全套管灌注咬合樁
章偉智1 夏能武2
1、前言
樁的應(yīng)用迄今至少有12000多年的歷史，從木樁發(fā)展到現(xiàn)在的鋼、水泥、混凝土和鋼筋混凝土，主要在近代運(yùn)用鋼筋、水泥、混凝土為材料的樁。
樁基礎(chǔ)應(yīng)用已是一種比較廣泛，比較成熟的一種工藝。我國(guó)于二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始引進(jìn)，九十年代中期昆明捷程樁工公司首先在我國(guó)開(kāi)發(fā)研制出MZ系列全套管鉆機(jī)，簡(jiǎn)稱磨樁機(jī)。鉆孔咬合樁是一種新型的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，在深圳、南京地鐵工程運(yùn)用較為廣泛，目前杭州地鐵基坑圍護(hù)也運(yùn)用咬合樁。
2、咬合樁施工工藝、施工技術(shù)、施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法
2.1 咬合樁的施工工藝
咬合樁就是通過(guò)使相鄰樁樁身相交，形成封閉體系，從而做到止水作用。全套管咬合樁的施工順序通常是施工第一序列樁（A樁），然后施工第二序列樁（B樁），并且使第一、第二序列樁相互搭接，形成一個(gè)整體。圖1就是典型的全套管咬合樁施工順序圖。

鉆孔咬合樁施工在施工時(shí)不僅要考慮第一序列樁的緩凝時(shí)間控制，注意相鄰第一序列樁和第二序列樁施工時(shí)間的安排，還需控制好樁的垂直度，防止第一序列樁凝固時(shí)間過(guò)快造成第二序列樁無(wú)法施工，或因第一序列樁垂直度沒(méi)有控制好搭接成問(wèn)題，導(dǎo)致后期基坑漏水現(xiàn)象的發(fā)生。因此對(duì)于咬合樁的施工要合理安排時(shí)間，做好記錄，方便施工的正常進(jìn)行。
2.2 咬合樁施工技術(shù)
（1）導(dǎo)墻施工控制重點(diǎn)
為了保證咬合樁底部有足夠的咬合量，應(yīng)對(duì)其孔口有嚴(yán)格的控制，有效提高孔口的定位精度，以杭州地鐵1號(hào)線某車站為例導(dǎo)墻定位孔一般比樁徑大10mm-20mm，提高導(dǎo)墻的強(qiáng)度不至于在鉆孔時(shí)發(fā)生導(dǎo)墻破裂。在測(cè)量放樣過(guò)程中對(duì)特征點(diǎn)樁用全站儀坐標(biāo)法放樣，軸線樁用經(jīng)緯儀放樣，這樣可以提高軸線精度，提高底部咬合量。在正常施工過(guò)程中要對(duì)導(dǎo)墻有嚴(yán)格的變形監(jiān)測(cè)，以致不給后續(xù)施工帶來(lái)不必要的麻煩。
（2）樁身垂直度控制
為保證鉆孔咬合樁底部足夠厚度的咬合量，除對(duì)其孔口定位誤差有嚴(yán)格控制外，還應(yīng)對(duì)其垂直度有嚴(yán)格的控制，根據(jù)我國(guó)《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）第3.1.5條規(guī)定，樁的垂直度允許偏差在3‰。
相鄰樁之間的咬合厚度d根據(jù)樁長(zhǎng)來(lái)選取，樁越短咬合量越小，但不宜小于100mm，樁越長(zhǎng)咬合量越大，可按公式1來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
d-2(kl+q)≥50mm (1)
其中：l-樁長(zhǎng)，m
k-樁的垂直度；
q-孔口定位容許誤差，mm；
d-鉆孔咬合樁的設(shè)計(jì)厚度，mm；
從上式可以看出，垂直度于孔口誤差對(duì)于樁底部的咬合量有最直接的關(guān)系，但要保證樁底部的最小咬合厚度不小于50mm。
在我們正常施工過(guò)程中都用兩臺(tái)經(jīng)緯儀全過(guò)程監(jiān)測(cè)，全套管內(nèi)人工測(cè)斜的內(nèi)外雙向控制法對(duì)套管進(jìn)行垂直度控制。在此許多時(shí)候都會(huì)對(duì)儀器過(guò)于依靠，往往很多時(shí)候我們所用的經(jīng)緯儀會(huì)有問(wèn)題，其自身存在著較大的指標(biāo)差，導(dǎo)致我們?cè)谑┕み^(guò)程中底部無(wú)法咬合，或者咬合量滿足不了規(guī)范要求，所以我們要注意對(duì)儀器進(jìn)行定期的檢查。
（3）鋼筋籠的定位控制
1）防止鋼筋籠上浮
由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣的間隙較小，因此上拔套管時(shí)，鋼筋籠很有可能被套管帶著上浮。預(yù)防方式有：
Ⅰ、第二序列樁的混凝土骨料在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)盡量小些
Ⅱ、在套管上拔時(shí)反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)套管，減少管壁于混凝土之間的摩擦力
Ⅲ、在鋼筋籠底部焊上小于鋼筋籠直徑的鐵板或焊上混凝土塊
Ⅳ、在鋼筋籠外側(cè)加焊定位耳形鋼筋，一利于定位，二可保證保護(hù)層厚度，減少鋼筋籠于套管上拔時(shí)的摩擦力
2）防止鋼筋籠扭轉(zhuǎn)變形
起吊鋼筋籠時(shí)，一般采用六點(diǎn)起吊，頭、中、尾三點(diǎn)，防止鋼筋籠扭轉(zhuǎn)變形
3）防止鋼筋籠下沉
樁底由于抓斗作用擾動(dòng)，礫質(zhì)粘性土遇水容易軟化，在套管入土深度達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，清除孔底虛土及沉渣，投放20mm-30mm碎石。
2.3咬合樁在施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法
（1）管涌現(xiàn)象的發(fā)生
鉆孔咬合樁主要應(yīng)用于軟土層及地下水位較高的土層中，且在第二序列樁（B樁）成孔過(guò)程中第一序列樁（A樁）處于未初凝狀態(tài)，在成孔過(guò)程中由于套管內(nèi)外壓力差的作用，極易發(fā)生管涌現(xiàn)象。當(dāng)管涌時(shí)，應(yīng)采取以下措施避免水土流失：
1） 加大套管超前深度。以杭州地鐵1號(hào)線某車站咬合樁實(shí)際施工為例，根據(jù)不同土質(zhì)，淤泥質(zhì)土層中施工套管底部低于開(kāi)挖面2米以上；含水量大的砂型土層中，套管底部低于開(kāi)挖面3米以上，增加地下水的滲透路徑，減小管內(nèi)外的壓力差；
2） 采取壓水措施，即在挖土的過(guò)程中向管內(nèi)注水或泥漿，借以平衡管外的壓力，再用水下沖抓方式進(jìn)行取土（說(shuō)明：采用此方式可能取土量較小，只能達(dá)到無(wú)水抓土方式的15%-20%左右，比較緩慢）；
3） 在第二序列樁（B樁）施工過(guò)程中，第一序列樁（A樁）處于未初凝狀態(tài)，隨著鉆孔的加深，第一序列樁（A樁）可能出現(xiàn)混凝土管涌現(xiàn)象，要克服第二序列樁（B樁）在施工過(guò)程中第一序列樁（A樁）發(fā)生混凝土管涌現(xiàn)象，需合理配置第一序列樁（A樁）的塌落度，一般要把第一序列樁（A樁）混凝土塌落度小于20cm，控制混凝土的流動(dòng)性；
（2）在第二序列樁（B樁）的施工過(guò)程中，第一序列樁（A樁）混凝土已凝固狀態(tài)
1）導(dǎo)致這種情況的發(fā)生原因可能有：一、第一序列樁（A樁）混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定造成；二、由于機(jī)械設(shè)備的故障或施工時(shí)間安排不妥造成。
2）第一序列樁（Ai樁）凝固，（Ai+1樁）未凝固，在施工第二序列樁（Bi樁）時(shí)，我們一般不切割（Ai樁），切割（Ai+1樁）進(jìn)行咬合，然后在（Ai樁）于（Bi樁）采用單旋噴樁或多根選噴樁進(jìn)行止水。見(jiàn)圖2

3） 第一序列樁（Ai樁），（Ai+1樁）均凝固，在施工第二序列樁（Bi樁）時(shí)，我們一般不切割（Ai樁），（Ai+1樁）進(jìn)行咬合，然后在（Ai樁）、（Ai+1樁）于（Bi樁）之間采用多根旋噴樁進(jìn)行止水。見(jiàn)圖3

（3）套管接頭密封不理想
套管接頭密封問(wèn)題是全套管灌注咬合樁施工中不可避免的一個(gè)問(wèn)題，在套管入土的加深會(huì)穿過(guò)一定厚度的透水層，如果套管接頭密封不好，會(huì)導(dǎo)致地下水通過(guò)套管接頭向套管內(nèi)流，引起抓土量下降，施工進(jìn)度減慢，甚至?xí)�引起地下土隨地下水一起向套管內(nèi)涌，導(dǎo)致水土流失，周邊環(huán)境受到較大的影響。
我們一般可以在套管接頭放皮圈，皮圈要通過(guò)壓力測(cè)試，不同深度皮圈受到的外界壓力不一樣。
（4）混凝土超緩凝問(wèn)題
超緩凝混凝土主要用于第一序列樁（A樁），其作用是使第一序列樁（A樁）混凝土初凝時(shí)間延長(zhǎng)。以達(dá)到相鄰第二序列樁（B樁）成樁能夠在第一序列樁（A樁）初凝前完成。A樁混凝土緩凝時(shí)間可以按下式控制：
T=2Ta+Tb+K
其中：
T——A樁混凝土初凝時(shí)間；
Ta——A樁成樁時(shí)間；
Tb——B樁成樁時(shí)間；
K——儲(chǔ)備時(shí)間，一般取Ta+Tb。
超緩凝混凝土質(zhì)量的控制直接影響著我們施工單位在咬合樁施工過(guò)程中的成敗。其技術(shù)指標(biāo)主要有以下四種：
Ⅰ、強(qiáng)度：
Ⅱ、初凝時(shí)間：混凝土初凝時(shí)間不得早于60個(gè)小時(shí)，終凝時(shí)間不宜遲于72小時(shí)；
Ⅲ、塌落度：施工要求塌落度控制在180mm-200mm；
Ⅳ、和易性：粘聚性、保水性好，混凝土灌注前后不得有明顯的離析、泌水現(xiàn)象；
（5）咬合樁在成孔過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境的影響及處理
在咬合樁成孔過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境的影響是較大，特別在市政設(shè)施較多的地段更應(yīng)注意，在咬合樁施工過(guò)程中會(huì)引起市政管線的破裂，甚至導(dǎo)致斷裂，后果不堪設(shè)想。主要因素有：一、套管入土?xí)r對(duì)周邊土體有較大的擾動(dòng)；二、沖抓取土?xí)r對(duì)周邊土體有較大的震動(dòng)。
成樁引起的環(huán)境病害是由打樁振動(dòng)、擠土作用以及土中孔隙水壓力上升等諸多因素造成。
防治措施：
1） 減小振動(dòng)：設(shè)置隔振溝
2） 減小套管摩擦：在入土過(guò)程中使套管轉(zhuǎn)動(dòng)從力學(xué)角度考慮可以減小一定的摩擦
3） 減小孔隙水壓力：井點(diǎn)降水、預(yù)鉆排水孔
參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)介不得刪除
作者簡(jiǎn)介：
章偉智 出生：1983年09月25日 學(xué)歷：�？� 單位：浙江省大成建設(shè)集團(tuán)有限公司
夏能武 出生：1985年01月09日 學(xué)歷：�？� 單位：浙江省大成建設(shè)集團(tuán)有限公司
 

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