套管咬合桩施工

北京建工济南市轨道交通R3号线六标项目经理部套管咬合桩简介1套管咬合桩施工工艺2质量控制及问题处理3咬合桩-相邻混凝土排桩间部分咬合（圆周相嵌），并于后序次施工的桩内置入钢筋笼，使之形成具有良好防渗作用的整体连续挡土支护结构。由于其特点为桩间的相互咬合，故称为咬合桩。液压摇动式全套管钻机（主机）全套管钻机-全貌钢套管冲抓取土器全套管灌注桩机(又称磨桩机)是一种机械性能好、成孔深、孔径大、振动小、噪音低、无需泥浆护壁，适应各种不同类型土层、能够进行嵌岩作业，成桩质量稳定的现场灌注桩施工机械。它所采用的成桩施工方法（全套管施工法），为跟管取土钻进法，即用该机的液压摇动装置并辅以加压，使钢套管反复边作圆周摇动边压入，从而较大幅度地减少钢套管与土层间的摩阻力，同时锤式抓斗不间断取土，如此钻至设计深度；后续测定孔深，放入钢筋笼，按适宜的工艺要求灌注即可成桩。套管咬合桩的优点成孔精度得到有效控制，可边压入边纠偏，垂直精度可全过程控制成孔精度检测在管内进行，更方便、易控制且有直观感冲抓斗在管内取土，无须排放泥浆；机械设备噪音低，振动小，大大减小工程施工对环境的污染沉降及变形容易控制，能紧邻相近的建筑物和地下管线施工有效地防止孔内流砂、涌泥，成桩质量高全套管的护孔方式使第二序次施工的桩在已有的第一序次的两桩间实施切割咬合，能保证桩间紧密咬合，形成良好地整体连续结构套管咬合桩地下连续墙墙体刚度大，基坑开挖后，可承受较大的土压力墙体本身防渗性能好，改进接头形式或施工方法后，几乎不透水适用于多种地层条件可用作为地下箱型基础配筋率低：素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置抗渗能力强：咬合桩连续施工，桩与桩之间相互咬合施工灵活：可根据需要转折变线，更适合施工平面多变基坑和圆弧基坑泥浆稠度低，自身成拱形，有效的防止塌方套管咬合桩适用范围粘性土、粉土、淤泥、流砂、地下水富集等不良条件地层工程工期紧、造价低、防水要求高围护强度要求大、施工场地小工程地处市区生活区套管咬合桩简介1套管咬合桩施工工艺2质量控制及问题处理3套管咬合桩，即采用机械钻孔施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。施工主要采用“套管钻机+超缓凝型混凝土”方案。套管咬合桩的排列方式有两种，一种为一个素混凝土桩（A桩）和一个钢筋混凝土桩（B桩）间隔，如图（a）：套管咬合桩平面示意图（a）另一种排列方式为一个钢筋笼为矩形的混凝土桩（A桩）和一个钢筋笼为圆形的混凝土桩（B桩）间隔布置，如图（b）：套管咬合桩平面示意图（b）两种排列方式在施工时均先施工A桩，后施工B桩，A桩混凝土采用超缓凝型混凝土，要求必须在A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工，B桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩相交部分的混凝土，则实现咬合。平整场地测放桩位施工混凝土导墙套管钻机就位对中吊装安放第一节套管测控垂直度压入第一节套管校对垂直度抓斗取土套管钻进测量孔深清除虚土检查孔底B桩吊放钢筋笼放入混凝土灌注导管灌注混凝土逐次拔套管测定混凝土面桩机移位为了提高套管咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，在桩顶上部施作钢筋混凝土导墙。具体步骤为：（1）平整场地，清除地表杂物；（2）测放桩位中心线，根据导线控制点进行实地放样，并作好护桩，作为导墙施工的控制中线；（3）导墙开挖，在桩位放样线符合要求后即可进行沟槽的开挖。开挖结束后，立即将中线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导向槽中心线的正确无误；（4）钢筋绑扎，沟槽开挖结束后绑扎导向槽钢筋。（5）模板和混凝土施工。导墙厚度不少于200mm，导墙宽度从桩中心向两侧各2000mm，导墙采用C20混凝土,内配A16@250双向钢筋，如图：比桩孔略大20mm比桩孔略大20mm导墙平面图导墙剖面图导墙钢筋混凝土（C20）导墙底夯实填砂导墙施工现场套管咬合桩排桩施工顺序：咬合桩分A桩和B桩，A桩为素混凝土桩，B桩位钢筋混凝土桩，先施工A桩，咬合桩B桩施工在两A桩初凝前完成。排桩施工顺序为：A1-A2-B1-A3-B2-A4-B3……，如图所示：咬合桩排桩施工顺序图超缓凝混凝土是套管咬合桩施工所需的特殊材料，这种混凝土主要用于A桩，其作用是延长A桩混凝土的初凝时间，以达到相邻B桩的成孔能够在A桩混凝土初凝之前完成，给套管钻机切割A桩混凝土创造条件。由此超缓凝混凝土是套管咬合桩施工工艺成败的关键。A桩混凝土缓凝时间其确定方法如下：（1）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。（2）确定A桩混凝土缓凝时间T根据公式T=3t+K计算A桩混凝土的缓凝时间式中T——A桩混凝土的缓凝时间（初凝时间）K——混凝土储备时间，一般取1.0dt——单桩成桩所需时间混凝土坍落度：160±20mm确定原则（1）水下混凝土灌注的需要；（2）满足防止“管涌”措施的需要；（3）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损失的快一些。混凝土的3d强度值R3d不大于3MPa其作用是：在施工过程中遇到意外情况（如设备故障等）延误了时间，以致于在A桩混凝土终凝才施工B桩，此时由于混凝土早期强度不高方便处理A桩咬合部分混凝土。在钢筋笼吊装合格后，安装导管。导管采用直径不小于250mm的管节组成，接头须装卸方便，连接牢固，并带有密封圈，保证不漏水不透水。导管的支承应保证在需要减慢或停止混凝土流动时能使导管迅速升降。灌注过程中，导管埋入深度宜保持在3~9m之间，最小埋入深度不得小于2m。浇灌混凝土时导管随浇随提，严禁将导管提出混凝土面或埋入过深，一次提拔不超过6m。混凝土浇灌过程中应防止钢筋笼上浮，在混凝土面接近钢筋笼底端时灌注速度应适当放慢，当混凝土进入钢筋笼底端1~2m后，可适当提上导管，导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。每车混凝土在使用前由试验室检测其坍落度及观感质量是否符合要求，坍落度超标或观感质量太差时禁止使用。每车混凝土均取一组试件，监测其缓凝时间及坍落度损失情况，直至该桩两侧的B桩全部完成为止。如发现问题及时反馈信息，以便采取应急措施。套管咬合桩简介1套管咬合桩施工工艺2质量控制及问题处理3为保证套管咬合桩有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差严格控制外，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‰。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下环节的工作：1.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，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管（15~25m）的顺直度检查和校正，偏差小于10mm。检测方法：于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锤和直尺进行检测。2.成孔过程中桩的垂直度监测和检查（1）地面监测：在地面上选择两个相互垂直的方向采用经纬仪或线锤监测地面以上部分的套管的垂直度，发现偏差随时纠正。（2）孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，须用测斜仪或“测环”进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格后才能进行下一节套管施工。3.纠偏控制成孔过程中如发现垂直度偏差过大，须及时进行纠偏调整，纠偏的方法如下：（1）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以内），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。（2）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次检查合格的位置，然后调制套管，检查其垂直度合格后再重新下压。（3）B桩纠偏：B桩的纠偏方法与A桩基本相同，不同之处是不能向套管内填土，而应填入与A桩相同的混凝土，否则可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。相邻桩之间的咬合厚度d根据桩长来选取，桩越短咬合厚度越小（但最小不小于100mm），桩越长咬合厚度越大，按下式进行计算：d-2（kl+q）≥50mm（即保证桩底的最小咬合厚度不小于50mm）式中：l——桩长；k——桩的垂直度；q——孔口定位误差容许值；d——套管咬合桩的设计咬合厚度。管涌：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，混凝土可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内管涌现象示意图克服“管涌”的方法：（1）A桩混凝土的坍落度应尽量小一些，不宜超过180mm，以便于降低混凝土流动性。（2）套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止混凝土的流动，若钻机能力许可，此距离越大越好，但至少大于2.5m。（3）如遇地下障碍物套管底部无法超前，可向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”发生。（4）B桩成孔过程中注意观察相邻两侧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。现实施工时需多台钻机分段施工，此时存在与先施工段的接头问题。宜采用施作砂桩的办法解决此问题，即在施工段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂灌上混凝土即可，如图：分段施工接头预设砂桩示意图在套管咬合桩施工过程中，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，造成套管咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩。事故桩的处理主要分以下几种情况。（1）平移桩位侧咬合如图所示，B桩成孔施工时，其一侧A1桩的混凝土已经凝固，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。平移桩位单侧咬合示意图（2）背桩补强如图所示，B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2桩的混凝土均已凝固，在这种情况下，则放弃B1桩的施工，调整桩序继续后面套管咬合桩的施工，后续在B1桩外侧增加三根套管咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖过程中将A1和A2桩之间的夹土清除喷上混凝土即可。套管咬合桩背桩补强示意图（3）预留咬合企口如图所示，在B1桩成孔施工中发现A1桩混凝土已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在A1桩右侧施工一个砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。预留咬合企口示意图