1、1钻孔咬合灌注桩在深基坑围护中的应用摘 要本文简要介绍了钻孔咬合灌注桩的施工工艺原理及其在南京火车站隧道工程深基坑围护中的应用，讨论了钻孔咬合灌注桩排桩施工I、II 类布置的适用条件，进一步完善了事故桩的处理方法。 关键词钻孔咬合灌注桩；移桩位单侧咬合；背桩补强；预留咬企口 中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号： 前言 钻孔咬合灌注桩是一种新型的深基坑围护结构形式，与地下连续墙、钻孔密排桩相比，具有成桩速度快、防渗效果好、造价低廉、无需泥浆护壁、场地干净、对周围环境不产生污染等优点，它适用于软土深基坑围护，尤其在淤泥、流砂、液化土等不良地层最体现其优越性。钻孔咬合灌注桩是一种
2、成熟的施工工艺，在我国得到较为广泛的应用。天津地铁西站站西南角站明挖段围护结构、贵阳大营堂人防工程深基坑围护、南京火车站隧道工程深基坑围护等均采用此项技术。 1 工工艺原理 2钻孔咬合灌注桩采用液压全套管管注桩机，通常先施工两根 A 型桩(素混凝土桩，图 1 所示的 a、b)，然后在 A 型桩混凝土初凝前，利用液压全套管管注桩机的切割能力切割掉相邻 A 型桩的部分混凝土，使 B 型桩（钢筋混凝土桩,图 1 所示的 c）嵌入两根 A 型桩间,这样就形成了钻孔咬合灌注桩挡土和止水帷幕体系。 2 排桩施工 总的原则是先施工 A 型桩，后施工 B 型桩，其施工工艺流程可以采I 类布置:A1A2B1A3
3、B2A4B3 ，如图 2 所示,也可以采用II 类布置：A1A2A3B1B2A4A5B3B4 ，如图 3 所示 到底采用那种布置形式,主要取决于单桩成桩时间、A 型桩混凝土缓凝时间和施工机械出故障修理所需时间，具体工程应综合考虑以上三个方面的因素。当单桩成桩时间较长，宜用 I 类布置，较短宜用 II 类布置，A 型桩混凝土缓凝时间较短，宜用 I 类布置，较长宜用 II 类布置。单桩成桩时间较短，A 型桩混凝土缓凝时间却较长，这时若采用 I 类布置，施工 B 型桩时，A 型桩的混凝土可能还处于完全流动状态，则很容易造成“管涌”事故桩。相反，单桩成桩时间较长，A 型桩混凝土缓凝时间却较短，这时若采
4、用 II 类布置，施工 B 型桩时，A 型桩的混凝土已初凝完毕，3套管下压就难以切割，从而造成事故桩，既影响施工进度又增加工程造价。根据我们的工程经验，桩孔孔深 20 米以下，混凝土缓凝时间为 60小时，一般采用 II 类布置,南京火车站站前广场隧道工程基坑支护钻孔桩排桩施工就采用这种布置型式，桩孔孔深 25 米以上，混凝土缓凝时间为 60h，一般采用 I 类布置。 3 咬合厚度与混凝土初凝时间的确定 邻桩之间的咬合厚度必须保证桩底的最小咬合厚度不小于 50mm。素混凝土桩混凝土缓凝时间主要单桩成桩时间、排桩布置型式、地质条件、桩长、桩径和钻机能力等因素决定，一般取 48h60h。 4 分段施
5、工接头的处理方法 分段施工采用砂桩接头是一个比较好的方法，如图 4 所示。在先施工的端头设置一根砂桩（成孔后用砂灌满） ，后面施工段到达此接头后挖出砂，灌上混凝土即可。接头处往往是止水帷幕体系的薄弱环节，常常出现漏水事故，为此需设置两根旋喷桩作为第二道止水防线。 5 事故桩的处理 在钻孔咬合灌注桩施工过程中，因 A 型桩超缓凝混凝土的质量不稳4定出现早凝现象或机械设备出故障等原因，造成钻孔咬合灌注桩施工未能按正常要求进行而形成事故桩，事故桩的处理主要分以下几种情况： 5.1 移桩位单侧咬合 如图 5 所示，Bn 桩成孔施工时，由于其一侧 An1 桩的混凝土已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割
6、咬合 An、An+1 桩。在这种情况下，宜向 An 桩方向平移 Bn 桩桩位，使钻机套管单侧切割 An 桩施工 Bn 桩，显然施工 Bn1 也宜向 An+2 桩方向平移，套管单侧切割 An+2 桩，并在Bn 桩、An+1 桩与 Bn1 桩桩外侧另行增设两根旋喷桩作为防水处理。 5.2 背桩补强 如图 6 所示，Bn+1 桩成孔施工时，其两侧 An、An+1 桩的混凝土均已凝固，在这种情况下，则放弃 Bn+1 桩的施工，调整桩序继续后面的咬合桩施工，以后在 Bn+1 桩外侧增加四根旋喷桩及一根 B 型桩（I 类情形）或三根旋喷桩和一根 B 型桩（II 类情形）作为补强、防水处理。在基坑开挖过程中
7、将 An 桩和 An1 桩之间的夹土喷上混凝土即可。 5.3 预留咬合企口 5如图 7 所示，排桩施工为 II 类布置时，在 Bn+1 桩成孔中发现 An+2桩有早凝倾向但尚未完全凝固，在 Bn+2 桩位置施工一根砂桩以预留咬合企口，然 后依次施工 An+3 桩、Bn+2 桩、An+4 桩、An+5 桩、Bn+3 桩、Bn+4桩，采用预留咬合企口处理事故桩方案，由于在砂桩处施工一根 B型桩速度极快，在 Bn+3 桩成孔过程中，完全可以切割 An+3 桩， 不会影响后继排桩施工。当采用 I 类布置时可以此类推。 6 工程实例 6.1 工程概况 南京火车站隧道工程位于南京火车站站前广场龙蟠路原有隧
8、道的南侧，拟建的隧道全长约 572.08 米，支护结构采用钻孔咬合灌注桩（兼做止水帷幕） ，孔径有 800mm,1000mm 两种，孔位间距分别为 600mm,800mm，咬合厚度均为 200mm，孔深 11.517.00m。 6.2 工程地质与水文地质 6场地总体属于古秦淮河漫滩地貌单元，场地地势平坦。地下水主要为孔隙潜水，主要赋存于1 层、1 和2 层，其透水性一般为弱透水地层。地下水位主要接受玄武湖水和临近污水管道水的补给，水位受玄武湖水的影响。支护工程地质特征为：1 杂填土，弱透水；2 素填土层，灰色，松散，夹少量碎石，不透水，层厚 1.2m；3层淤泥质填土，淤泥质亚黏土为主，夹少量碎
9、石，微透水层，厚2.3m；1 层亚砂土夹亚黏土，稍密中密，夹亚黏土层薄，弱透水，层厚 2.3m；2 层粉砂夹粘土，松散稍密实，弱透水，局部透水,层厚 2.7m；3 层淤泥质亚黏土，流塑，局部夹粉土薄层，不透水,层厚10m；4 亚黏土，软塑状，不透水,层厚 1.5m。 6.3 钻孔咬合灌注桩有关技术参数 经理论计算、现场成桩试验和相关工程经验，确定了本工程的技术参数， （1）孔口定位误差允许值，10mm；（2）桩的咬合厚度 200；（3）混凝土：A 型、B 型桩强度等级均为 C25 水下混凝土，其中 A 型桩采用超缓凝型混凝土，其坍落度为 14020,粗骨料最大粒径小于 40，B 型桩的混凝土坍
10、落度为 160220，粗骨料最大粒径小于 25；（4）A 型桩混凝土缓凝时间 60h；（5）套管的垂直度控制在 3之内；考虑到目前中国钻孔咬合灌注桩施工技术水平及本工程开挖效果，成桩过程中7套管的垂直度可适度加以放宽，单节为 3，整根为 5，这样也不会影响支护桩的挡土和止水效果。 6.4 开挖效果 整个深基坑工程施工过程中场地干净，无噪声污染，无泥浆造成的环境污染，而且成桩速度极快（孔深 17.0m,每台钻机日成桩可达 46 根，孔深 25.0m 的，可达 35 根） ，完成土石方开挖后显露出桩的外观质量，其规整的成桩外形、良好的桩间咬合效果完全满足要求的挡土防渗功能。参考文献 高玉明.钻孔咬合灌注桩在软土深基坑围护施工中遇到的难题分析.江苏地质.2003. 高大钊.深基坑工程M.北京：机械工业出版社. 叶书麟.地基处理工程实例应用手册M.合肥：安微科学技术出版社. 4.于明华钻孔咬合灌注桩施工技术.隧道建设.2003.
