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咬合桩施工方案一、工程概况1、工程简介合肥市包河大道高架工程，起点位于合宁高速南侧约200m，与已施工的南北高架中段对接，高架系统于繁华大道路口北侧约140m处起坡，主线上跨繁华大道，越乌鲁木齐路、大连路、延安路、花园大道、黄河路、北部湾路、锦绣大道、万泉河路、紫云路及长沙路后，于长沙路路口南侧约200m落地，然后主线下穿中山路，接方兴大道立交系统，上跨方兴大道与金斗路，终于金斗路路口约南侧约180m处，顺接现有包河大道地面系统。道路整体呈南北走向。本标段为包河大道高架工程第一标段，起讫里程为K0+000~K2+549.057，全长约2549米。2、工期安排本标段有咬合桩227根，约3405米，平均桩长15m，平均速度为80米/天，于2011年4月1日开工，2011年5月13日开工，共计43天。二、施工工艺简述钻孔咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周镶嵌，并于后序次相间施工的桩内置入钢筋笼，使之形成具有防漏防渗作用的整体连续防水、挡土围堰结构。本项目决定采用液压摆动挤压式全套管成桩机施工。成孔以套管正反扭动、加压下切、管内抓斗取土（若遇大块石可用十字冲击锤冲砸击碎）等作业，使护壁套管压入设计深度，形成全套管护壁成孔，然后，下钢筋笼，灌注混凝土。钢护筒在混凝土灌注后拔出。咬合桩分A桩和B桩，采用Φ1200mm钻孔咬合桩，钢筋混凝土桩（A桩，C30）与缓凝混凝土桩（B桩，C25）间隔布置。A桩钢筋笼主筋为30根ф25钢筋，外箍筋为@150mmφ12钢筋，加劲箍为@2000mmφ20加劲筋。B桩钢筋笼主筋为24根Φ25钢筋，外箍筋为@150mmΦ12钢筋，加劲箍为@2000mmΦ20钢筋。钢筋笼加工成型后，用平板车送至吊车大臂作业范围内，吊入桩孔内就位。筋笼吊运时应防止扭转、弯曲，缓慢下放，避免碰撞钢套管壁。在吊装B桩钢筋笼时，需注意钢筋笼矩形面需与导墙中心线垂直,否则在施工A桩的过程中，可能对B桩钢筋笼造成损害。施工顺序是，先施工B桩，A桩施工在后，切割B桩部分混凝土而形成咬合结构。施工要点如下：（1）作混凝土导墙，保证咬合桩准确定位，确保钻机平稳，承受施工荷载。（2）开钻，吊放第1节套管，控制套管的垂直度，采用测斜仪附贴在套管外壁进行垂直度检测，发现偏差及时纠正。成孔后套管随混凝土灌注逐段拔起。（3）混凝土灌注，在A桩施工中由于必须切割B桩，在B桩混凝土未达到某种强度的状态下，套管钻机的磨动和下切对B桩混凝土会产生损害。为此，采用延缓B桩混凝土的初凝时间，在B桩混凝土处于末初凝的状态下施作A桩的施工方案。据试验，掺SP型缓凝减水剂后，混凝土的初凝时间可延缓到60h左右（根据施工设备情况及施工速度确定），从而确保了施工方案可操作性的实施。混凝土采用导管法灌注，若孔底渗水多，涌水量超过l立方米/小时，采用水下混凝土灌注。三、工艺流程及操行要点1、导墙的施工为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部施作砼或钢筋砼导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步。具体步骤：（1）平整场地：清除地表杂物，填平碾压地面管线迁移的沟槽。（2）测放桩位：根据设计图纸提供的坐标计算排桩中心线坐标，采用全站仪根据地面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。报监理复核。（3）导墙沟槽开挖：在桩位放样线符合要求后即可进行沟槽的开挖，采用人工开挖施工。开挖结束后，立即将中心线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导墙中心线的正确无误。（4）钢筋绑扎：沟槽开挖结束后绑扎导墙钢筋，钢筋施工结束并经检验合格后，填写隐蔽工程验收单，报监理验收，经验收合格后方可进行下道工序施工。（5）模板施工：模板采用自制整体钢模，导墙预留定位孔模板直径为套管直径扩大2cm。模板加固采用钢管支撑，支撑间距不大于1米，确保加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，砼浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经检验合格后报监理通过方可进行砼浇注。（6）砼浇注施工：砼浇注采用人工浇注，砼浇注时两边对称交替进行，严防走模。如发生走模，应立即停止砼的浇注，重新加固模板，并纠到设计位置后，方可继续进行浇注。振捣采用插入式振捣器，振捣间距为600mm左右，防止振捣不均，同时也要防止在一处过振而发生走模现象。2、单桩的施工工艺流程（1）钻机就位：等导墙有足够的强度后，拆除模板，重新定位放样排桩中心位置，将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点。移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。（2）取土成孔：在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为2.5—1.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。第一节套管全部压入土中后（地面以上要留1.2—1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此继续，直至达到设计孔底标高。（3）吊放钢筋笼：成孔检测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的正确。吊装B类桩钢筋笼时，钢筋笼矩形面需与导墙中心线垂直。（4）灌注混凝土：孔内无水时采用干孔灌注法施工，此时应加强振捣。孔内有水时采用导管法浇注水下砼灌注。导管连接顺直、光滑、密闭，浇注前先进行压力试验。在浇注中，导管下端埋深控制在2-4m范围，提升套管和导管时，采用测绳测量，严格控制其埋深和提升速度，严禁将套管和导管拔出砼面，防止断桩和缺陷桩的产生。（5）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≮2.5m。钻孔咬合桩排桩施工布置示意图如下图所示：B1A1B2A2B3A3B4A4（已做）（已做）（已做）（已做）（已做）（待做）（已做）（待做）施工前进方向→（B3、B4处于未初凝状态）总的施工原则是先施工B桩，后施工A桩单桩的施工流程图如下：3、机械设备序号机械设备名称型号及规格用途1液压摇动式套管钻机国产MZ系列钻孔咬合桩成孔、砼灌注2钢筋切割机GQ40钢筋加工3钢筋弯曲机GW40钢筋加工4钢筋对焊机UN100钢筋加工5电焊机BX-500、AX-300钢筋加工6挖掘机SK60土石方清运、挖装7自卸汽车土石方外弃8空气压缩机VY-12/7清孔及障碍物破除9装载机ZL-50材料、土石方等转运10履带式吊车20T钢筋笼转运及安装11潜水泵2.2KW抽排水12清洗机PX-40B清洗上路车辆13导管或串筒自制砼灌注14插入式振捣器砼灌注（非水下砼灌注）15测斜仪检测桩孔垂直度4、关键技术3.1孔口定位误差的控制为了保证钻孔咬合桩底部有足够的厚度的咬合量,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下表来进行选择。孔口定位误差允许值如下表：咬合厚度10m以下100mm±10；10~15m则150mm±15；15m以上200mm±20。为了有效的提高孔口的定位精度，应在钻孔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。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。3.2桩的垂直度的控制为了保证钻孔咬合桩底部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。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作。（1）套管的顺直度检查和校正钻孔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进行整根套管的顺直度偏差宜小于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。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。②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，直至合格才能进行下一节套管施工。（3）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方法：①B桩纠偏：如果B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。②A桩的纠偏：A桩的纠偏方法与B桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与B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。3.3如何克服“管涌”在A桩成孔过程中，由于B桩砼未凝固，还处于流动状态，B桩砼有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内，称之为“管涌”，克服“管涌”有以下几个方法：①B桩砼的坍落度应尽量小一些，不宜超过18cm，以便于降低砼的流动性。②套管底口应始终保持前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止砼的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于2.5m。③如有必要（如遇地下障碍物套管底无法超前时）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B桩砼的压力。阻止“管涌”的发生。④A桩成孔过程中应注意观察相邻两侧B桩砼顶面，如发现B桩砼下陷应立即停止A桩开挖，并一边将套管尽量下压。一边向A桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。3.4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都比较困难，特别是施工钻孔咬合桩还要受时间的限制，因此在进行钻孔咬合桩施工前必须对地质情况十分清楚，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除即可。3.5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。其预防措施主要是：①桩砼的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于20mm。②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。3.6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，这就存在在先施工段的接头问题。采用砂桩是一个比较好的方法，在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼即可。3.7钻进入岩的处理方法钻孔咬合桩仅适用于软土地质，但施工中遇到局部小范围区域少量桩入岩情况，可采用“二阶段成孔法”进行处理：第一阶段，不论B桩还是A桩，先钻进取土至岩面，然后卸下抓斗改换冲击锤，从套管内用冲击锤冲钻至桩底设计标高，成孔后向套管内填土，一边填土一边拔出套管，即第一阶段所成的孔用土填满；第二阶段，按钻孔咬合桩正常施工方法施工。3.8事故桩的处理方法在钻孔咬合桩施工过程中，因B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，造成钻孔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背桩补强如排桩布置图所示。A1桩成孔施工时，其两侧B1、B2桩的砼均已凝固，在这种情况下，则放弃A1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在A1桩外侧增加咬合桩及旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖过程中将B1和B2桩之间的夹土清除喷上砼即可。②预留咬合企口在A1桩成孔施工中发现B1桩砼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B1桩右侧施工一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。四、超缓凝砼的施工控制。钻孔咬合桩施工工艺所需的特殊材料是超缓凝砼（因为其缓凝时间特别长，所以称为超缓凝砼），这种砼主要用于B桩，其作用是延长B桩砼的初凝时间，以达到其相邻A桩的成孔能够在B桩砼初凝之前完成，这样便给套管钻机切割B桩创造了条件，由此可以看出超缓凝砼是钻孔咬合桩施工工艺成败的关键。1、超缓凝砼的技术参数为了满足钻孔咬合桩的施工工艺的需要，超缓凝砼必须达到以下技术参数的要求。①A桩砼缓凝时间≥60小时，