钻孔咬合桩施工方案

钻孔咬合桩的施工1工艺原理钻孔咬合桩是采用全套管钻孔施工，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），为便于切割，桩的排列一般为一条素砼桩（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）。AAABBB图一钻孔咬合桩平面示意图A1砼导墙B桩定位孔BA1桩施工A1砼导墙B桩定位孔BA2桩施工A2A1桩A1桩A2桩砼导墙砼导墙A1砼导墙B桩定位孔BA2桩施工A2A1桩A2桩砼导墙图2钻孔咬合桩施工工艺原理图2工艺流程及操作要点如图3示。2.1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，应在桩顶上部施工砼导墙，这是钻孔咬合桩的第一步。2.2单桩施工工艺流程（1）、钻机就位：待导墙有足够的强度后，移动套管钻机，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：先压入第一节套管（第节套管长度约7-8m），压入深度约为2.5-3.0m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土，一边下压套管，要始终保持套管底口超前于取土面且深度不小于2.５m；第一节套管全部压入土中后（地面以上要留有１.2-1.5m，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。（3）、吊放钢筋笼：如为钢筋砼桩，成孔检查合格后吊放钢筋笼的工作。安平整场地施工砼导墙测放桩位钻机就位对中吊装安放第一节压入第一节套管抓斗取土,套管清除虚土,检查测控垂直度校对垂直度测量孔深B桩吊放钢筋笼灌注砼逐次拔管桩机就位放入砼灌注导管测定砼面图3单桩施工工艺流程装钢筋笼时应采取有效的措施保证钢筋笼的标高。（4）、灌注砼：如孔内有不时需采用小下砼灌注法施工；如孔内无水时则采用干孔灌注法施工。（5）、拔管成桩：一边浇筑砼一边拔管，应注意始终保持套管底低于砼面2.5m以上。2.3排桩的施工工艺流程总的原则是先施工A桩，再施工B桩，其施工工艺流程是：A1－A2－B1－A3－B2－A4－B3--------An－Bn-1。如下图4所示。排桩的施工工艺流程3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咬合量，应对其孔口的定位误差进行严格的控制，孔中定位误差的允许值可按表1来进行选择。孔中定位误差允许值表110m以下10-15m15m以上100mm±10±10±10150mm±15±10±10200mm±20±15±10注：表中孔口定位误差允许值单位以mm计。为了有效的提高孔中的定位精度，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，如图5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。咬合厚度桩长A1B1A2A3A4A5A6B2B3B4B5B6A7图4钻孔咬合桩的施工工艺流程图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：（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，套管顺直度偏差控制在1‰-2‰。（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线锤监测地面以上部分的套管垂直度，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“测环”或“线锤”进行孔内垂直度检查，不合格进需进行纠偏，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三种：○1利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大于或套管入土深度在5m以下进，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。○2A桩纠偏：如果A桩在入土深度5m以下时发生较大偏移，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地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后方C25钢筋砼钢管支撑Ⅰ-Ⅰ断面示意图A钻孔咬合排桩砼导墙钻孔咬合排桩BAABAⅠⅠd-钻孔咬合桩排桩单桩直径D-导墙预留位孔直径D=d+20mm图5钻孔咬合桩导墙平面布置示意图可再重新下压。○3B桩纠偏：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。3.3咬合厚度的选择相邻桩之间的咬合厚度d可根据桩长来选取，桩越短咬合厚度就越小（但最小不宜小于100mm），桩越长咬合厚度就越大，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50m）式中L---桩长k---桩的垂直度q---孔口定位误差容许值d---钻孔咬合桩的设计咬合厚度3.4A桩砼缓凝时间的确定A桩砼缓凝时间应根据单桩成桩的时间来确定，单桩成桩时间又与地质重要条件、桩长、桩径和钻机能力等有直接的联系。因此，A桩砼缓凝时间根据以下方法来确定根据下式计算A桩砼的缓凝时间，可根据下式进行计算。T=3t+K式中：T---A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3.5如何克服“管涌”如图6所示，在B桩成孔过程中，由于A桩砼未凝固，还处于流动状态，A桩砼有可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内，称之为“管涌”，克服它的方法有：（1）A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超前于开砼面一定距离，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A桩砼的压力，阻止“管涌”的发生。（4）B桩成孔过程中应注意观察相邻两侧A桩砼顶面，如发现A桩砼下陷应立即停止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。3.6遇地下障碍物的处理方法总的来说，套管钻机施工过程如遇地下障碍物处理起来是比较容易，但在施工钻孔咬合桩要受时间的限制和防止“管涌”出现，因此在进行钻孔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，做好造孔试验，否则会导致工程失败。地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。图6B型桩施工过程中的砼管涌现象示意图取土面砼导墙砼导墙素砼桩素砼桩套管钢筋砼Bx桩(成孔)瓶颈段L--套管底口超前套管内取土面距离--砼管涌方向3.7克服钢筋笼上浮的方法由于套管内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：（1）B桩砼的骨料粒应尽量小一些，不宜大于20mm。（2）在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小薄钢板以增加其抗浮能力。（3）钢筋笼导正器必须制作。（4）砼灌注必须按操作规程进行。3.8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，这就存在着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7所示。在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼即可。3.9事故桩的处理方法在钻孔咬合桩施工过程中，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为以下几种情况：（1）平移桩位单侧咬合如图8所示，B桩成孔施工时，其一侧A1桩的砼已经凝固，使其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。AABA砂桩B砂桩图7分段施工接头预设砂桩示意图（2）背桩补强如图9所示，B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2桩的砼均已凝固，在这种情况下，则放弃B1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在B1桩外侧增加三根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及A2桩之间的夹土清除喷上砼即可。（3）预留咬合锲口如图10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桩右侧施工一步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。A1A2B1补A1补B1补A2冠梁图9咬合桩背桩补强示意图早凝桩A1喷射C20早凝桩砼B1A1B1A1B1A1B2B2A2砂桩早凝桩砂桩早凝桩砂桩早凝桩B2图10预留咬合企口示意图BA1A2旋喷桩早凝A桩平移B桩与缓凝桩相切图8平移桩位单侧咬合示意图