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摘要：咬合桩是在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑围护结构。传统的咬合桩主要采用“套管桩机+超混凝型砼”方案，先施工钢筋砼桩（荤桩）两边的素砼桩（素桩），再施工中间的钢筋砼桩。素桩采用超缓凝砼，初凝时间一般为60小时。在素桩初凝前完成中间荤桩的施工，要求素桩的超缓凝混凝土3天强度值不大于3MPa。本文主要介绍咬合硬切割方法在在工程实际中的应用，以工程实际遇到的问题做简要分析。
关键词：深基坑支护工程；咬合桩；咬合硬切割
而近年来，旋挖钻机因其成孔速度快、效率高等特点，逐渐在咬合桩施工中取代全套管钻机。随着合金钻头的投入使用，优质截齿钻头及牙轮钻头的价格越来越低，大大地降低了旋挖钻机的入岩成本，这也为采用旋挖钻机硬切割素混凝土桩施工咬合桩在技术及成本上提供了有利的保障。同“全套管+超缓凝砼”方案相比，硬切割法素桩使用普通水下混凝土，咬合桩成孔采用旋挖硬切割泥浆护壁施工，大幅降低施工成本，应用范围广泛。
1 工程概况
以某市住宅建筑的深基坑支护工程为例进行分析，此次工程的基坑设计开挖深度为8.70～18.90m，基坑支护采用“咬合桩+内支撑”支护形式，基坑安全等级为一级。
该基坑东侧为临时道路，距已建成小区约19米；南侧紧邻已建成小区，距建筑物最近处仅4.5米；西侧为地铁线路保护范围，距地铁线路最近处不到30米；北侧为市政道路。基坑呈不规则U型，东西向长。
基坑周长约860m，面积约13500m2。基坑采用A1200@900咬合桩，咬合200mm；局部采用A1000@800咬合桩；荤桩采用C30水下混凝土，素桩采用C15水下混凝土。该基坑工程共960根咬合桩，设计桩长13～26.7m。
根据钻探揭露和工程地质调绘，场地内岩土层自上而下为：人工填土、第四系新近冲积粉质黏土层、第四系晚更新统冲、洪积粉质黏土层、砾砂层、第四系中更新统残积粉质黏土层，下伏基岩为蓟县系-青白口系银湖群花岗片麻岩。场地的地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，孔隙潜水主要赋存于人工填土和第四系土层中。根据地区经验，本场地地下水位年变化幅度1.00～2.50m。
基坑平面图如下图1。
图1 基坑平面布置图
2 咬合硬切割施工工艺
2.1 咬合硬切割施工工艺
本工程采用非振动不降水工艺的旋挖机钻孔泥浆护壁法施工，在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑支护结构。为便于切割，桩的排列方式一般为素砼桩（A桩，素桩）和钢筋砼桩（B桩，荤桩）间隔布置，施工时先施工A桩后施工B桩，本工程采用硬咬合施工，要求必须在A桩砼终凝后具有一定强度开始B桩的施工，B桩施工时采用旋挖机硬切割掉相邻A桩相交部分的砼，实现咬合。
咬合桩结构形式示意图如下（图2）：
图2 咬合桩结构形式示意图
2.2施工工艺流程（如图3）：
施工工艺流程如下图所示。
图3 咬合桩施工工艺流程图
2.3施工工艺
（1）导墙的浇筑
咬合桩的成孔、钢筋笼安装和混凝土浇筑都是在一套设备、一个平台上完成。因此，在平整后的场地上浇筑导墙，这有利于钻机的迅速就位和钻进过程中的机械稳定，提高钻孔的成孔精度和施工效率。
（2）旋挖桩施工
该工程上部人工填土层层厚2m内，埋设2.5m护筒即可穿过此层；场地下部土层为残积土及全、强风化层，无易塌孔地层，泥浆比重控制在1.1左右，施工荤桩时，尽量减小泥皮厚度。施工时先施工多根素素桩，在素桩施工3天后（混凝土强度约为10Mpa），方可施工中间荤桩。
（3）钢筋笼安装
在施工荤桩前，根据该荤桩两侧素桩的施工深度制作钢筋笼，制作后连接成整体后整体进行吊装，吊车吊装钢筋笼，以多点起吊形式进行安放。钢筋笼制作、安装按设计要求进行。
（4）混凝土浇筑
采用水下混凝土灌注法进行，水下砼坍落度以180～220mm为宜。砼浇筑前应检查孔底沉渣，沉渣厚度不大于200mm。灌注导管尽量采用单节长度较大的，一般长度控制在 4～5m，并配以一定数量不同长度的短导管，以减少导管装拆的次数。
3 施工过程中遇到问题及解决方法
3.1 荤桩钻孔偏斜
荤桩需在所有相邻素桩施工3天后施工。由于相邻两跟素桩不可能同一天施工，因此在施工荤桩时，其两侧素桩的混凝土存在强度差，强度差随时间增长而将趋于平衡。若荤桩成孔时，其两侧素桩混凝土强度差过大，容易造成钻孔向强度小的一边偏斜，从而咬合不到位。因此，宁可多等几天，待素桩混凝土具有一定强度后，切割硬一点的混凝土，也不要在素桩终凝后马上施工荤桩。
3.2 设计时，角桩为荤桩。
由于本工程设计时个别角桩为荤桩，导致在施工角桩（荤桩）时，由于切割的两根素桩均在荤桩一侧，荤桩向角点偏斜严重，无法咬合。该位置最后用三管旋喷桩补强后开挖。
3.3 成孔过程中塌孔
由于该场地回填土层较厚，部分区域地下管线密集，废弃管道未做处理，成孔过程中塌孔。施工时，可增加护筒埋深，埋设4～6米长护筒；采用化学泥浆，按1000Kg水︰80Kg钠基膨润土︰4Kg NaOH配比配置泥浆，泥浆比重控制在1.10～1.15；部分区域管线埋深3～5米，管道贯通部位，采用10%～15%水泥土回填，5～7天后再行施工。
3.4 部分桩位下有旧桩基础
导槽施工时，发现部分桩位下有旧桩基础。查阅城市基建档案后发现，旧桩基础埋深为9～12米，未进入基坑底部，不能作支护桩使用。经同监理、业主及设计单位沟通后，在设计桩位施工支护桩。施工时，遇旧桩基础使用截齿筒钻或牙轮筒钻磨碎旧桩基础，钻进过程中保持钻机钻速平稳，控制钻杆垂直度，防止钻孔偏斜。穿过旧桩基础后，使用截齿双底钻头钻至设计深度并清孔。
3.5 部分施工区域在地铁保护范为内
基坑西侧边线距地铁3#线隧道边缘为25～40米，位于地铁保护范围内。该区域施工前，项目部已会同监理、业主、建设单位、第三方监测单位和地铁保护办公室进入地铁隧道进行监测布点，取得初始值，并在基坑周边道路、管线等部位布点监测。后续施工中按要求进行监控点数据采集，项目部按专家评审通过的方案施工。现基坑咬合桩施工阶段，地铁隧道监测频率为3天/1次，根据监测报告结果，未发现新增漏水痕迹或新增裂缝，地铁结构变形变化速率正常。
3.6 咬合部位漏水
由于荤桩护壁泥浆形成的泥皮较厚，荤桩和素桩咬合部位在开挖后漏水。在施工时，应注意控制泥浆的失水量，成孔过程中根据土质情况随时调整泥浆性能指标。终孔后，及时安装钢筋笼及导管，尽快完成清孔及混凝土浇筑，缩短间歇时间。
4 结语
同“超缓凝混凝土+全套管”咬合桩施工工艺相比，硬切割咬合桩施工工艺减小振动，可显著减小对地铁线路及振动敏感的建（构）筑物的影响；同时，采用旋挖机作业，成孔效率高，在狭小场地内可布置多台机械同时作业，作业效率提高，施工成本下降，经济效益高，应用范围广。
参考文献：
[1]王庆学，硬切削咬合桩施工工艺研究，中国煤炭地质，2017.12
[2]屠春军，硬切割法施工咬合桩施工技术的应用，建筑施工，2010.11
论文作者:肖驰
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第30期
论文发表时间:2019/9/12
标签：基坑论文; 混凝土论文; 泥浆论文; 钢筋论文; 工程论文; 钻机论文; 地铁论文; 《建筑细部》2018年第30期论文;