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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。

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