浅谈咬合桩的施工技术

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0473-01

“咬合桩”顾名思义是指平面布置的排桩间相邻桩相互咬合（桩圆周相嵌）而形成的钢筋混凝土“桩墙”，主要用作构筑物的深基坑支护结构。该技术最早是由法国贝诺特公司于二十世纪五十年代初开发和研制的，九十年代中期引进我国，并在深圳地铁工程中成功应用。目前经过大量的工程实践，钻孔咬合桩在国内已成为一项十分成熟的支护结构施工技术，在地铁、道路下穿线、高层建筑物等城市构筑物的深基坑工程中已广泛推广。合肥市新蚌埠路与北二环立交工程下穿支护体系即采用了该支护结构。本人有幸全过程参与了该工程的施工。本文结合工程实践，浅谈一下钻孔咬合桩施工技术。

1 施工工艺

钻孔咬合桩是采用全套管钻机钻孔施工，在桩与桩之间形成相互咬合排列的1种基坑围护结构。咬合桩分方钢筋笼桩（B桩）和圆钢筋笼桩（A桩）。施工顺序：先施工B桩，再施工A桩，A桩切割B桩部分混凝土而形成咬合桩墙。B桩的施工按常规钻孔桩施工工艺流程作业，保证成桩质量满足规范要求即可；A桩的施工，除了保证一般桩的技术要求如垂直精度外，重要的是在施工过程中切割B桩时，对B桩的挤压、摩擦等对已成形B桩混凝土及其质量的损害。所以B桩需采用超缓混凝土，在混凝土中加入缓凝剂，使B桩混凝土处于未初凝状态时就施工A桩，以减少对B桩混凝土质量的破坏。

1.1 单桩施工工艺

（1）导墙的施工

为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，在桩顶上部施作砼导墙，这是钻孔咬合桩施工前必须具备的首要条件。导墙上预留定位孔的直径应大于钻机套管外壁直径2-4cm，其混凝土强度、厚度及铺设范围根据场地的地质条件、钻机类型、重量、外形尺寸等综合确定，保证在钻机施工期间，混凝土导墙有足够的强度、刚度及稳定性。

（2）钻机就位：移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心

（3）取土成孔：在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正套管垂直度后，磨桩下压套管，压入深度约为1.5―2.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。第一节套管全部压入土中后（地面以上要留1.2―1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土……，如此继续，直至达到设计孔底标高。成孔过程如遇卵石等硬质地层或孤石，套管无法下压时，可采用十字冲击锤冲击或冲击抓斗超前挖掘。如以上方法不能处理时，可用人工下孔爆理。成孔进入持力层时，应轻抓慢进挖掘，以免造成持力层松动，影响桩体承载力。套管钻机成孔后的清底施工分两种情况：干作业时，可采用投入素混凝土或碎石捣实的办法来处理孔底持力层可能出现的松动；湿作业时，可采用气举或泵吸反循环清孔。必要时可人工清底。

（4）制作及吊放钢筋笼：单桩成孔验收合格后进行安放钢筋笼工作，安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的正确。钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±50mm。钢筋笼下放时，应对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地逐步下放。若遇孔底土层较软时，为了防止笼子下沉，钢筋笼应预留沉降量50～100mm或在钢筋笼底部做圆形预制砼块（或圆形钢板）。因钢筋笼偏移、变形及成孔垂直度偏差，使得钢筋笼与套管壁面大面积接触，或钢筋笼箍筋接头与套管接头处勾挂，混凝土最大粒径石子卡在钢筋笼与套管壁之间等原因，导致起拔套管时钢筋笼被提起上浮。除严格控制成孔垂直度，认真检查钢筋笼加工质量，保持套管摇管起拔的均匀、慢速外，为增加钢筋笼抗浮能力，可在钢筋笼底加焊厚1～1.5mm、约为钢筋底面积三分之一的钢板。在钢筋笼外缘焊上D12mm保护层厚度的耳形筋，减少钢筋笼与套管内壁的摩阻力。施工时应经常检查护壁套管的刃脚和冲抓斗的磨损情况，以及套管的弯曲及失圆情况，并及时修复。

（5）灌注砼：如孔内有水则采用水下砼灌注法施工；如孔内无水则采用干孔灌注法施工。砼采用导管法进行灌注，导管内径为25～35cm，导管使用前要进行闭水试验（水密、承压、接头抗拉），合格的导管才能使用，导管应居中稳步沉放，不能接触到钢筋笼，以免导管在提升中将钢筋笼提起，导管可吊挂在钻机顶部滑轮上或用卡具吊在孔口上，导管底部距桩底的距离应符合规范要求，一般0.25～0.4m，导管顶部的贮料斗内砼量，必须满足首次灌注剪球后导管底部能埋入砼中0.8～1.2m，施工前要仔细计算贮料斗容积，剪球后向导管内倾倒砼宜徐徐进行防止产生高压气囊。随着砼的不断浇入，及时用测绳测量砼顶面高度，根据砼顶面高度和导管剩余长度推算导管埋置深度，根据埋管深度，及时提拔拆除导管，使导管埋入砼中的深度始终保持2～6m之间。防止导管埋置过深或过浅，浇筑过程中要不断上下抽动导管，以保证导管周围砼的密实。在灌注混凝土时，套管应随桩体混凝土的灌入逐段拔出，严禁强行上拔，应注意始终保持套管底低于砼面2.5米以上。

（6）拔管成桩

边灌注混凝土边拔管，始终保持套管底低于混凝土面不小于2m。

1.2 排桩施工工艺

施工原则是先施工B桩，后施工A桩，其施工流程为B1B2A1B3A2B4A3……

在工程施工时，往往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的接头问题。处理方法为在施工段与段的端头的A桩位置设置1个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂子，灌上混凝土即可。

2 常见工程事故的预防及处理措施

2.1 “管涌”处理

“管涌”是指在A桩成孔过程中，由于B桩混凝土未凝固，还处于流动状态，B桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内。克服“管涌”有以下几个方法：

①B桩混凝土的坍落度应相对小一些，不宜超过18cm，以便于降低混凝土的流动性。

②套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止混凝土的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于2.5m。

③必要时（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定量的水，通过水压力来平衡A桩混凝土的压力，阻止“管涌”的发生。

④A桩成孔过程中，应注意观察相邻两侧B桩混凝土顶面，如发现B桩混凝土下陷，应立即停止A桩开挖，并一边将套管尽量下压，一边向A桩内填土或注水，直到完全止住“管涌”。

2.2 钢筋笼上浮处理

由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，在上拔套管的时候，钢筋笼有可能被套管带着一起上浮。预防措施主要有：

①A桩混凝土的骨料粒径应小一些，不宜大于20mm。

②在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。

③必须安装钢筋笼导正器。

④混凝土灌注必须按操作规程进行。

2.3 事故桩的处理

（1）平移桩位单侧咬合

A桩成孔施工时，其一侧B1桩的混凝土已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割咬合B1、B2桩。处理方法为向B2桩方向平移A桩桩位，使套管钻机单侧切割B2桩，施工A桩（凿除原桩位导墙，并严格控制桩位），并在B1桩和A桩外侧另增加1根旋喷桩作为防水处理。

（2）背桩补强

A1桩成孔施工时，其两侧B1桩、B2桩的混凝土均已凝固，处理方法为放弃A1桩的施工，调整桩序，继续后面咬合桩的施工，以后在A1桩外侧增加3根咬合桩及两根旋喷桩作为补强。