建筑工程中旋挖咬合桩的施工技术

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【摘要】在寸土寸金的城市施工，由于受工地周围建筑物的限制，只能在极其狭窄的场地及周围密集的建筑群中施工。因而在软土地基中，像沉井、桩基、沉箱、板桩及放坡开挖等传统深基础施工方法难以正常进行，这些施工方法是因施工占地面积大，或因造价高，或周对周围邻近建筑物的安全有影响等问题难以解决。本文将结合工程实例，对旋挖咬合支护结构在混凝土基坑支护中的应用进行研究。

【关键词】旋挖咬合桩；基坑支护；施工技术

旋挖咬合桩采用全套管钻机和超缓凝混凝土技术，由中间一根钢筋混凝土桩及两侧各一根素混凝土桩相邻咬合组成为一组。首先施工两侧的素混凝土桩（超缓凝混凝土），继而在初凝前施工完中问的钢筋混凝土桩，中间钢筋混凝土桩施工时用全套管桩机切割掉相邻素混凝土桩相交部分的混凝土，使排桩间相邻桩相互咬合（桩周相嵌），共同终凝，从而形成无缝、连续的“桩墙”，达到挡土、止水和保证施工安全的新型深大基坑施工的支护结构[1]。

1.工程概况

某地铁试验段车站周边环境复杂，管线众多，交通繁忙。车站总长259.6m（含渡线100m），总宽18.9m，埋深-18m。结构顶板覆土约5m。设有2座风道，6个出入口。车站结构为地下双层岛式车站，站台宽度10m，总高13.31m。设计概算1.7亿元（含征地拆迁等），工期24个月。土层总体特征是高含水量和大孔隙比、高压缩性、低强度。砂质粉土，松散一中密，透水性强，易产生流沙、涌水；淤泥质黏土，流塑至软塑状、高灵敏度、具触变、流变特性弱透水；粉质黏土，可塑一硬塑，中等压缩性。

2.咬合桩的作用机理

旋挖咬合桩有两种类型的桩：超缓凝型素混凝土A桩和钢筋混凝土B桩。桩的排列方式为A桩和B桩间隔布置，施工时先施工A桩后施工B桩，并要求A桩的超缓凝混凝土初凝之前必须完成B桩的施工[2]。B桩施工时采用全套管钻机切割掉相邻A桩相交部分的素混凝土，从而实现咬合。由于在桩与桩之间形成相互咬合排列的，旋挖咬合桩具有支护加固、承重和止水三重功能。旋挖咬合桩施工主要采用“全套管钻机+超缓凝型混凝土”方案。旋挖咬合桩的排列方式采用：第一序素混凝土桩（A桩）和第二序钢筋混凝土桩（B桩）间隔布置。先施工A桩，后施工B桩，A桩混凝土采用超缓凝型混凝土，要求必须在A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工，使其共同终凝，形成无缝、连续的“桩墙”。B桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩的部分混凝土，实现桩与桩之间相互咬合[3]。

3.旋挖咬合桩的施工工艺

3.1施工艺流程

旋挖咬合桩是一种新型的围护结构，由于其桩心相互咬合，解决了传统排桩相切时防水效果差的问题，A型单桩施工工艺与B型桩基本相同，只是没有吊放钢筋笼这一工序。采用套管护壁成孔，先间隔施工A桩，在A桩混凝土初凝前，用液压套管钻机切割A桩部分桩体后，再施工B桩，最终形成A桩和B桩的咬合结构[6]。

3.2咬合桩施工

3.2.1单桩施工工艺

（1）护筒钻机就位。导墙混凝土强度达到75%后，用吊车移动钻机就位，并使主机抱管器中心对应定位于导墙孔位中心。（2）取土成孔。桩机就位后，吊装第一节管放入桩机钳口中，找正套管垂直度，下压套管，压入深度约为1.5～2.5m后，用抓斗从套管内取土，按照压管，取土顺序依次进行，始终保持套管底口深于取土面不小于2.5m。第一节套管全部压入土中后（地面以上留1.2～1.5m，便于接管），检测垂直度（如不合格则进行纠偏调整），安装第二节套管继续压管取土，直至达到设计孔底标高。（3）吊放钢筋笼。对于B桩，成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作，此时应保证钢筋笼标高正确。（4）灌注混凝土。如孔内有水，需采用水下混凝土灌注法施工；如孔内无水，则采用于孔灌注法施工并注意振捣。（5）拔筒成桩。一边浇筑混凝土一边拔护筒，应注意保持护筒底低于混凝土面至少2.5m。

3.2.2排桩的施工工艺

A桩为超缓凝素混凝土桩，B桩为钢筋混凝土桩，总的施工原则是先施工A桩，后施工B桩。

3.3钢筋笼加工和吊放

3.3.1钢筋笼加工

（1）钢筋笼的受力钢筋一般采用Ⅱ级钢，直径不宜小于16mm，构造钢筋一般采用工级钢，直径不宜小于12ram。采用内箍成形法绑扎，并将不同类型的钢筋按设计要求分类编号挂牌妥善存放。（2）配筋前应将钢筋调直，要求主筋无局部弯折，钢筋接头采用电焊焊接，骨架制作时应严格符合设计尺寸，以免过大难以放人孔中。（3）每根桩钢筋骨架应尽量一次制成，如骨架过长时，亦可根据吊装设备的起吊高度，采取分段制作的方法。每段长度不宜超过10m，各段钢筋骨架之间的钢筋接头，可采用搭接焊接法。并应符合下列规定：①钢筋接头应顺圆周方向排列，在骨架内侧不能形成错台；②距每个接头50cm范围内的箍筋，可待两段钢筋骨架焊接后再做。（4）钢筋骨架除按设计规定设置箍筋外，并每隔2m可增设直径16mm加劲箍筋一道，以增强吊装时的刚度。

3.3.2钢筋笼吊放

（1）运输钢筋骨架时，应保证不弯曲、变形，如需作远距离运输时，可采用两辆特制平板架子车吊运。在场内如需人工抬运骨架时吊点应分布均匀，以保持骨架平顺，并设专人指挥确保安全。（2）骨架吊装前应先丈量孔深，检查淤泥沉积厚度和有无坍孔现象，经检查符合要求后，可将钻孔设备及脚手板拆除，以便骨架就位。（3）为保证钢筋骨架在起吊过程中不弯曲、变形，起吊时在吊点处的骨架内部应有临时加固措施。吊绳不得吊抬单根钢筋，通常可在吊点处绑设短杉杆以增加骨架刚度，待骨架进入桩孔就位时由下而上逐个解去绑绳，取出杉杆。（4）为保证骨架有一定厚度的混凝土保护层，骨架吊装下孔前，可沿孔壁四周挂设Ф38钢筋或铁管6～12根（按钻孔直径大小决定根数，沿圆周均匀布置）作为导向杆，长度约为骨架的1/2～2/3。当灌注混凝土接近导向杆底部时即可拔出。亦可顺骨架纵深方向每隔2m，在同一截面的加劲箍筋上对称设置混凝土环形垫块，以保证保护层厚度。

4.结论

该地铁试验段地质条件复杂、交通繁忙、动迁量大，具有市区施工的代表性。地铁试验段工程为软土和粉土条件下进行大规模地基处理技术积累施工和管理经验。同时，围护结构采用新型的旋挖咬合桩工艺，值得推广与应用。钻孔咬合灌注桩有其许多优点，但桩长只能在20m左右的围护结构才具有一定的优势。而桩长超过25m时可选液压钻机稀少，将影响施工工期。因此，应与地下连续墙方案进行综合技术经济比选。

由于各地的地质条件不同，施工方法具有明显的地域特性，建议对工程重点和难点要进行专题研究论证，确保工程质量和安全。同时要考虑许多不确定因素对工期的影响，优化工序组合，进行动态管理。

参考文献

[1]沈兴东，张具林，徐旭，汪仲琦. 分期施工深基坑支护换撑结构的优化及施工[J]. 施工技术，2014，01：45-47.

[2]郑刚，程雪松，张雁. 基坑环梁支撑结构的连续破坏模拟及冗余度研究[J]. 岩土工程学报，2014，01：105-117.

[3]李曙光，刘志祥. 上海地铁内江路站基坑支护结构设计[J]. 铁道标准设计，2013，01：101-104.

[4]李宇进. 现浇薄壁灌注桩在基坑支护中的应用[J]. 施工技术，2013，15：85-88.