钻孔咬合桩在深基坑围护中的应用.doc

1、1钻孔咬合桩在深基坑围护中的应用摘要：钻孔咬合桩是一种新型地下工程围护结构，近年来在国内建筑领域得到了普遍的应用。钻孔咬合桩能够适应各种不同的地质条件，造价低、地层扰动小、施工速度快、抗渗能力强是此种工艺的优点所在。本文主要通过分析钻孔咬合桩的工艺技术特点及其实用性，探讨钻孔咬合桩在深基坑围护中的应用，并对施工中的一些质量问题提出解决策略。关键词：钻孔咬合桩；深基坑围护；质量问题；解决策略 中图分类号：TV551 文献标识码： A 文章编号： 钻孔咬合桩的工艺技术特点及其实用性 钻孔咬合桩是利用套管钻机（液压摇动套管灌注桩机成孔施工）进行施工，此种施工工艺成孔中，护壁使用全钢套管，可以有效的预

2、防孔内涌砂、流砂现象的出现，提高套管内混凝土的成桩质量，而且施工过程中对地层的扰动较小，能够很好的确保建筑周边环境保护盒构筑物的沉降控制。采用钻孔咬合桩的目的是确保前后施工的桩体混凝土在初凝前形成部分嵌合的整体，此种方式不仅使桩体具有良好的抗渗效果，还可以咬合支护墙结构。目前，常见咬合桩分为素混凝土桩和钢筋混凝土桩咬合、圆形钢筋混凝土桩咬合、圆形和矩形混凝土桩咬合等三种类型，如下图所示： 2常见咬合桩结构形式 钻孔咬合桩的实用性具有以下三个内容：（1）针对深基坑，钻孔咬合桩可以有效防止土体的塌方，能够很好的降低对周围建筑物和土体的扰动，适应在基坑周围建筑物保护要求严格，需要严格控制基坑变形的工

3、程。 （2）钻孔咬合桩吊装设备和成孔设备极限高度只有 18m，可以适用于对高度有所限制的工程。 （3）钻孔咬合桩直径灵活、桩身长、强度等级高、施工速度快，能够适应各种不同地质的施工环境。 2.钻孔咬合桩于深基坑围护中的应用 2.1 导向墙的施工 钻孔咬合桩采用的全套管钻机重量较大，无法很好的控制桩体之间的咬合程度。因此，在工程正式开展前，施工单位应根据基坑控制边界要求，施作混凝土导向墙。因为导向墙可以有效的控制钻孔咬合桩的测量放样，还可以稳定机台确保施工安全和质量。一般情况下，为了避免施工误差和确保咬合厚度，可将桩孔径外放 30mm。如图所示： 咬合桩导向墙施工 导向墙施工过程中，应防止导槽开

4、挖后导墙移位的现象。浇筑导墙时，应两侧交替同时进行，避免走模现象。若出现走模现象，施工单位应立即停止施工，对模板进行重新加固，经过严格检查后方可继续施工。3混凝土的振捣应使用插入式振捣器，振捣间距 600mm，在防止走模的基础上振捣均匀。导墙内侧和四周土体间、土层开挖面和导墙基底间的混凝土应加强振捣，确保粘结密实。同时，导墙混凝土强度等级在没有达到设计要求前，禁止大型机械在周围作业或停置。 2.2 成孔工艺过程 钻机就位后，把第一节套管放进夹管装置，确保桩中心线和圆心线的重合。然后，使用测量仪器（如铅锤）调整套管垂直度至规范要求的范围内，再通过转动臂让套管在一定范围内转动和下压。在此过程中，套

5、管可以有效的保护孔壁。在防止孔径缩小的同时，切割砼体并避免砼体的流失，保护被切割的桩体。当第一节套管切割土体深度达到一定程度后（2m 以上） ，利用锤式抓斗将套管中土体去除，并不断转动夹管装置，同时不断调整套筒，确保其垂直度，以上工作应一致持续到挖到桩底标高为止。因为桩体的垂直度主要是套管的垂直度所确定的，所以在钻机钻进中，应确保每一节套管的垂直度偏差在 0.15%以内，可以使用铅锤、经纬仪等设备控制套管垂直度。钻进过程中，施工单位应派专人检测桩体的位置和垂直度。使用铅锤测量时，应确保铅锤完全埋入水中，并不和桶底桶壁相触及。所使用的两个铅锤和套管应布置成直角三角形，直角顶点为套管，若发现套管出

6、现倾斜或位置偏差应立即纠正。 2.3 混凝土灌注 在灌注混凝土前，首先应明确孔内是否存在积水。若孔中有水，应使用混凝土水下灌注法施工；若孔内没有水，应使用混凝土干孔灌注法，并进行混凝土的振捣。在灌注混凝土过程中，可先向孔内灌注 3m3 混凝4土（深度大概 2m 左右） ，再将套管提升 30cm 左右，以验证机械上拔力能否满足浇筑要求。若无法满足，应使用吊车配合起吊。同时浇筑中始终确保混凝土高出套管口 2m 以上，避免上拔速度过快出现断桩事故。 3.深基坑围护钻孔咬合桩应用中的问题思考 若深基坑地下为软土层和粉砂层，会造成土体流失、抓斗作业困难。为确保工程的顺利进行，可使用抽砂工艺。例如某深基坑

7、过程中，在灌注混凝土前，测孔时发现孔内沉渣厚度较大，平均 4m，最后达到 8m，而且沉渣厚度随着间隔时间越来越厚。通过测试发现，沉渣为粉细砂，上升速度为每分钟 7cm 左右。经过分析得出：出现此种的原因是孔底处于粉砂层中，施工方法采用的是套管护壁，利用抓头挖土成孔。导致孔内水头高度不足，管内外存在较大的水头压差，造成粉细砂通过地下水的作用进入孔内。而且，该工程抽砂装置主要由空气压缩机和导管构成。抽砂过程中，套管内外较大的压力差会导致管外土体的流失，容易造成套管内出现涌砂现象。要想有效的防止涌砂的出现，根据实际工程状况采用以下两种解决方式：（1）增加套管下沉度，套管埋深要超过挖掘面2m 以上，终

8、挖时应超过孔深不小于 1m。 （2）使用压水措施，在抽砂过程中将水注入套管内，注入水量应确保管内水高于地下水位。施工过程中，利用吊车进行钢导管的吊装，使导管紧贴套管内转动，并将孔底部砂层均匀抽取再及时注水，确保孔内水头高度在地下水头高度以上。采用以上两种方法都可以有效的控制孔内涌砂现象，确保成孔过程的顺利进行。混凝土超灌问题。正常情况下，使用套管钻孔咬合桩工艺有特殊钢5管护壁，是不应该存在较大混凝土超灌现象的。但在一些地下水位较高的地形中，仍存在混凝土超灌量较大，充盈系数较大的现象。通过专业人士分析得出：地下 10m 以下为粉砂层和淤泥质土，在地下水作用下，会在开挖过程中出现涌砂现象。由于条件

9、受到限制，涌砂现象会被开挖工序掩盖，无法及时发现。而周围砂土涌进孔内又挖走，会造成套管外土质松散，很有可能形成空洞。而浇筑混凝土时，提拔套管会导致混凝土面下沉，套管外空洞被混凝土填实，从而形成超灌。 还有一种原因是因为操作压水不当，在套管内外压力差作用下，管外流砂会从套管底部涌出，通过抽砂管送到地面，在套管外土层中形成空桶。同时，土体的破坏会造成应力的改变，迫使流砂体失稳，在动水冲击和套管摩擦砂体的作用下，空洞会向周围扩散，进而增大混凝土超灌量。以上问题的解决方法有：（1）始终确保套管超过开挖面不小于1m。 （2）使用压水措施，在抽砂过程中将水注入套管内，注入水量应确保管内水高于地下水位。 遇

10、到障碍物的处理。在套管钻进施工中，一旦遇到地下障碍物都会比较难处理，尤其是钻孔咬合桩的施工还受到时间的限制。所以，在使用钻孔咬合桩工艺前应对工程的地质情况进行详细的了解。如果在实际施工中遇到障碍物，首先要抽干管内积水，利用冲击锤将地下障碍物击碎，并利用抓斗将其取出，必要时也可利用吊笼下人的方式进行人工清理。 结语 钻孔咬合桩是一种新型地下工程围护结构，其适用性和可靠性是经6过许多实际工程和有关专家认可的，特别是利用套管旋挖钻取土的方式，做到了无泥浆污染，充分体现了城市施工的文明价值和环保意识。在成孔过程中，可以有效的缩短施工时间，加快工程进度，提高机械使用效率，其造价低、抗渗能力强，取得了良好的社会、经济效益，应用前景一片光明。 参考文献 1胡琦，陈彧，柯瀚等深基坑工程中的咬合桩受力变形分析J 岩土力学，2009.29(8):143146 2夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册M.北京:中国建筑工业出版社.2011. 3刘丰军，廖少明，李文林等钻孔咬合桩挡土结构咬合面的剪切性能研究J 岩土工程学报，2010，28（增刊）：14541457 4聂宗泉，朱川鄂，孟少平等深基坑钻孔咬合桩特点及关键施工技术J 建筑技术,2010.38(12):918920. 作者简介：晏安生（1958-）籍贯：江西吉安，本科，工程师，研究方向：建筑工程