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嵌岩咬合桩施工工法

1前言

咬合桩目前在地铁工程深基坑支护中应用较广，咬合桩主要采用套管钻机，

通过套管护壁钻进成孔，使用超缓凝混凝土，使得钢筋桩与相邻桩体被套管切割

形成相互咬合,形成封闭的钢筋混凝土桩墙，起到挡土与止水的作用，90年代初

在我国出现的新型深基坑支护形式。

传统的咬合桩施工工艺一般适用于软弱土层，在坚硬岩层施工艰难。该工程

咬合桩钢筋混凝土桩桩端进入中风化岩，属嵌岩桩，且中风化砂岩强度较高，国

产咬合桩设备入岩困难。而采用全套筒全回旋设备入岩能力较强，但施工费用成

本较高，故决定采用入岩能力较强的旋挖钻配合咬合桩机在岩层成孔施工。对岩

层咬合桩抓斗无法掘进，钢套管无法用液压系统压入情况下，采用旋挖钻机掏土

配合咬合桩机械下压套筒，完成咬合桩在岩层的掘进成孔。

工法特点

2.1适用上软下硬的复杂地层

本工法适用于上部为各种杂填土、砂层及黏土等软弱土层，下部为水量较少

的风化岩和中风化岩的强度较高的岩层中咬合桩的施工，可解决在复杂地质情况

下嵌岩咬合桩的施工。

2.2降低作业成本

旋挖钻入岩能力较强，且费用相比全套管全回旋设备较低。

2.3加快施工进度

相对传统咬合桩施工机械，旋挖钻机入岩能力强，且钻进速度快。

2.4工艺操作简单

旋挖钻机配合咬合桩机成孔，对场地及机械无特殊要求，操作简单。

2.5常见四种咬合桩施工方案优缺点对比详见表2.4-1。

表2.5-1常见四种施工方案优缺点对照

3适用范围

旋挖钻机与套管钻机相结合，适用于本工程上软下硬的复杂的地质情况，传

统套管钻机完成在上部杂填土、淤泥质粉质粘土及富水性较强的中粗砂层施工，

旋挖钻机完成在下部中风化砂岩土层的咬合桩施工。

4工艺原理

钻孔咬合桩有钢筋混凝土灌注桩与素混凝土桩组成，桩的排列方式一般为一

个A桩（素混凝土桩）和一个B桩（钢筋混凝土桩）间隔布置，施工时先施工

A桩，后施工B桩，A桩混凝土采用超缓凝混凝土，要求必须在A桩混凝土初

凝前完成B桩。本工法是在传统全套管咬合桩的基础上进行了改进，利用旋挖

钻机配合施工嵌岩咬合桩入岩部分。软弱土层及富水层仍采用传统全套管咬合桩

机钻进成孔，中风化砂岩采用旋挖钻机钻进成孔。

图4-1咬合桩施工平面示意图

5施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程详见图5-3钻孔咬合桩工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1施做导墙

为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部施工混

凝土导墙；在沟槽施工前，弄清地下管线位置，确保地下管线迁改结束后再施工

沟槽；然后在精确测放桩位后支设整体式钢模，导墙预留定位孔直径为管套直径

放大4cm。这是钻孔咬合桩施工的第一步。

图5.2-1咬合桩施工导墙施工示意图

5.2.2桩机就位

等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。

5.2.3配管

因旋挖钻钻头提升高度限制，在旋挖钻配合咬合桩岩层成孔的工艺当中，配

管是一个很重要的环节，通过查看地勘及现场实际施工情况，根据不同的岩面分

布确定不同的配管方案，保证套管高度在旋挖钻钻头提升范围之内。最短配管一

般不低于4m。

5.2.3土层钻进成孔

先压入第1节套管（每节套管长度约6.0～8.0m），压入深度约2.5～3.0m，

然后用抓斗从套管内取土，边取土边下压套管，保持套管底口超前于取土面且深

度不小于2.5m；第1节套管全部压入土中后检测成孔垂直度，如不合格则进行

纠偏调整，如合格则安装第2节套管下压取土，直到岩层。

5.2.4岩层成孔

当套管进入中风化砂岩以后，因受机械性能限制，无法钻进成孔，移走咬合

桩抓斗采用旋挖钻成孔。由于咬合桩刚套管接头法兰处内径最小为860mm，故

旋挖钻1000mm钻头不能使用，使用800mm钻头成孔，岩层咬合桩直径为

800mm，入岩部分咬合桩钢筋笼直径需做缩径处理，桩间咬合由20mm减少为

10mm。因本工程咬合桩入岩部分在基底以下，且岩层主要为具有微承压性的基

岩裂隙水，故咬合桩咬合减少对围护桩止水影响不大。