1、- 1 -苏 州 轨 道 交 通 一 号 线 工 程 XX 站 土 建 工 程咬合桩围护结构施工方案编制: 审核: 批准: 苏州站项目经理部年 月 日- 2 -1 工程概况站轨排井段采用 12001000套筒套筒咬合桩，呈拱形排列，共106 根。2 套筒咬合桩施工技术2.1 工艺原理套筒咬合桩是采用全套管钻机套筒施工，在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑支护结构（如图 1 所示）。AB图 1 套筒咬合桩平面示意图为便于切割，桩的排列方式一般为一条素 砼桩（A 桩）和一条钢筋砼桩（B 桩）间隔布置，施工 时先施工 A 桩后施工 B 桩，A 桩砼采用超缓凝砼，要求必须在 A 桩砼初凝之前完成 B
2、 桩的施工。B 桩施工时采用全套管钻机切割掉相邻 A 桩相交部分的砼，实现咬合（如 图 2 所示）。2.2 工艺流程及操作要点 导墙 的施工为了提高套筒咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部施工砼导墙，这是套筒咬合桩施工的第一步。 单桩 施工工艺流程a 钻机就位：待 导墙 有足够的强度后，移 动导管钻机，使套管 钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。- 3 -A1B桩 定 位 孔混 凝 土 导 墙混 凝 土 导 墙A1 桩 混 凝 土 导 墙 B桩 定 位 孔A12A1 桩混 凝 土 导 墙 A2 桩 混 凝 土 导 墙 A1 桩 A21B桩 定 位 孔混 凝 土 导 墙 A2 桩B
3、桩 套 管冲 击 抓 斗 套 管 底 口 刃 脚图 2 套筒咬合桩施工工艺原理图b 取土成孔：先压入第一节套管（每节套管长度约 7-8 米）， 压入深度约2.5-3.0 米，然后用抓斗从套管内取土，一边 抓土，一边下压套管，要始终保持套管低口超前于取土面且深度不小于 2.5 米；第一节套管全部压入土中后（地面以上要留着 1.2-1.5 米，以便于接管）检测成孔垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管下压取压直到设计孔底标高。c 吊放 钢筋笼：如 为钢筋砼桩，成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作。安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高。d 灌注砼：如孔内有水时需采用水下砼灌注法施工；
4、如孔内无水时则采用干孔灌注法施工。e 拔管成 桩：一边浇 注砼一边拔管，应注意始终保持套管底低于砼面 2.5米以上。 排 桩的施工工艺流程总的原则是先施工 A 桩，后施工 B 桩，其施工工艺流程是：A 1A2B1A3B2A4B3AnBn-1，如图 3 所示。- 4 -A123A456A7BB图 3 孔咬合桩的施工工艺流程图2.3 关键技术孔口定位误差的控制为了保证套筒咬合桩底部有足够的咬合量，应对其孔口的定位误差进行严格的控制，孔口定位误差的允许值可按表 1 来进行选择。孔口定位误差允许值 表 110m 以下 1015m 15m 以上100mm 10 10 10150mm 15 10 1020
5、0mm 20 15 10注：表中孔口定位误差允许值单位以毫米计。为了有效的提高孔口的定位精度，应在套筒咬合桩桩顶以上设置砼或钢筋砼导墙，导墙上定位孔的直径宜比桩径大 20mm，如图 4 所示。 钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。桩长咬 合厚 度- 5 -AAB 混 凝 土 导 墙钻 孔 咬 合 桩 钢 筋 混 凝 土 导 墙 钢 管 支 撑d-钻 孔 咬 合 桩 直 径D导 墙 预 留 孔 位 直 径 ， 一 般 为 d+20cm图 4 套筒咬合桩导墙平面布置示意图 桩 的垂直度的控制为了保证套筒咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差
6、严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据我国地下铁道工程施工及验收规范规定，桩的垂直度标准为 3 。成孔垂直度的控制：a 套管的 顺直度检查 和校正套筒咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来，套管顺直度偏差控制在 12。b 成孔过程中桩的垂直度监测和检查地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用线锤监测地面以上部分的套管的垂直度，发现偏差随时修正。这项检测在每根桩的成孔过程中应自始自终坚持，不能中断。- 6 -孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用“测环”或“线锤” 进行孔内垂直度检查，不
7、合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。c 纠偏成孔过程中如发现垂直度偏差过大 ，必 须及时进行纠偏调整，纠偏的常用方法有以下三种： 利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大于或套管入土不深（5m 以下），可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的。 A 桩纠偏：如果 A 桩在入土 5m 以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。 B 桩的纠偏：B 桩的纠偏方法与 A 桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填砂或粘土
8、而应填入与 A 桩相同的 砼，否 则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。 A 桩砼缓凝时间的确定A 桩砼缓凝时间应根据单桩成桩时间来确定，单桩成桩时间又与地质条件、桩长、 桩径和钻机能力等直接的联系。根据设计图纸及现场实际情况，A 桩砼的缓凝时间确定为 60 小时以上。如何克服“ 管涌”如图 5 所示，在 B 桩成孔 过程中，由于 A 桩混凝土未凝固，还处于流动状态， A 桩 混凝土有可能从 A、B 桩相交处涌入 B 桩孔内，称之为“ 管涌”，克服“ 管涌”有以下几个方法：a A 桩 混凝土的坍落度应尽量小一些，不宜超过 18cm，以便于降低混凝土的流动性。b 套管底口应始终保持超
9、前于开砼面一定距离，以便于造成一段“瓶颈” ，- 7 -阻止混凝土的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于 2.5mm。c 如有必要（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可想套管内注入一定量的水，使其保持一定的反压力来平衡 A 桩 混凝土的压力，阻止“管涌”的发生。d B 桩成孔 过程中应 注意观察相邻两侧 A 桩混凝土顶面，如发现 A 桩混凝土下陷应立即停止 B 桩开挖，并一边将套管尽量下压一边向 B 桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。 冲 击 抓 斗 套 管钢 筋 砼 Bx桩 素 砼 Ax+1 桩素 砼 Ax 桩混 凝 土 导 墙 取 土 面 混 凝 土 管 涌 方
10、 向图 5 B 型桩施工过程中的砼管涌现象示意图遇地下障碍物的处理方法总的来说，套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理起来是比较容易，但在施工套筒咬合桩要受时间的限制和防止“管涌” 出现，因此在进行套筒咬合桩施工前必须对地质情况进行认真分析，制定详细施工方案，做好造孔- 8 -试验，否则会导致工程失败，对一些比较小的障碍物，如卵石层、体积较小的孤石等，可以先抽干套管内积水，然后再吊放作业人员下去将其清楚即可。克服 钢筋笼上浮的方法由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮。其预防措施主要有：a B 桩 混凝土的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于 2
11、0mm。b 在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。c 钢筋笼导 正器必须 制作。d 砼灌注必须按操作规程进行。分段施工接头的处理方法往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在与先施工段的接头问题，采用砂桩是一个比较好的方法，如图 6 所示。在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到次接头时挖出砂灌上砼即可。 BA砂 桩砂 桩图 6 分段施工预设砂桩接头示意图 事故 桩的处理方法在套筒咬合桩施工过程中，因 A 桩超缓混凝土的 质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成套筒咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩。事故桩的处
12、理主要分以下几种情况：a 平移桩位 单侧咬合 - 9 -A2B旋 喷 桩 平 移 桩 与 缓 凝 桩 相 切早 凝 桩 1图 7 平移桩位单侧咬合示意图如图 7 所示，B 桩成孔施工 时，其一 侧 A1 桩的砼已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割咬合 A1、A2 桩。在这 种情况下，宜向 A2 桩方向平移 B 桩桩 位，使套管钻机单侧切割 A2 桩施工 B 桩，并在 A1 桩和B 桩 外 侧另增加一根旋喷桩作为防水处理。b 背桩补强 A12补 补补冠梁 早 凝 桩 喷 射 混 凝 土图 8 咬合桩背桩补强示意图如图 8 所示，B1 桩成孔施工 时，其两 侧 A1、A2 桩的混凝土均已凝固，在
13、这种情况下，则放弃 B1 桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在 B1 桩外侧增加三根旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖- 10 -过程中将 A1 和 A2 桩之间的夹土清楚喷上混凝土即可。c 预留咬合 锲口B1A212B21A早 凝 桩 砂 桩 砂 桩早 凝 桩 早 凝 桩 砂 桩图 9 预留咬合锲口示意图如图 9 所示，在 B1 桩成孔施工中发现 A1 桩砼已有早凝倾向但还未完成凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在 A1 桩右侧施工一砂桩以预留出咬合锲口，待调整完成后再继续后面桩的施工。3 超缓凝砼套筒咬合桩施工采用“全套管钻机+超缓凝砼” 方案，超缓凝砼的质
14、量直接决定套筒咬合桩施工的成败。3.1 超缓凝混凝土的技术参数为了满足套筒咬合桩的施工工艺的需要，超缓凝混凝土必须达到以下技术参数的要求。A 桩砼缓凝时间60 小时，其确定的方法如下：a 测定时间单桩成桩所需时间 t 应根据工程具体情况和所选钻机的类型在现场作成桩试验来测定。试验结果 t 为 1215 小时 ，取上限值 t=15 小时。b 确定 A 桩砼缓凝时间 T根据下式计算 A 桩砼的缓凝时间，可根据下式 进行计算。T=3t+K式中：TA 桩砼的缓凝时间（初凝时间）K储备时间，一般取 1.0tt单桩成桩所需时间砼坍落度：182cm。确定原则： a 水下砼灌注的需要；b 满足防止“管涌” 措施的需要; c 为防止“ 管涌”，混凝土坍落度 d 随时间 t 的损 失曲线应尽量陡一些，即 d 损失
