包公大道下穿龙岗路立交咬合桩施工技术

董海峰 （合肥市重点工程建设管理局，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

包公大道下穿龙岗路立交工程（图1），位于新海大道与包公大道交口处。桥台下部结构采用咬合桩支护，台身高度5.5m以上的，采用桩径1.2m，间距1m的咬合桩，台身高度5.5m以内的，采用桩径1m，间距0.8m的咬合桩。两端桥台咬合桩分为A类桩、B类桩，均采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，相互咬合0.2m。

图1 龙岗路下穿立交桥型图

2 施工工艺

2.1 基本原理

包公大道下穿龙岗路立交桥台咬合桩采用A桩与B桩间隔排列的方式，其中，A桩内为圆形钢筋笼，采用C30混凝土，B桩内为扁形钢筋笼，采用C25超缓凝混凝土。B桩先施工，在B桩混凝土浇筑完成，初凝之前施工A桩时同步切割掉相邻的B桩与A桩相交部分混凝土，以实现A、B两桩相互咬合。除直径不同外，桩径1.2m和桩径1.0m施工工艺相同。

2.2 导墙施工

为更好引导全套管咬合桩机沿排桩中轴线行走施打，就必须在桩顶浇筑钢筋混凝土导墙（图2）。导墙每侧宽为0.3m，厚度不小于50cm，采用C20混凝土，需有足够的强度、刚度及稳定性。施工前，桩位处应挖探槽，探明地下各种管线，清除地表沥青及水稳层，按设计图纸放出排桩轴线，作为导墙施工的控制中线。精确放样后开挖导墙沟槽，并立模、浇筑混凝土。模板采用定型钢模，定位孔的预留直径要比管套直径大4cm，采用方木或钢管支撑。混凝土（本工程采用C30商混）浇筑时，两侧要对称交错进行，若发现“跑模”，应立即中断浇筑，查明原因、纠正偏位，使模板中轴线重回设计位置。

图2 咬合桩及导墙平面布置图

2.3 施工工艺

设计图纸中咬合桩分为A桩、B桩两种形式，B桩先施工，A桩后施工，流水作业，直至排桩施工全部完成。施工顺序为：B1→B2→A1→B3→A2→…… 。为加快施工进度，往往需要多台全套管咬合桩机分段作业，这需要在施工段的端头部位设置砂桩（孔钻好后灌满砂），待另一施工段施工到砂桩接头处时挖出预填的砂子，安装好钢筋笼，最后灌上混凝土，如图3所示。

图3 单排桩施工顺序图

A、B桩两种咬合桩，除施工先后顺序不同外，施工工艺大体相同。现以B型桩为例，其施工工艺如图4所示。

图4 咬合桩施工工艺图

2.3.1 就位钻机

在导墙预留孔中放样复核桩位中心，并将中心点引护桩引到导墙顶面，作为就位钻机的控制点。套管钻机经移位、拼装并经多次姿态调整后正式就位，最终要确保抱管器中心与咬合桩设计中心一致。

2.3.2 抓土成孔

桩机就位偏差小于2cm，在桩机钳口吊装第一节套管，校正垂直度，摇动钻机磨桩下沉套管，油缸每次下压行程中，应根据垂直度监测情况实时纠偏，下沉至一定深度后，用钻机抓斗从套管内取土，同时下压套管。套管全部压入土中（注意预留接管操作空间），垂直度检测合格后，方可接管安装下节套管。依此进行，直至管底下压至设计桩底标高处。

2.3.3 钢筋笼制作

钢筋笼制作应在加工场或加工棚进行，严格按设计图纸及技术规范要求加工。加工时，先清除原材钢筋表面的污渍及杂物。严格控制钢筋笼的下料长度，主筋35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。焊接前先进行试焊，焊接接头均应符合规范要求。每隔2m设置一道Ф16mm加劲箍，以保证钢筋笼在运输和吊放过程中不产生变形，有足够的刚度。

2.3.4 钢筋笼运输与安装

钢筋笼可采用简易炮车或其他牵引车运输并由专人驾驶，要注意保持牵引车平稳，防止因道路不平颠簸幅度过大、转弯半径过小而导致钢筋笼变形或者掉落伤人。钢筋笼安装时，应对准套管中心缓慢下放，吊装到桩底设计标高后立即固定，不得偏转。

2.3.5 混凝土灌注

孔内无水时采用干孔灌注法，将混凝土通过导管直接灌入孔内；孔内有水时采用水下混凝土灌注法。首先应检查导管长度与实际孔深是否相符，灌注前将导管提离孔底30～50cm。当导管埋深达到1.5m后，方可缓慢提升导管。在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2m～6m，同时注意避免触碰钢筋笼，并采取措施防止钢筋笼上浮。混凝土应连续灌注，若发生中断，应根据埋深，每隔一定时间少量提升导管，以防导管被埋死。

2.3.6 拔管成桩

浇筑混凝土时同步提升、拆除套管与导管，应注意始终保持套管底低于混凝土面不小于2.5m。混凝土要连续浇筑不得中断，边灌注边拔套管和导管，并逐步拆除，混凝土灌注至设计桩顶标高以上至少0.60m，则可完全拔出套管和导管，以确保成桩凿除松散层后，设计桩顶位置处的混凝土质量符合要求。

3 施工控制技术

3.1 垂直度的控制

3.1.1 套管的顺直度

咬合桩施工前，在平整地面上画出两条相互平行的直线，将套管放在两条直线之间。用直尺测量偏差值并根据套管长度计算顺直度，应先逐根对单节套管的顺直度进行检查、校正，再按桩长对所有套管进行试拼装并检查、校正，确保垂直度偏差控制在2%以内。

3.1.2 桩的垂直度

可用下面两种方法检查、校正施工中桩的垂直度：地面监测，采用线锤法或仪器法（架设经纬仪或全站仪）监测地面以上两个相互垂直的方向套管的垂直度；孔内监测，可利用钻机自带的监控仪或每节套管压完并在下一节套管拼装之前，停下来用线锤监测孔内垂直度。套管下压过程中全程监控，实时记录数据，及时校正套管，确保整桩成孔垂直度在设计要求的3‰以内。

3.2 套管纠偏

钻孔过程中若发现套管垂直度偏差超限，须及时纠偏。

3.2.1 油缸纠偏

油缸纠偏，就是利用钻机自带的水平和竖向调节油缸来调节套管垂直度，以达到纠正偏位的目的，适用于套管偏差不大或入土5m以内的工况。

3.2.2 回填纠偏

对于套管入土深度超过5m且垂直度偏差较大，油缸纠偏不理想的情况，则向套管内回填材料（B类桩可填砂或粘土，A类桩则浇筑填入与B类桩同标号混凝土），边回填边摇摆提升套管，直至提升到上次垂直度检查合格位置止，再重新接管下沉。对拔出的套管要经检查、校正合格后方可继续使用。

3.3 抓斗取土与跟管钻进

桩基通过磨桩机摇摆、下压套管，吊车抓斗管内取土，从而达到成孔的目的。因此，抓斗取土与压管钻进是咬合桩成孔的主要工序，二者应同时进行。施工时应始终保持套管底超前于开挖面的深度不小于2.5m，防止套管周围泥沙在地下水压力作用下从套管底部涌入，造成地面下沉或坍陷。

3.4 缓凝时间控制

B桩混凝土缓凝时间应根据单桩成桩时间与施工现场地质条件、桩长、桩径和钻机能力等因素综合确定。根据其施工工艺，缓凝时间应满足公式：T=3t+K，t为单桩成桩时间，取12h；k为预留时间，取24h。因此，龙岗路下穿立交B桩采用C25超缓凝水下混凝土，缓凝时间不小于60h，并要求终凝时间不超过72h，3d强度值不大于3MPa，施工时，每车混凝土均需测定坍落度与工作性能，并至少抽取1组试件，以监测其缓凝时间，直至两侧A桩全部施工完成，若出现异常，需立即采取处理措施。

4 结语

目前，咬合桩施工技术已基本成熟，广泛应用于城市道路下穿及地铁车站建设中。同时，将基坑围护结构与主体结构复合使用，可以有效解决止水及挡土问题，从而产生了很高的经济效益和社会效益。