深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术及其优势分析

徐 毅

（广东省基础工程集团有限公司，广东 广州 510660）

0 引言

咬合桩是在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑围护结构,桩的排列方式为一条不配筋并采用超缓凝素混凝土桩（A桩）和一条钢筋混凝土桩（B桩）（采用全套管钻机施工）间隔布置，它是地下连续墙支护的一种优化形式。咬合桩适用性广，无论是在城市建筑物密集地区，还是野外沼泽荒地等施工环境都能适用，特别是在一些地下水较高的较差地质中，更具有适用优势。相比于地下连续墙，咬合桩钢筋投入成本低，但施工效率较低，机械成孔成本较高。而深厚粉细砂层咬合桩创新使用多桩联打施工技术在提升施工效率，降低施工损耗上优势突出，本文通过实际案例项目对其进行介绍，仅供参考。

1 工程概况

项目位于广州市南沙区庆盛枢纽综合体，基坑北侧为庆沙路，东侧为规划庆盛大道，西侧为广州地铁4号线庆盛站，南侧为庆盛高铁站及高铁高架线路。该工程基坑周长约875m，面积约48382m2，基坑平均开挖深度为9.0～11.65m，基坑采用支护桩、咬合桩+支撑、锚索的支护形式。项目的周边环境如下：

（1）东侧为规划庆盛大道,距离基坑边线最近约18.5m；

（2）南侧为庆盛高铁站，高铁桥段基础承台边线距离基坑边线最近处约54.5m，高铁站房基础承台边线距离基坑边最近约40m；

（3）北侧为庆沙路，距离基坑边线最近约14m；

（4）西侧为广州地铁4号线庆盛站，站房边线距离基坑边线最近处约16.8m，地铁桥墩基础承台边距离基坑边最近处约63.3m。

另基坑南侧为规划中地铁33号线，东侧为规划中的地铁22号线。

该工程西侧靠近地铁，南侧靠近高铁的区域，基坑支护采用咬合式排桩。

2 项目施工存在的难点

查阅地勘资料可知，该项目地质存在较厚的淤泥层，最深处达16m，淤泥层以下分布着厚度14～16m的粉细砂层，非常不利于灌注桩施工，且该区域地下水丰富，施工过程中如何确保支护结构的止水效果对于地铁及高铁区域的高标准沉降控制要求影响较大。周边建构筑物的高防沉降标准及复杂地层的存在导致项目开展存在以下难题：

（1）如何确保咬合桩垂直度，防止相邻桩劈叉；

（2）如何确保咬合桩的止水效果满足设计要求；

（3）如何避免提拔套管时，将套管连同已灌注混凝土和钢筋笼整体拔出[2]；

（4）在满足设计要求的施工质量的同时，如何满足紧凑的施工工期。

为了寻求上述难题的解决方案，项目部成立专题研究小组，研究深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工方法。

3 深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工方法

目前国内涉及多桩联打的施工方法已有相关案例，但相关案例涉及的均是多条不相咬合的支护桩同步成孔、同步灌注的情况，且案例中多桩成孔的数量基本是2～3条，对于咬合桩多桩联打的施工未见有相关案例报道。针对原方案的咬合桩支护，由于项目桩长较长，平均约32m，且要穿过约16m粉细砂层，采用冲抓取土，由于含水且密封性差，取砂效率低[3]，导致本项目施工一条咬合桩荤桩平均时长在35h，效率慢、成本高，远远达不到公司制定的技术经济指标。为此项目部提出采用以“多桩联打”的理念,对深厚粉细砂层咬合桩实施多桩联打的施工方法，该方法主要是在确保成桩垂直度的情况下，采用划分一序接头荤桩及二序多桩（三素两荤）相交替的排列方式进行施工(如图1所示），具体为先采用全套管多功能钻机每隔一个二序槽段施工一条接头荤桩（类似连续墙接头管），然后采用旋挖机+抓斗+U型冲锤施工二序多桩槽段，最后在一序和二序接缝外增设1条Φ600旋喷桩进行止水加强。通过成孔工艺上的改进，能够在保证咬合桩成桩质量的情况下，一套设备相比原咬合桩成桩效率提升了5倍，符合公司预期目标。

图1 多桩联打施工槽段划分图

4 深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工工艺的改进

结合该工程实际，项目部采取了如下措施进行咬合桩成孔工艺的改进：

（1）比选多种方案，选择深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术，并分析其可行性；严格按照规范及相关文件要求进行设计，确保方案符合设计规范要求。

（2）控制成孔垂直度及孔径偏差，通过现场施工数据收集及技术测定对比，确定成孔时的泥浆比重、静置时间等影响因素。

（3）以减少施工冷缝、加快施工效率为原则，结合连续墙成槽技术的合理优化，确保了施工方案的可行性。

经现场验证，深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术符合设计和规范要求。

5 深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术的施工流程与要点

5.1 施工流程

该工程采用“深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术”进行咬合桩施工，总体施工顺序为：首先进行场地平整导墙施工等，然后采用多功能钻机进行一序咬合桩施工（一序咬合桩相当于连续墙的一期槽段），再采用旋挖机+抓斗+冲锤施工二序多桩槽（二序桩类似连续墙的二期槽段）。具体施工流程见图2所示。

图2 多桩联打总体施工流程图

5.2 施工控制要点

（1）一序接头荤桩要确保其成桩的完整性、均匀性及高垂直度，确保二序槽施工时U型锤能可靠地依靠在桩体上进行残渣清扫。

（2）二序多联体施工时，一序桩接头处的清扫要干净，施工时要采用U型锤清扫，清扫时冲桩机钢丝绳的中心线要向清扫一侧偏，确保U型锤能紧密依靠在一序接头荤桩上（如图3所示）。

图3 U型锤冲刷接头桩桩壁施工图

（3）二序槽段成槽后要采用成槽检测仪进行孔径检测，确保接头及中间区段的成孔质量。

6 深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术的优点

深厚粉细砂层咬合桩多桩联打技术的施工，能确保成桩后支护结构的整体性及均匀性，保障了成桩质量，降低了施工成本。

（1）施工成本低。相比于咬合桩施工，在成孔的直接费用上，多桩联打的成桩成本≤1/2咬合桩全套管成桩费。

（2）支护结构整体性好。相比于全套管单条咬合桩施工，多桩槽段是5条桩同时浇筑，施工桩缝的降低使结构的整体性更好。

（3）成桩效率更好。相比于全套管咬合桩施工，咬合桩单条成桩效率为35h，多桩联打槽段（5条）单槽段成槽效率为24h，效率提升了7倍。

（4）钢筋用量少及定位更好。相比全套管咬合桩施工，采用多联体施工的钢筋笼不用考虑竖向支承作业[4]，故满足设计受力要求时钢筋用量少，此外不用考虑拔护筒的影响，钢筋笼可以向普通灌注桩施工一样，利用吊筋将钢筋笼固定于导墙上，钢筋笼水平及竖向位置的固定更精准。

7 结束语

实施该方法后，本项目采用多桩联打工艺区域的咬合桩施工工期比未采用此工艺的咬合桩区域（两个区域的工程量均衡）的施工工期节省了2个月，钢筋成本节省了60万元，成孔成本节省了约300万元。

综上所述，深厚粉细砂层咬合桩多桩联打施工技术不仅适用于流动性淤泥及深厚粉细砂层等复杂地层咬合桩支护结构的施工，也适用于施工受到周围环境和地质条件限制时对支护桩桩体整体性及止水性要求较高的情况。总之，该方法优势突出，能保障成桩质量，提升施工效率。