlusal pile;Construction technology; Technological process; Foundation pit support; Pile row enclosure

咬合桩是以有钢筋笼的钢筋混凝土柱桩和无钢筋笼的素混凝土柱桩相互间隔并搭接咬合而构成整体性的排桩墙体。墙体体系以钢筋混凝土柱桩承受剪力起支撑作用，同时又整体作为防水帷幕起防渗止水作用，成为一种基坑支护形式。在咬合桩墙体结构中，素混凝土柱桩为Ⅰ序桩或A桩，也称素桩，钢筋混凝土柱桩为Ⅱ序桩或B桩，也称荤桩。

咬合桩由于A、B相间的结构形式，使其具有配筋率较低的优点，大大降低了基坑支护结构的配筋率，从而节约了基坑围护工程的成本。其次，由于咬合桩是AB桩相互搭接咬合并连续施工，因此墙体没有施工冷缝，消除了渗水薄弱点，使得墙体的抗渗能力更强，极大地提高了圍护墙体的防渗止水作用。同时，由于桩体施工相对比较灵活，这也使得咬合桩作为基坑围护结构更适合一些平面形状多变不规则的基坑。

1咬合桩的施工

咬合桩施工采用桩身全套管施工，在施工定位导墙施作完毕且具备足够强度后，先使用套管钻机将分节钢套管压入土层一节，然后使用冲抓斗挖除套管内的土石方，再续接钢套管，使用套管钻机再次下压入土层，冲抓斗挖除套管内土石方，循环往复，直至设计标高。在钻孔过程中，要持续控制钢套管的垂直度，确保桩身的成桩垂直度满足设计要求。成孔后，采用导管法灌注混凝土，并在灌注过程中逐步拔出钢套管，直至混凝土灌注完成，钢套管完全拔出，完成单桩施工。

咬合桩桩位布置图如图1所示，施工顺序为A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3……。施工时先施工A桩，A桩采用超缓凝混凝土灌注。在左右两侧A桩的桩身混凝土未初凝前，施工中间的B桩。利用套管钻机下压钢套管的切割能力，切割掉两侧A桩与B桩相互咬合部分的混凝土。B桩钻孔成孔后，下钢筋笼，导管灌注混凝土，实现A、B桩相互咬合[1]。

随着经济发展大幅跃升，工程机械也随之快速进步发展，各类先进的工程机械在国内工程市场逐渐普及，原有的施工方法也随之发生变化。

1.1咬合桩的施工方法

目前咬合桩的施工主要有两种方案。

1.1.1旋挖钻机配合全套管钻机施工

这种施工方案的本质还是咬合桩传统全套管施工的方法，与传统施工方法相比，只是改变了咬合桩成孔的机械设备。相较于冲抓斗成孔，旋挖钻机的成孔效率更高，垂直度也更容易控制。而且工程项目的地基处理基本上都有旋挖钻机施工的内容，使用旋挖钻机成孔可以避免租赁过多的机械设备，提高机械使用效益，降低施工成本。旋挖钻机配合全套管施工咬合桩在施工中还有以下一些特点。

（1）由于采用旋挖钻机配合全套管施工，施工过程中钢套管全程作为桩孔护壁，超前入土一定深度，能有效防止孔内出现涌泥和流砂，不易发生塌孔。而且采用套管内利用导管灌注混凝土，可以更好地控制桩身混凝土的质量，桩身的质量、成桩效果和完整性都比较好。

（2）旋挖钻机配合全套管施工，桩孔的成孔精度检测更为方便和直观，桩身成孔孔位精度高，垂直度也比较好。

（3）孔位控制精确，施工时对周围土体的扰动小，有利于在建筑物和地下管线比较密集的区域进行施工。

（4）在施工B桩位时，采用全套管作为护壁对两侧A桩进行切割，再挖除孔内土石进行钢筋混凝土的灌注，A、B桩的咬合更为紧密，墙体结构的整体性和连续性更好，挡土作用和止水效果也更好。

（5）以钢套管全程作为桩孔护壁不需要使用泥浆做泥浆护壁，对施工现场没有污染，有利于环保和文明施工。

（6）全套管的施工方案在一些高地下水位和地层土质紧密的地段，钢套管不易下压进入土层，施工有一定难度，影响工程进度。

（7）旋挖桩机的入岩能力更强，适用的地层范围更广泛，可以极大地拓展咬合桩围护结构的适用范围，施工具有入岩要求的咬合桩。

1.1.2旋挖钻机施工

此施工方案完全采用旋挖钻机施工，在导墙施工完成并达到强度要求后，按照旋挖钻机进行钻孔灌注桩的施工工艺，使用泥浆护壁先施工两侧A桩，在A桩的桩身混凝土终凝后，桩身强度达到1.2～3MPa时，再使用旋挖钻机配备的土层短螺旋钻头采用中低速旋转钻进方式，对两侧A桩与B桩相互咬合部分的混凝土进行切割，钻斗取土，循环作业最终成孔，然后安放钢筋笼，下导管灌注混凝土，完成B桩施工[2]。在施工过程中，可根据地层土质特征和地下水位情况选择使用泥浆护壁或全程采用钢扩筒作为护壁进行施工。在采用钢护筒作为护壁施工时，A桩直接使用旋挖钻机下钢护筒作业，B桩在使用短螺旋钻头分段完成对A桩的预切割后，配合分段下放钢护管。旋挖钻机施工咬合桩还有以下一些特点。

（1）B桩施工是在A桩桩身混凝土终凝后，且已经达到一定强度后进行，可以避免在切割A桩时破坏A桩与B桩咬合处的桩身混凝土，避免因损坏A桩桩身的完整性从而影响A桩的止水效果[3]。

（2）完全采用旋挖钻机施工，减少了机械交叉循环作业的过程，大幅提升了施工作业效率。同时避免了过多的机械投入，而且旋挖钻机的国产型号较多，也比较普及，可以节约施工成本。

（3）由于B桩施工是在两侧A桩终凝后，桩身强度达到1.2～3MPa时，施工时对施工工序安排的紧凑性和连续性的要求降低，因此A桩施工不再需要使用超缓凝混凝土灌注，可以节省施工成本。同时由于B桩的施工时间变得更充裕，使得咬合桩在施工时更加灵活，不再拘泥于传统工法的A、B桩施工顺序，可以分段单独连续施工A桩或B桩，有利于施工现场的资源整合利用。

（4）钻孔作业采用泥浆护壁时，会对施工现场的环境产生一定的污染，需要做好環保及文明施工措施，及时清理施工现场。采用钢护筒作护壁时，受旋挖钻机自身机械能力所限，钢护筒对周围土层的切割效果相较于套管钻机稍差一些。

1.2咬合桩施工工艺流程

1.2.1咬合桩工艺性试桩

咬合桩施工前须按要求进行工艺性试桩试验，试验应选择在施工场地内具有代表性工程地质条件的位置进行。要根据施工场地的地层特征和工程规模确定试桩数量，试桩数量不应少于1组，每组不少于3根。试桩过程中要对施工设备情况、工艺参数、承压水和成孔时间等做详细记录[4]。根据试桩效果确定施工工艺及相关工艺参数。

超缓凝混凝土缓凝时间确定：A桩超缓凝混凝土缓凝时间的确定需要在试桩测定出 A、B桩单桩成桩时间t以后，根据下式计算：

T=3t+K

T为超缓凝混凝土缓凝时间。

K为施工储备时间，一般取1.5t。

1.2.2旋挖钻机配合全套管钻机施工工艺流程：

施工准备→测量放样→导墙施工→套管钻机就位→安放压入套管、钻孔取土→检测孔位垂直度→接套管循环施工至设计标高→验孔→B桩吊放钢筋笼（A桩无此工序）→下导管灌注混凝土（A桩为超缓凝混凝土）→边灌注混凝土边拔出套管至桩顶→钻机移位。

（1）施工准备：规划布置施工场地，清除施工场地内的地表杂物，并进行平整碾压。对原材料进行进场检验，确保施工中所用原材料质量合格。施工机械机具进场拼装报验，审验合格后方可用于施工。按成孔桩长提前准备充足的钢套管，并检查和校正钢套管的垂直度。

（2）测量放样：使用全站仪测量放样出计划施工段落的导墙中轴线和咬合孔桩位中心点，并做好外引桩和护桩，作为控制导墙施工的依据。

（3）导墙施工：根据测量放样的施工桩点人工开挖清理导墙沟槽，并对导墙基槽进行必要的整平夯实，将导墙中心轴线及咬合桩孔位中心点恢复到基槽内。安放预留定位孔和导墙模板，定位孔直径为套管直径外扩2～3cm，导墙厚度为30 cm，高出地面10 cm。绑扎导墙钢筋，浇筑导墙混凝土。混凝土强度达到75%以后拆除定位孔和导墙模板，恢复或重新定位咬合桩孔位中心点，并在导墙上区分A、B桩标记桩号。导墙尺寸可参考图2。

（4）套管钻机就位：套管钻机移动至施工孔位位置，将钻机回转盘的中心对准施工孔位的导墙预留孔位中心，并校正钻机垂直度。

（5）安放并压入套管、钻孔取土：钻机就位后，将第一节套管吊装进钻机回转盘内，校正套管垂直度后，磨桩下压套管，压入土层2.5m～3.5m深度后，使用旋挖钻机从套管内旋挖取土，取土和下压套管交替进行，并保持套管底口于取土面2.5m。套管全部压入土中后，套管顶口要外露1m～1.5m以便接管[5]。

（6）检测孔位垂直度：一节套管施工完毕后，要检查孔位的垂直度，垂直度不合格时要进行调整纠偏。

（7）接套管循环施工至设计标高：一节套管钻孔检查合格后，安拉下一节套管进行接长，循环作业至设计孔深位置。终孔时，套管要深入土层1.5m。

（8）验孔：成孔后，要对孔位位置、垂直度和沉渣厚度等进行检查报验，不合格时应进行校正和清理，经验收合格后方可进行下道工序。

（9）B桩吊放钢筋笼（A桩无此工序）：施工B桩时，在成孔验收合格后方可安放钢筋笼，钢筋笼的制作和安放要符合规范和设计要求，钢筋笼的安放标高要正确。

（10）下导管灌注混凝土（A桩为超缓凝混凝土）：钢筋笼安装验收合格后，下导管灌注混凝土。A桩使用超缓凝混凝土。灌注混凝土时如果孔内有水，则采用水下混凝土灌注法施工，如果没有水，则采用干孔灌注法施工，干孔灌注混凝土时要注意振捣。

（11）边灌注混凝土边拔出套管至桩顶：混凝土灌注过程中要保持钢套管底口低于混凝土面至少2.5m，并且边灌注混凝土边拔出钢套管，直至混凝土灌注完毕。

（12）鉆机移位：单孔施工完毕后，钻机移出孔位，按照施工计划移至下一孔位，进入下一施工循环。

1.2.3旋挖钻机施工工艺流程

施工准备→测量放样→导墙施工→钻孔至设计标高→验孔（清孔）→B桩吊放钢筋笼（A桩无此工序）→下导管灌注混凝土至桩顶→钻机移位。

（1）施工准备：规划布置施工场地，清除施工场地内的地表杂物，并进行平整碾压。对原材料和施工机械机具进行进场检验报审。使用全套管施工时要检查并校正钢套管。使用泥浆护壁施工时，要检查并校正钢护筒，设置泥浆池。

（2）测量放样和导墙施工：测量放样、导墙施工的方法和步骤与套管钻机施工工艺相同。

（3）钻孔至设计标高：

（5）验孔（清孔）：使用全套管施工时与套管钻机施工工艺相同。使用泥浆护壁施工时，还需要测量泥浆比量，并进行清孔。

（6）B桩吊放钢筋笼（A桩无此工序）：与套管钻机施工工艺相同。

（7）下导管灌注混凝土至桩顶：使用全套管施工时与套管钻机施工工艺相同。使用泥浆护壁施工时，需在灌注混凝土前进行二次清孔，按照旋挖钻机钻孔灌注桩灌注水下混凝土的方法进行施工，并且没有拔出钢套管的步骤。

（8）钻机移位：单孔施工完毕后，钻机移出孔位，按照施工计划移至下一孔位，进入下一施工循环。

2 咬合桩施工注意事项

（1）使用钢套管施工时，取土时遇承压水、特殊地质等影响时，应根据试桩结果确定取土面高于套管底口土体的高度。

（2）全护筒施工，护筒较长，护筒的下放与起拔阻力大，会造成护筒下放与起拔困难。当旋挖钻机下、拔护筒能力不足时，需要借助全回转机，搓管机。松动钢套管可有效减少孔壁与套管之间的摩擦力，因此钢套管作业时，先旋转套管，再进行套管下放与上拔。

（3）导墙施工是为了满足咬合桩施工对平面位置的控制精度，并作为施工平面使用。因此，在施工导墙时，要注意导墙的施工质量和预留孔位的精度，浇筑混凝土时要两边对称交替浇筑并振捣，同时要防止跑模。

（4）使用套管钻机施工时，在B桩成孔过程中，由于A桩混凝土尚未凝固，还处于流动状态，因此A桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内，这种情况称为“管涌”。为了防止发生“管涌”， A 桩混凝土的坍落度要尽可能小一些，以降低其混凝土的流动性，同时B桩套管底口要始终保持超前于开挖面一定距离，埋于土体内，以阻止A桩混凝土的流入。在B桩施工过程中，要时刻关注两侧A桩混凝土顶面，一旦发现A桩混凝土面下陷，应立刻停止B桩开挖，并一边将套管尽量下压，一边向B桩孔内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止[6]。

3 结语

咬合桩作为一种综合了防渗止水和挡土功能的排桩基坑围护体系，在各类基坑工程中被广泛应用。而且随着各类工程机械的发展和普及，咬合桩的施工工艺也在不断进步改变，相较于传统施工工法，有着较大变化。因此，清楚地掌握并熟悉目前咬合桩的各种施工方法、施工工艺流程、施工注意事项、各类易出现的问题及处理措施对以后的工程施工会有很大帮助。

参考文献

[1]潘宪强.全回转套管转孔咬合桩基施工方法分析[J].大众标准化，2022（13）：100-102.

[2]尚海龙.上海地区咬合桩施工工艺探究[J].建筑科技，2022，6（3）：150-152，173.

[3]要国飞.徐州地铁6号线建设中的套管咬合桩支护施工技术[J].广东建材，2022，38（2）： 55-57.

[4]卜璟.南京地铁钻孔咬合桩的施工技术分析[J].四川水泥，2021（9）： 79-80.

[5]谢欣，罗文升，周俊，等.混凝土咬合桩止水围护体系在基坑支护中的应用[J].建筑技术，2021，52（11）： 1297-1299.

[6]周石喜.全套管全回转咬合桩在抛填块石地层深基坑中施工工艺研究[J].现代城市轨道交通， 2020（12）：74-78.