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1、用作深基坑围护钻孔咬合桩施工技术研究【摘 要】上海市轨道交通 6 号线 21B 标段长清路站上南路区间工程中，软土地基上初次大面积采用钻孔咬合桩作为深基坑围护体系，针对钻孔咬合桩施工中垂直度控制、B 桩抗管涌、接头解决以及超缓凝混凝土研制等多项核心技术进行了研究,并在施工过程中采用了相应办法保证了钻孔咬合桩施工质量，保证了整个基坑工程安全施工，获得了较好效果。【核心词】基坑围护 钻孔咬合桩 管涌 超缓凝混凝土1 工程概况 上海市轨道交通 6 号线工程北起高桥镇港城路，南至世博园区主题公园，是市重大交通建设项目。在 6 号线 21B标段长清路站上南路区间段局部 267 延长米基坑中，初次在上海软
2、土地基中大范畴采用了钻孔咬合桩作为基坑围护体系。该区域钻孔咬合桩围护既是基坑开挖时围护挡土墙和止水帷幕，又紧贴区间构造外板墙并与构造外墙共同受力。 本工程咬合桩桩长 25 m，桩中心间距 800 mm，咬合厚度为 200 mm，A桩与 B桩咬合交错布置，B桩内配钢筋笼采用水下 C30 混凝土，A桩为 C30 素混凝土( 图 1) 。2 工程地质及周边环境 工程地质属上海市典型软土地基，工程影响范畴内从上至下重要包括素填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、砂质粉土、粉质粘土等。 咬合桩施工范畴北侧平行于基坑方向为已竣工使用日月新苑社区 67 层住宅楼，条形基本，基本底标高约3.7 m，设抗
3、沉降桩为 250 mm250 mm预制混凝土方桩，桩长 18 m。咬合桩围护外边线距离社区住宅楼为 8.512 m( 图 2) 。3 工程特点与难点 ( 1) 咬合桩垂直度控制难度较大。由于咬合桩在上海市软土地基尚无有关规范规定，借鉴外地咬合桩控制规定，拟定咬合桩垂直度控制为 3/1000。一方面施工时垂直度控制难度大，另一方面当垂直度无法满足时必要采用相应办法进行纠偏。 ( 2) 咬合桩超缓凝混凝土配制。由于咬合桩施工成败重中之重为 A桩超缓凝混凝土配合比必要满足其初凝时间不不大于 60 h，因而必要通过多次配合比实验以满足混凝土初凝规定。 ( 3) 咬合桩不同状况下接头解决难度大。工程采用
4、多台钻孔咬合桩施工，需要针对不同接头形式采用针对性接头解决。 ( 4) 周边环境规定高。日月新苑社区距离基坑近，且基本相对比较薄弱，而咬合桩在软土地基上变形普通会较大,施工中必要采用相应办法减小基坑施工对周边环境影响。4 咬合桩施工核心技术4.1 单桩施工流程 场地平整测量放样导墙施工桩机就位安放套管压入套管、控制垂直度套管钻进、抓斗取土测量孔深孔底检查吊放钢筋笼导管安装、浇捣混凝土逐次拔管、测量混凝土标高桩机移位在咬合桩施工时对三个核心过程进行重点控制，其分别是导墙定位、套管垂直度控制、混凝土浇捣。4.2 导墙定位 由于咬合桩紧贴构造，为抵消咬合桩在基坑开挖时外侧土压力作用下向内位移而导致基
5、坑构造净空减小及自身垂直度偏差，咬合桩导墙放样时外放 80 mm，导墙单边宽为 1 250 mm，厚 300 mm。施工相邻桩位时保证搭接长度为 200 mm( 图 3) 。 导墙模板采用自制整体木模，导墙预留定位孔模板直径为套管直径扩大 3 cm即为 1 030 mm。模板采用钢管支撑,支撑间距不不不大于 1 m，严防跑模。混凝土浇注前对模板垂直度和中线以及净距进行验收。 导墙采用 C20 混凝土进行浇注，混凝土浇注时两边对称交替进行，严防走模。如发生走模，应及时停止混凝土浇注，重新加固模板，并纠到设计位置后，方可继续进行浇注。振捣采用插入式振捣器，振捣间距为 600 mm 左右，防止振捣不
6、均，同步也要防止在一处过振而发生走模现象。4.3 套管垂直度控制 移动套管钻机至对的位置，使套管钻机抱管器中心相应定位在导墙孔位中心，采用经纬仪及线锤对钻管进行垂直度控制，垂直度控制在 3以内。找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为 2.51.5 m，下压套管始终保持套管底口超前于开挖面深度2.5 m。第一节套管所有压入土中( 地面以上要留 1.21.5 m，以便于接管) ，第二节套管安装后对其检测垂直度，如不合格则进行纠偏调节。本工程取土方式采用抓斗取土，运用抓斗自重下落取土。在接近孔底时,取土采用轻放轻抓，以免扰动底部土层，终孔时外管超前0.51.5 m。 成孔过程中要控制好桩垂直度
7、，必要对如下三个环节进行严格控制:4.3.1 套管顺直度检查和校正 钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管顺直度检查和校正，一方面检查和校正单节套管顺直度，然后将按照桩长配备套管所有连接起来进行整根套管 ( 1525 m)顺直度检查，偏差宜不大于 10 mm。检测办法：于地面上测放出两条互相平行直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锤和直尺进行检测。4.3.2 成孔过程中桩垂直度监测和检查 地面监测：在地面选取两个互相垂直方向采用经纬仪或线锤监测地面以上某些套管垂直度，发现偏差随时纠正。这项检测在每根桩成孔过程中应自始至终坚持，不能中断。 孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来
8、对孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才干进行下一节套管施工。4.3.3 纠偏 成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必要及时进行纠偏调节。 ( 1) 运用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大或套管入土不深( 不大于 5 m) ，可直接运用钻机两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管垂直度，即可达到纠偏目。 ( 2) A桩纠偏：如果 A桩在入土 5 m如下发生较大偏移，可先运用钻机油缸直接纠偏，如达不到规定，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提高到上一次检查合格地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。 ( 3) B桩纠偏：B桩纠偏办法与 A桩基本相似，其不同之处是不能向套管
9、内填土，而应填入与 A桩相似混凝土，否则有也许在桩间留下土夹层，从而影响排桩防水效果。4.4 B 桩成孔“管涌”现象控制 在 B桩成孔过程中，由于 A桩混凝土未凝固，还处在流动状态，A桩混凝土有也许从两桩相交处涌入 B桩孔内，称之为“管涌”( 图 4) 。克服“管涌”有如下几种办法: ( 1) 套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，以便于导致一段“瓶颈”，制止混凝土流动，超挖距离不应不大于2.5 m。 ( 2) B桩成孔过程中应注意观测相邻两侧 A桩混凝土顶面，如发现 A桩混凝土下陷应及时停止 B桩开挖，并一边将套管尽量下压，一边向 B桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。4.5 分段
10、施工接头解决办法 本工程一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在与先施工段接头问题。本工程中采用设立砂桩办法对该类接头进行解决。在施工段与段端头设立一种砂桩( 成孔后用砂灌满) ，待后施工段到此接头时挖出砂灌上混凝土即可( 图 5) 。 由于砂桩部位容易产生渗漏水现象，因而在砂桩外侧采用旋喷桩防水。4.6 混凝土浇捣 超缓凝混凝土是钻孔咬合桩施工工艺所需特殊材料( 由于其缓凝时间特别长，因此称为超缓凝混凝土) ，这种混凝土重要用于 A桩，其作用是延长 A桩混凝土初凝时间,以达到其相邻 B桩成孔可以在 A桩混凝土初凝之前完毕,这样便给套管钻机切割 A桩混凝土创造了条件。因而超
11、缓凝混凝土是钻孔咬合桩施工工艺成败核心。 为了满足钻孔咬合桩施工工艺需要，超缓凝混凝土必要达到如下技术参数规定: ( 1) 混凝土缓凝时间60 h; ( 2) 混凝土坍落度：18020 mm; ( 3) 混凝土 3 d 强度值不不不大于 3 MPa; ( 4) 最后强度满足设计规定。 由于咬合桩施工成败重中之重为 A桩超缓凝混凝土配合比必要满足其初凝时间60 h 规定，因而通过多次实验进行比较( 表 1) ，得出最符合工程施工规定配合比。依照表 1 成果，本工程采用嘉新京阳 P042.5 水泥和RH25 缓凝剂，缓凝剂掺量为 1.6%，实际满足施工规定，未发现早凝现象。5 实行效果 由于制定切实可行办法，进行合理施工安排，严格施工控制，咬合桩施工质量得到了控制，桩与桩之间无明显漏水现象。基坑开挖过程中，围护变形也在设计容许范畴内，周边环境无异常状况发生。 当前咬合桩用于基坑围护体系中，施工时可采用自落式取土或钻进取土方式，其中前者适合在周边环境比较好状况下使用，普通在周边环境规定较高时宜优先采用钻进取土方式。
