钻孔咬合桩在地铁基坑施工中的有效应用

钻孔咬合桩在地铁基坑施工中的有效应用

彭维攀

关键词：钻孔咬合桩；地铁基坑施工；孤石

1引言

钻孔咬合桩是于本世纪初才开始在我国的工程建设行业中逐渐应用和推广的新型维护结构型式，其主要适合应用于沿海地区的软弱地层、含水砂层地质条件下的地下工程深基坑维护结构。由于钻孔咬合桩主要是由钢筋混凝土桩和素混凝土桩进行切割咬合而形成的排桩并起到围护作用，所以对基坑开挖具有较好的防水效果，而且此技术还可以显著降低工程造价，并填补了我国地下工程围护结构的空白，对推动我国地下工程的建设和发展具有重要作用。尤其在我国目前城镇化进程不断加快，城市交通道路拥堵情况不断加剧的形势下，我国开始大力推进地铁的建设，而钻孔咬合桩在地铁隧道等地下工程施工中也发挥着重要作用，推动我国地铁事业的发展。

2钻孔咬合桩施工工艺原理

2.1钻孔咬合装施工的工艺原理

钻孔咬合桩施工技术，顾名思义就是首先利用全套管钻机进行钻孔施工，然后进行钻孔桩的灌注，并确保桩与桩之间形成相互咬合排列的结构，其中咬合排列的结构就起到基坑支护的作用。在使用钻孔咬合桩技术进行施工时，呈直线排列的相邻两个桩分别为素混凝土桩A和钢筋混凝土桩B，而且A桩和B桩进行间隔布置，并且按照先进行A桩施工然后进行B桩施工的顺序进行施工，而且A桩采用但是超缓凝混凝土材料，并且对B桩的施工提出了要在A桩初凝之前完成的要求，此外，在对B桩施工之前，还应将B桩与A桩相交而重叠的部分采用全套管钻机进行切割，然后再进行B桩施工。

2.2钻孔咬合桩维护结构的特点

钻孔咬合桩技术目前主要适用于地铁、道路下穿线、高层建筑物等城市构筑物的深基坑工程中，尤其特别适用于有淤泥、流砂、地下水等富集不良的地层中。根据钻孔咬合桩的施工工艺原理可知，A桩和B桩两两咬合并终凝之后，就会形成无缝的连续桩墙，与普通的地下连续墙相比，其特点主要表现在以下几点：一是此支护结构具有较高的抗剪强度、截水性能和安全性，并具有施工速度快、工程造价低、支护结构质量好等优点，特别适用于城市建筑物密集区中进行施工，所以特别适用于地铁隧道施工工程中；二是具有较低的配筋率。由于A桩中没有钢筋，只有B桩中有钢筋，所以配筋率较低；三是是施工工艺较为灵活。根据其施工工艺原理，此技术可以适用于一些平面多变的几何图形或各种弧形的基坑中；四是节省泥浆，并具有较高的环保特性。由于此技术需要采用全套管钻机进行施工，在整个施工过程中有超前套管护壁进行保护，所以不需要用泥浆进行护壁的制作，不仅节省了泥浆的使用，而且减少了废浆处理的费用，具有良好的环保特性；五是具有较小的扩孔系数。也正是由于此技术的施工过程中全程有超前套管护壁，所以降低了孔壁坍塌的概率，减小了扩孔系数，具有较高的施工安全性。

3钻孔咬合桩施工技术分析

3.1工程概况

以某地铁工程为例，其围护结构为Ф1000@800套管咬合桩，插入比为1:0.7，桩径为1m，桩之间的咬合距离为200mm，桩与桩之间的距离为800mm，桩长主要有27.1m、27.1m、28.8m等三种，其中素混凝土桩（A桩）的数量为865根，钢筋混凝土桩（B桩）的数量为869根。

3.2施工机械设备的选择

在进行钻孔咬合桩施工中施工机械设备的选择之前，应首先对施工区域内的地质条件进行勘察和调研，然后根据施工单位的具体条件以及施工队伍的整体素质，还有地铁工程设计要求等进行综合分析，最终选取国产型号的液压摇动式全套管钻机，并根据工程量选取钻机数量为5台，进行共同作业和分段施工，此钻机还配有30t以上的履带起重机，主要进行钻孔咬合桩的成孔、混凝土关注和钢筋笼的安装作业；此外，还有钢筋切割机和电焊机进行钢筋的加工作业；空气压缩机进行清孔作业和障碍物的破除作业；挖掘机和装载机进行土石方和材料的清运、挖装和转运等作业；履带起重机进行钢筋笼转运机的安装；潜水泵进行抽排水作业。

3.3施工工艺流程

钻孔咬合桩的施工工艺流程主要是按照如图3.1所示的A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3→→An→Bn的顺序进行施工。

4钻孔咬合桩在地铁基坑施工中的有效应用

4.1施工控制要点分析

为了提高钻孔咬合桩的施工质量，需要对孔口定位误差、桩垂直度以及分段施工接头进行严格的施工质量控制。在对孔口定位误差进行控制，不仅要确保误差在标准和设计允许的范围之内，还应在咬合桩顶进行混凝土导墙的设置，并在导墙上进行定位孔的设置，在装机就位后进行检查和调整；对于桩垂直度的控制，不仅需要将垂直度误差控制在3‰以下，还应控制套管的直线度偏差在1‰～2‰，并在成孔过程中对垂直度进行地面监测和孔内检查，且在发现垂直度偏差过大时，采用钻机油缸纠偏、A桩纠偏或B桩纠偏的方法进行及时纠偏调整；对于分段施工接头的处理，主要是采用在施工段与段的端头位置进行设置砂桩的方式进行处理，然后在成孔之后先用砂灌满，待施工段施工到此处时将砂挖出并进行混凝土浇灌即可。

4.2施工事故及处理措施

在钻孔咬合桩的施工过程中，常见的是施工事故主要有管涌事故、钢筋笼上浮、地下障碍物等。管涌事故主要是由于对B桩施工中，如果A桩混凝土还处于流动状态就容易从两桩的交界处涌入B桩内，通常需要采取减少A桩混凝土的塌落度、套管底口与混凝土面保持一定距离、控制A桩混凝土的压力、加强对A桩混凝土顶面的观察等措施来预防；对于钢筋笼上浮问题，应对B桩混凝土的骨料粒径、钢筋笼的制作尺寸进行控制，并可以在钢筋笼底部进行混凝土板的焊接以及严格混凝土灌注操作等措施进行预防；对于在套管钻机施工中遇到卵石层、孤石等障碍物时，需要将套管内的积水进行抽干，然后由作业人员下去进行清除。

5结语

钻孔咬合桩由于具有较高的抗剪强度、截水性能和安全性，并具有施工速度快、工程造价低、支护结构质量好、配筋率低、施工工艺灵活等优点，而被广泛应用于地铁、道路下穿线、高层建筑物等城市构筑物的深基坑工程中，尤其特别适用于有淤泥、流砂、地下水等富集不良的地层中。在钻孔咬合桩施工过程中，不仅需要对施工机械设备进行合理选择，对施工工艺进行科学制定，还应对施工中的孔口定位误差、桩垂直度以及分段施工接头等施工要点进行控制，并预防和及时处理施工中的事故，确保施工安全。

参考文献：

[1]胡忠飞.钻孔咬合桩的施工技术探究[J].中国科技纵横,2015(7):120-120.

[2]王志超,杜雨露.深基坑钻孔咬合桩的设计与施工——以西安地铁为例[J].四川建材,2016,42(2):183-184.