某岩溶城市深基坑支护工程中钻孔咬合桩的应用

摘要 咬合桩桩身之间相互咬合、紧密联系，不仅具有良好的施工性和受力性，而且其防水挡土的效果也适用于许多地质条件复杂的大型地下工程，是介于连续墙与常规桩之间的一种新型支护形式，优点和适用性尤为突出。

关键词 钻孔咬合桩 岩溶 深基坑

1 引言

钻孔咬合桩是指平面上沿一条直线布置的成排混凝土桩间彼此相互嵌合，从而形成整体连续的钢筋混凝土“桩墙”。咬合桩一般情况下是由素混凝土A序桩和钢筋混凝土B序桩相间施工形成，施作顺序是先施作A序桩，后施作B序桩，B桩切割A桩部分混凝土从而形成咬合结构，因此A桩在浇筑过程中一般采用超缓凝型混凝土以便B桩顺利完成切割，使之形成整体连续的、具有良好防水挡土作用的基坑围护结构。

本文以六盘水市城市中心区某基坑工程为背景工程，经详细勘察发现，拟建场地位于城市中心区，周围建（构）筑物及地下管线密集。地形起伏较大，从区域上看主要为北西-南东向断裂构造体系控制。距场地北侧约500m分布一条北西-南东向的逆断层，断层两盘均为石炭系地层。场区地层为石炭系摆佐组（C1b）灰色灰白色白云质灰岩，岩层产状220°∠40°左右，受区外断层影响，场区岩层褶曲发育，岩体节理、裂隙较发育～发育，呈近垂直于岩面发育为特征。

场区基坑开挖影响范围内的主要土层为：回填块石、素填土（主要由粘土组成，含有碎石及角砾等，含量约为10-30%）、冲洪积土、淤泥质土、有机质土，白云质灰岩、白云岩等。拟建场区地表水主要为自西向东流向的水城河。水城河流量约为15～30L/S，水量变化与降雨关系十分密切，季节变化性强。勘察期间拟建场地段河水水位标高约为1786.5m。场区内的地下水根据其埋藏条件可以分为岩溶裂隙水和土层内的孔隙水。而砂砾层的透水性相对较强，其上覆粘土层又较薄，使得下伏岩溶裂隙水与土层内的孔隙水有了较好的连通性；而且场区地下水受地表水渗透补给影响较大。

2 围护体系设计

根据详勘报告，针对该场区复杂的工程地质和水文地质条件，提出三种支护设计方案：边坡预先采用Φ800mmC15素混凝土桩对边坡进行截水帷幕后，边坡采用抗滑桩局部土层较厚段辅以内支撑支护。但采取这种方案机械使用多样，增加施工组织工作，额外增加截水帷幕措施占地面积，超出规划用地范围，支护结构由地下室边线向外占地2.6m；若采用盖挖法进行支护。顶板作为支撑结构，具有较大的横撑力，可以避免围护结构向基坑内部的变形，待将土回填后可将道路复原，使得交通在第一时间得到恢复，减少对市区交通和人们生活的影响。但缺点是结构防水在施工缝处施工困难，对后期施工及建筑使用产生一系列影响。在进行方案比选后，决定采用钻孔咬合桩围护形式，局部土层较厚段辅以内支撑对边坡进行支护。咬合桩支护结构由素混凝土桩（即A序桩）桩径1800mm+钢筋混凝土桩（即B序桩）桩径1800mm的咬合桩组成。采用这种支护方式支护结构与截水帷幕措施可以同时进行，施工机械既简单，施工过程及工序又比较方便，便于施工组织；支护结构占地面积较小，由地下室边线向外占地1.8m。

3 钻孔咬合桩施工方法

咬合桩支护结构由A桩（即素混凝土桩）桩径1800mm和B桩（即钢筋混凝土桩）桩径1800mm的咬合桩组成，桩中心距为1600mm。A桩采用C15混凝土，B桩采用水下C30混凝土。相邻两桩咬合200mm。桩顶设置冠梁，冠梁尺寸1.2×1.8m，采用C30混凝土浇筑。基岩面位于开挖标高以上，素混凝土桩进入基坑开挖标高以下不小于1.5m（为控制超挖现象），基岩位于开挖标高以下，素混凝土桩进嵌入中风化基岩不小于1.0m，钢筋混凝土桩桩长不小于设计长度并进入岩层不小于6m。在灌注混凝土之前应对钻孔进行清底，孔底深渣的厚度应小于100mm，施工中采用旋挖钢套管全长护壁，钻孔达到设计深度。桩顶应设置导墙，导墙单侧宽度1.8m，导墙厚度0.5m。针对局部土层较厚地段，由于悬臂桩桩顶位移过大，为控制桩顶变形边坡辅以内支撑支护。内支撑段两侧钢筋混凝土桩对称布置，基坑跨度大，基坑中部设置支撑立柱，抗滑桩上设置环梁，内支撑梁与环梁有效连接，使结构集体受力控制。内支撑采用φ609×11钢管支撑，立柱拟采用φ450×11mm钢管，端部固定杆件八字撑H400型钢。坡顶设置截水沟及护栏，坡脚设置排水沟及集水井。基坑分段施工端头处采用Φ800mC15素混凝土桩进行截水帷幕，桩轴间距为0.7m。相邻两桩咬合100mm。基岩面位于开挖标高以上，桩进入基坑开挖标高以下不小于1.5m（为控制超挖现象），基岩位于开挖标高以下，桩进嵌入中风化基岩不小于1.0m，待下一段施工时，边开挖便拆除。

4 钻孔咬合桩施工技术保证措施

⑴为了使钢筋混凝土B序桩顺利完成成孔过程，在A序桩混凝土施工中要加入高效缓凝型减水剂，B序桩施作应在A序桩（素混凝土桩）混凝土达到初凝状态前进行施作，利用套管机钻孔同时浇筑混凝土，达到桩身之间的无缝接合同时消除对A序桩混凝土桩身的损害。根据设计安排，A序桩混凝土的配合比设计将初凝时间控制在60小时以内。

⑵桩基对位：在平整后的地面上进行碾压夯实，铺30mm厚钢板，然后移动支稳调平钻机以保证桩基钻头中心准确对准桩位中心。

⑶为了保证孔口定位有足够高的精度，在钻孔咬合桩顶部设置混凝土或钢筋混凝土导墙，待钻机就位以后，在定位孔中

插入第一节套管同时进行检查和调整，确保定位孔与套管周围的空隙保持均匀。导墙施工中允许偏差应符合以下规定：

①桩心与导墙圆心的允许偏差值为±10mm；

②桩直径与导墙直径的允许偏差值为0～25mm；

③内墙面垂直度≤0.5%；

④导墙顶面平整度≤5mm。

⑷桩的垂直度的控制

1）、套管垂直度的检查与校正

在施工钻孔咬合桩前应对钻孔咬合桩的垂直对进行检查和校正，检查和校正过程应在平整地面上进行，首先进行单节套管垂直度的检查与校正，然后将预先配制好的套管顺次连接起来，并保证垂直度偏差控制在2‰～3‰。

2）成孔过程中桩身垂直度的监测与检查

①地面监测：处于地面以上部分套管的垂直度采用线锤进行监测，选择两个相互垂直的方向进行，若发现偏差要即时进行纠正。每根桩在成孔过程中都要进行检测，不能中断。

②孔内检查：各节套管在下压后安装下一节套管之前都要用线锤进行孔内垂直度的检查，随时进行纠偏，确保合格后进行下一节套管的施工。

4 结论与展望

钻孔咬合桩是地下基坑工程围护结构的一种新型式、新工法，它独特的优点和适用性得到了地下工程专家的认可。在套管内采用旋挖钻进行取土，与其他围护方式相比无泥浆污染，对于城市施工中环保措施极高的要求与文明施工的要求具有显著价值。成孔施工中采用旋挖钻机与套管钻机配合使用，使成孔时间单桩由原来的35小时缩短到5～7小时，加快了施工进度、提高了机械利用率、降低了施工成本，为钻孔咬合桩成孔提供了新思路与新方法。同时也取得了较好的经济效益和社会效益，推广应用前景光明。

参考文献

[1] 李昌宁.杭州地铁车站深基坑围护结构-钻孔咬合桩的施工.岩土工程界，2005，（1）.

[2] 唐孝芝.浅谈嵌岩钻孔咬合桩施工技术.云南科技管理，2012，（5）.

[3] 杜平.深大基坑混凝土咬合桩支护结构工作性状研究.