全套管钻孔咬合桩在深基坑支护的应用

韦思振

（广西柳州市轨道交通投资发展集团有限公司 广西柳州 545000）

1 工程概况

该项目位于火车站东站房东侧，周边有数个同步建设的工程项目，北侧有正常经营的酒店。本项目基坑长约400m，开挖深度约25m。根据详勘资料，项目场区内岩土自上而下可分为：①层填筑土；②层素填土；③层黏土；④层粉质黏土；⑤层含砾卵石黏性土；⑥1层稍密状圆砾；⑥2层松散状圆砾；⑦1层硬塑状红黏土；⑦2层可塑状红黏土；⑧层灰质白云岩。

2 咬合桩在深基坑施工中的应用

根据地勘提供的地质报告，本项目咬合桩施工主要穿越易塌孔的素填土及不易钻进的微风化灰质白云岩，且工程对垂直度、桩位、桩径和工期有较高的要求，所以拟选全套管钻孔咬合桩施工工艺。本项目主体结构采用明挖顺作法施工，基坑挡土结构全套管钻孔咬合桩，规格为φ1500mm@1200mm。

围护结构钻孔咬合桩采用7台全套管全回转钻机进行施工。钻孔桩进度指标为6根/d。钻孔灌注桩施工顺序见图1。

图1 咬合桩平面布置示意图

2.1 施工工艺流程

咬合桩施工工艺流程详见图2。

图2 全套管咬合桩施工工艺流程图

2.2 测量放线

准确地放出桩位，根据桩体垂直度要求、平面位置误差要求、钻孔机械设备施工特性及基坑所穿越的岩土层特性，桩位按外放12cm考虑。在测量桩点时，须将误差控制在5mm范围内。

2.3 导墙施工

在导墙施工中，咬合桩导墙采用300厚C30钢筋混凝土结构。

图3 钻孔咬合桩施工导墙结构图

图4 施工实例

（1）基础开挖：平整完场地后，依据实际桩顶标高和地形标高，综合确定导墙基础的开挖深度，利用人工配合挖掘机进行基础开挖工作，开挖到基底后，进行清底、夯填、整平操作。

（2）钢筋下料：在确定钢筋的规格性能时，要确保其符合设计要求和相应的规范，按照图纸要求进行钢筋加工下料操作。

（3）模板工程：利用定型钢模，进行模板施工，保证每段的长度处于3～5m。

（4）混凝土工程：利用C30混凝土，进行人工入模操作，插入式振动棒振捣，确保顶面高程，直至混凝土强度达到70%，再进行拆模操作，在实际施工中，要时刻关注导墙施工的精度，控制轴线施工的误差。

2.4 施工顺序

在施工过程中，总的施工顺利如图5所示。

图5

2.5 成孔施工

（1）钻机就位：在成孔施工中，利用专业测量人员，采取全站仪对定桩位进行测定，打好木桩，并且做好标记。

（2）钻机就位对中：DTR系列全套管全回转钻机采用履带式行走装置，其液压横向伸缩性能，可以确保设备在地上进行桩心定位，自由移动。在钻机就位后，保证其处于水平状态。

（3）安装套管：完全打开主副夹具，将其放置在带刃口的套管，吊放套管时，必须处于缓慢、平稳的状态，避免主机机体和其发生碰撞。将套管安置好后，保证地面和刀尖之间留有一定的作业空间，抱紧套管后，对垂直度情况进行测量，可以做细微的调整，并及时利用测锤或经纬仪进行监测。

（4）校核钻孔垂直度：在埋设前两节套管时，必须确保其处于竖直状态，这是确保桩孔垂直度精度的关键所在。在钻机上，设置垂直度装置，确保施工中钻孔的垂直度，时刻关注施工中套管的角度。第一组套管和第一节套管组合必须保持较高的精度，仔细压入。第一组垂直精度完全由全套管桩的垂直精度决定。在安装好第一组套管后，利用两组测锤或两台经纬仪进行边压入、边校正的方式，从回转套管两个正交方向进行校正。

（5）土层钻进：在进行钢筋桩钻进时，钻机回转钻进时要时刻关注扭矩、垂直精度和压力的情况，并且做好相应的记录。在钻进3m后，利用抓斗取土，利用土前套管上吊装保护套管接头的套管冒。在回转钻进时，也要进行取土作业，并且对取土的深度进行测量，不可以过度开挖，确保管底保留两倍直径的土壤，利用90t履带式吊车进行抓斗取土。在进行素混凝土桩钻进操作时，确保钻机回转钻进，同时还要关注扭矩、垂直精度和压力的情况，并且做好相应记录。在钻孔时，确保钻机平台有1m的套管留在外面，对取土深度进行测量，对套管接口进行处理，准备接套管。在吊装6m的套管时，利用90t履带吊车进行连接，确保连接螺栓要对称均匀加力并紧固。

（6）岩层钻进：钻进过程中需要用冲击锤和冲抓斗进行冲、砸、钻、抓等组合工艺取出钻渣。用安装在套管前端的钻头一边回转切削，一边用冲锤进行砸碎，钻渣用抓斗取出，直至设计要求孔深。

（7）清孔：当孔深度达到设计要求后，及时清孔并检查沉碴厚度，若厚度大于10cm，则继续清孔直至符合要求，可用抓斗轻轻放至孔底把沉渣清完；在最后一节护筒安装完成后，用2m靠尺测定护筒垂直度，进而推算出整条桩成孔垂直度；确定孔深后，及时向监理工程师报检，检测孔的沉碴和深度。（用测绳检查桩孔的沉碴和深度，注意经常进行测绳标定检查）；桩成孔期间，每根桩约出土50m3，利用施工间歇时间，进行土石方外运，避免土石方堆在现场影响后续施工。

2.6 钢筋笼制作与安装

（1）钢筋笼制作：骨架根据设计钢筋图进行现场制作，钢筋笼在现场钢筋加工场集中用加强箍成型法制作，纵向主筋采用搭接焊连接。根据本站围护桩长度，钢筋笼拟整体制作、吊装入孔，现场制作好的钢筋笼做好编号。

钢筋笼完成后按设计要求在钢筋笼内侧固定围护结构侧向变形监测孔，监测孔与主筋固定，同时保证其垂直度，变形监测孔应保证整个孔道连接顺畅垂直。

（2）钢筋笼平移：钢筋笼加工时，在钢筋笼中部主筋上焊制水平起吊挂钩，起吊挂钩利用φ20圆钢制成，挂钩平行于主筋布设。履带吊挂钩钩住吊挂钩后提升后平移，防止扭转、变形、弯曲。

（3）钢筋笼起吊就位：钢筋笼制作时沿钢筋笼长度方向每隔2m设一加强箍圈，起吊端设内外两圈加强箍圈，加强圈与主筋焊接牢固，内外强箍圈用钢筋连接并焊接牢固，在加强圈上设起吊挂钩，挂钩利用φ20圆钢制成。起吊就位时，吊钩挂在钢筋笼起吊挂钩上，慢慢提升将钢筋笼竖起，最后离开地面，然后履带吊调运至孔位，人工指挥垂直定位。

在进行下笼操作时，可以采取人工辅助的手段，对准孔位，确保钢筋笼处于垂直状态。在吊放钢筋笼时，必须确保桩轴线和钢筋笼轴线吻合。为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮，钢筋笼最上端设定位筋，由测定的孔口标高来确定钢筋笼顶标高，反复核对无误后焊接固定。

2.7 咬合桩混凝土施工

（1）超缓凝混凝土：在延长Ⅰ桩混凝土的初凝时间方面，超缓凝混凝土具有显著的作用，确保Ⅰ桩混凝土初凝之前，Ⅱ桩的成孔能够顺利完成。

（2）孔内无水时混凝土灌注：在孔内缺水时，可以采取干孔导管法流态灌注，利用商品混凝土，通过导管将混凝土注入至孔内。

（3）孔内有水时混凝土灌注：利用导管法，浇筑水下混凝土灌注，确保导管的直径为300mm，导管连接不漏水、顺直、密闭、光滑，在浇筑混凝土前，必须先进行压力试验。在进行浇筑操作时，时刻关注孔内状况，不能出现漏水现象。中途不得中断水下混凝土的浇筑，可以采取边灌注边拔导管和套管的操作，之后逐步进行拆除。在灌注混凝土时，必须灌注到设计桩顶标高以上0.6m，在套管上拔后，存在一定程度的扩张，在上拔最后一节套管时，必须测定目前混凝土面的标高，估量所需的混凝土，确保可以达到相应的要求，此时再拔出导管和套管。

3 结语

经过该项目的咬合桩施工实践，并对该技术进行分析和探讨，得出如下结论：①咬合桩在该工程施工中，取得了较好的效果，未发现有大面漏水现象，且基坑变形稳定，在此类深基坑工程施工中，可以借鉴；②咬合桩施工的工序较复杂，相应的影响因素非常多，且混凝土浇筑需要连续施工，对施工现场和机械要求高，在实际施工中需要谨慎对待；③目前，我国仍在积极探索和改进咬合桩施工技术，混凝土超缓凝技术、施工工艺和施工机械仍需要进一步改进和完善，推广咬合桩在深基坑工程中的应用；④全套管咬合桩造价较高，且在某些地区仍未有指导性的造价资料，给造价控制带来不便，需要相关造价部门做好该工艺的工料分析，尽快完善该工艺的定额参数。