1、1晓东村站钻孔咬合桩施工技术总结摘要：针对昆明地铁晓东村站钻孔咬合桩施工中垂直度控制、超缓凝混凝土、钢筋桩钢筋笼上浮处理及分段施工接头处理等多项关键技术进行介绍和总结；并在施工过程中采取了相应的措施保证了钻孔咬合桩的施工质量，确保了整个基坑工程的安全、质量施工，取得了良好的效果。 关键词：基坑围护；钻孔咬合桩；垂直度；管涌；钢筋笼上浮；超缓凝混凝土 Abstract: aiming at the Kunming subway Sheldon is village station drilling occlusive piles construction of verticality contr
2、ol, super retarding concrete, steel pile reinforcement cage separation processing and section construction joint processing and so on many key technologies are introduced and summarized; And in construction process to take the corresponding measures to ensure the quality of the construction of the d
3、rilling occlusive piles, insure the whole foundation pit engineering safety, quality construction, has obtained the good effect. Keywords: pit supporting; Drilling occlusive piles; Vertical degree; Piping; Steel reinforcement cage separation; 2Super retarding concrete 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-21
4、04（2013） 1 引言 从 2009 年昆明地铁开始修建，到如今发展到修建了 4 条线路，几十个车站同时施工，很多车站是在建筑物密集的地区进行施工建设，而在进行这些地铁车站施工的同时，满足深基坑工程的施工安全和周边环境保护要求应作为重要目标，因此在昆明地铁首期工程中，地下车站基坑施工多采用的围护结构形式为地下连续墙、 钻孔灌注桩加水泥搅拌桩、SMW 工法桩等，而首期工程地铁六标晓东村站的设计则通过对目前国内几种应用较广的围护结构形式进行多方面的分析比较（见表 1） ，在保证施工技术的前提下，采用了钻孔咬合桩这种在昆明地区来说全新的施工工艺，来进行车站深基坑围护结构的施工。 表 1 各围护结
5、构施工形式比较 2 工程概况 昆明地铁首期工程 2 号线晓东村站位于关雨路及规划雨中路之间，站东侧为东聚建材城及东聚汽配城，南北侧为东聚汽车交易市场及鹿东家具沙发有限公司，西南侧为云南美林品牌建材城。车站平面形状主要为矩形，车站外包总长 440.0m，标准段外包宽度 19.1m，盾构井段宽23.2m，车站一般开挖深度约 16.0m18.6m，盾构井段深约 18.3m，基坑3采用钻孔咬合桩+内支撑的维护方案。地下市政管线错综复杂，共有电力、雨水、污水、电信、自来水等 l4 条管线穿越基坑。地下稳定水位埋深约为 1.5m2.5m。本基坑开挖范围内的土层主要为填土、粘土（2）1、 （2）3、粉土（2
6、）4、泥炭质土（2）5 和粘土（3）4。钻孔咬合桩底进入（3）4 粘土层。 本工程围护结构咬合桩桩长 3536.7m,桩中心间距 900mm,咬合厚度为 300mm,素混凝土（A）桩与钢筋混凝土（B）桩交错咬合布置,其中钢筋桩内配钢筋笼采用水下 C30 混凝土,素桩采用 C20 超缓凝混凝土。 3 钻孔咬合桩的基本原理及设备组成 3.1 基本原理 钻孔咬合桩是指按顺序布置的排桩间相邻两桩桩身进行切割相互咬合（桩圆周相嵌）而形成具有防渗漏作用的连续挡土支护桩墙，一般作用于建筑物（构筑物）的深基坑支护结构。作为围护结构，它一般采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩顺序相隔布置，互相咬合。 钻孔咬合桩在的施工
7、机为钢套管护壁的全套管钻机（见图 1） ，与普通的钻孔灌注桩外设桩间止水围护结构形式相比，套管能防止孔内产生涌砂、塌孔现象，提高套管内混凝土成桩桩身质量，避免夹渣，而且施工时桩基周边土体基本无变形或变形很小，能有效控制围护结构施工时周边建筑物的沉降 。 图 1 咬合桩现场施工图 43.2 施工使用机械 MZ-3 型捷程牌全套管钻机，功率 75kW/台； 55t 履带式起重机一台； 1000 外套管 40m； 锥形冲锤一只。 环形冲锤一只。 十字冲锤一只。 活瓣冲抓一只。 4 钻孔咬合桩施工原理及过程 4.1 导墙施工 导墙是咬合桩施工过程中的一种措施工序，在施工咬合桩的地面上浇筑一道混凝土导墙
8、，可以控制咬合桩的平面位置和垂直度，提高钻机就位效率，保证施工时精度，同时起到挡土和支撑机具的作用。导墙平面结构见图 2。 图 2 导墙平面示意图 4.1.1 导墙质量指标 根据设计图纸导墙宽度为每边 1.5m，厚度为 30cm，如施工现场土层较差，可根据现场实际情况将厚度适当加大。由于晓东村站施工场地工作面狭窄，一边宽度达不到 2.1m，施工时采取措施将该侧宽度适当减小，另一侧适当加大，施工机械垂直导墙方向摆放，采用横打方式施工。 5施工时误差控制为：墙面与纵轴偏差为10mm，内墙面垂直度0.3，相邻两板高低差 2mm，导墙顶面平整度 5mm。 4.1.2 施工过程 （1）平整场地：本工程场
9、地为原有路面及房屋基础，能够满足咬合桩钻机的承压及行走要求。进场后清除房屋拆迁留下的建筑垃圾，平整场地。 （2）测量放线：根据设计图纸提供的坐标计算桩中心线坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样。 （3）沟槽开挖：在桩位放样合格后开始进行沟槽的开挖，咬合桩中心轴线应向外侧放 30mm，防止咬合桩成桩后对主体结构造成侵线。先采用切割机对原混凝土路面、房屋基础按照导墙设计宽度进行切割，然后进行破除，再用机械开挖，人工配合清渣，直至清理到设计标高和尺寸，然后将中心线引入沟槽底，方便绑扎钢筋和支模。 （4）钢筋绑扎: 沟槽挖好后绑扎导墙钢筋，导墙钢筋采用 12 螺纹钢，施工时按照设计图纸要求单
10、层双向布置，钢筋间距按 200200 排列，水平钢筋置于内侧。 （5）模板安装：模板采用钢模，钢管支撑加固，支撑间距不大于 1米，加固应牢固，防止出现跑模现象，并保证轴线和净空的准确。为了不扰动背后的土体，导墙外侧将土壁作为侧模直接浇注混凝土； （6）混凝土浇筑施工：导墙模板支立完毕后进行测量校核，待达到误差范围以内后方可浇筑混凝土。混凝土采用 C20 商品混凝土，浇筑时两边对称交替进行，防止跑模。振捣采用插入式振捣器，振捣间距为6300mm 左右，混凝土振捣要密实，不漏振、也要防止过振，振动棒快插慢拔，直到无气泡冒出为止，振捣完毕后做好混凝土收面压光并覆盖及时进行养护。连续两幅导墙接缝施工时
11、，应在先浇筑的混凝土接缝面上人工凿出新鲜混凝土面，在浇筑混凝土前充分润湿，再进行混凝土浇筑施工。 （7）拆模：待导墙混凝土养护到达设计强度后，拆除模板。 4.1.3 导墙施工要点 （1）导墙施工前应对地下各种管线，地下建筑物进行调查，及时进行清除、迁改，以防成孔困难。 （2）导墙地基应人工夯实。立模时内侧圆模板直径比桩径大 20mm，对导墙的表面平整度应严格把关，以方便后面钻机成孔施工时调整垂直度。 （3）混凝土浇筑要对称交替进行，严防跑模。若跑模应立即停止混凝土浇筑，重新加固模板并纠正到设计位置后，方可继续进行浇筑， （4）等导墙到达设计强度后，拆除模板（见图 3） ，重新定位放样桩的中心位
12、置，将点位返到导墙顶面上，作为定位控制点使用。 图 3 导墙现场施工图 4.2 钻孔咬合桩施工工艺流程 钻孔咬合桩采用全套管钻机进行钻孔施工，两个相邻的桩之间相互7咬合形成一种封闭的基坑围护结构。桩的排列方式为一根钢筋混凝土桩和一根素混凝土桩桩间隔布置，晓东村站施工中 A 系列桩采用 C20 超缓凝素混凝土，B 系列桩采用 C35 钢筋混凝土。开始施工时，先间隔跳打施工 A 系列桩 2 根，在 A 系列桩混凝土初凝前，用液压套管钻机切割已施工的 A 系列桩部分桩体，然后进行浇筑施工完的两根 A 系列桩之间的 B系列桩，最终形成 A 系列桩与 B 系列桩的咬合结构。为方便施工，使围护结构达到较好
13、的围护效果，A 系列的起始桩采用砂桩（如下图 A1 桩） 。其施工工序是：A1A2B1A3B2A4B3A5根据以往工程施工经验和施工现场经过试桩得出的结论，单桩成桩时间一般控制为 13 小时，在时间上能保证施工钢筋桩在素桩混凝土初凝前能够顺利切割成孔（见图 4）： 图 4 咬合桩施工顺序图 4.2.1 单桩成桩施工工艺流程 （1）钻机定位：待导墙混凝土强度达到设计要求后，移动套管钻机到指定打桩位置，使套管钻机中心对应在已放好点的导墙孔位中心。 （2）冲抓取土成孔：套管桩机就位以后，用履带吊吊装第一节管在桩机钳口中，校正套管垂直度后，摇动压入套管，压入深度控制为2.53.5m，然后用抓斗从套管内
14、取土，一边取土，一边继续下压套管，始终保持套管底口超过地下开挖面 2.5m 以上，套管的压入深度应根据施工现场的实际水文地质情况而定，由于晓东村站地下水水位不高，压入8深度可适当减少。第一节套管压入土中后，应在地面上留 1.21.5m 方便用于后续下管接管施工，并对套管的垂直度进行检测，如不合格则进行纠偏直至符合要求，合格后则开始安装第二节套管继续向下施压取土，如此反复继续施工，直至达到设计要求孔深。 （3）吊放钢筋笼(钢筋桩)：钢筋混凝土咬合桩成孔后经质检员、监理工程师检查合格后可以进行安放钢筋笼工序。在吊装钢筋笼前应先对钢筋笼进行检查，包括长度、直径、焊接等，检查合格后可开始吊装。吊装时采
15、用履带吊双勾 4 点缓慢起吊，吊运时应防止拖扯、扭转、弯曲，防止钢筋笼变形。由于设计图纸上的钢筋笼过长（3537m） ，因此在现场采取分段加工，分段下放。 （4）下放钢筋笼时，应慢慢对准孔位缓慢下放，钢筋笼应吊直扶稳，不得碰撞钢套管壁。在分段吊装过程中，现场的钢筋笼分两节吊装下放，将下节钢筋笼吊入孔内后，其上端应留 11.5 m 左右，采用临时固定措施固定在孔口处，然后用焊接方法将两段钢筋笼连接起来，待上下节钢筋笼的主筋对正焊接合格，监理验收符合要求后，可继续下放，安装钢筋笼前应计算并测量出钢筋笼口的正确标高，待安放到位后采取有效措施进行固定。 （5）灌注混凝土：由于施工时天气干旱，套管内无水
16、，现场采用干孔导管法流态灌注。混凝土采用商品混凝土，将混凝土倒入吊斗内，履带吊提升到管道上方进料口，倒入混凝土，通过导管灌注至孔内， 、施工过程中要连续灌注，中断时间不得超过 45 分钟。导管提升时不得碰撞钢筋笼，距套管口 8m 以内时每 1m 捣固一次。钢套管随混凝土灌注应逐段9上拔，起拔套管时应摇动慢拔，保持套管顺直。 混凝土刚开始灌注时，应根据套管在混凝土中的埋深适时提升套管，每次提升高度为 0.5m 左右。套管提升时，用起重机大钩吊住套管，慢慢上拔套管，上拔套管需左右摇晃，使混凝土流入套管所占空间，钢筋桩要确认钢筋笼未上浮。当第一节套管提出孔口一定高度时，拆除第一节套管。第一节套管拆除
17、后，套管提升应根据管节长度和埋深来进行确定，并应始终保持套管低于混凝土面不小于 2.5m。 5 关键工序质量控制措施 5.1 桩的垂直度控制 为保证钻孔咬合桩从上到下能充分咬合，起到围护结构防渗水作用，应该对桩身垂直度进行严格的控制，通过参考地下铁道工程施工及验收规范等施工技术规范，咬合桩的垂直度偏差不宜大于 3，因此在成孔过程中必须控制好桩的垂直度，避免出现咬合桩下部开叉渗漏水现象，在施工中应该采取以下措施： （1）咬合桩钻机套管的检查、校正：钻孔咬合桩施工前应在施工现场的平整地面上进行套管的顺直度检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后按照桩长把全部套管连接起来进行整根套管的顺直度
18、检查和校正。 （2）保证导墙施工质量：全套管钻机在进行下压套管作业时，钻机应一直保持稳定状态，才能控制好套管的垂直度。由于本工程咬合桩设计桩长较大 (最长达 37m)，钻机施工时下压力和上拔力很大，因此必须保证钻机下部支撑基础的稳定性，在施工导墙时导墙的质量必须满足设10计要求。 （3）全过程检查。在整个成孔过程中，从开孔到终孔，应保持全过程对套管垂直度的监测、检查，根据现场施工条件和施工精度要求，整个成孔过程中垂直度监测、检查方法分为地面监测、孔内检查及终孔检查三种。 地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向，距离钻机大概 34m，采用垂吊线锤的方法监测地面以上部分套管的垂直度，发现偏差随偏随
19、纠，线锤纠偏应在每根桩的钻进成孔过程中至始至终，两名垂直度观察员也应该全程进行监测； 孔内检查：每节套管下压完安装下一节套管之前，应停止钻进，用测环或测斜仪进行孔内垂直度检查，如不合格则进行纠偏，直至合格后方可进行下一节套管施工； 终孔检查：咬合桩成孔后，应按规范要求进行垂直度检查，符合要求后进行下一道工序施工。 （4）纠偏：成孔过程中通过各种检测方法发现垂直度偏差超出设计及规范范围时，应及时进行纠偏调整，纠偏的常用有以下方法： 利用钻机油缸进行纠偏。当偏差较小或套管入土深度不大于 5m 时，可直接利用钻机的两个顶升油缸、两个推拉油缸调节套管的垂直度（全套管钻孔咬合桩机共 7 个油缸：2 个顶升油缸、2 个推拉油缸、2 个定位油缸、1 个调节油缸） ，即可达到纠偏的目的。 如果桩在入土深度大于 5m 后发生倾斜时，可先采用上述方法，利用钻机油缸直接纠偏，当达不到要求时，可根据现场实际情况向套管内填
