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咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周相嵌,形成相互咬合的排列,并于后序次相间施工的桩内放入钢筋笼,使之形成具有良好防渗作用的整体连续防水,挡土围护结构。

桩的排列方式为一条不配筋并采用超缓凝混凝土(A桩)和一条钢筋混凝土桩(B桩) (采用全套管设备施工)间隔布置。先施工A桩,后施工B桩在A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工。A桩、B桩均采用全套管站机施工,切割掉相邻A桩相交部分的混凝土从而实现咬合(如图1.图2所示)。

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图1:咬合桩排列方式示意图  旋挖机咬合桩

图2:咬合桩基坑围护示意图

一咬合桩的应用发展简介

钻孔咬合桩最早在深圳地铁工程中使用,并先后在北京、上海、杭州、南京、苏州、大连等地区的地铁工程和基坑围护工程中得到成功应用,犹在杭州地铁一号线中应用较多, 经验表明,钻孔咬合桩具有以下优点;采用全套管钻机在施工过程中.始终有超前钢套管护壁,故无需泥浆护壁,从而节约了泥浆配备、使用和废浆处理的费用,且有利于工地的文明施工;其次扩孔(充盈)系数较小,钢套管护壁完全避免了孔壁坍塌从而减小了扩孔(充盈)系数节约了混凝土灌注量。

钻孔咬合桩是一种相对较新的性型,相对于非常成熟的现浇混凝土地下连续和SMW工法桩,钻孔咬合桩的应用只占了很小的比例。而据以往的施工经检,钻孔咬合桩的功能优点是:外型标准、防渗能力强。无需泥浆护壁。扩孔(充盈)系数小,配临率低,在穿过软弱,富水地层时无需增加其他辅助措施,施工速度快,造价相对较低,技术经济性较好。

二旋挖钻机在咬合桩施工中的使用

旋挖钻机因其大扭矩、高效、灵活等特点。已成为桩基础施工领域的主流设备。在其动力头上加装驱动器装置,可驱动厚壁套管的埋设,实现超前全套管护壁的施工。

大连地铁5号线梭鱼南站地铁基坑围护在建工程,典型场地条件主要由粉砂、粉土,於泥质粉质粘土、淤泥质粘土等为主,下伏灰岩层。由4台中车TR360F旋挖钻机担纲主力,实现套管驱动,钻孔取土一体化作业。TR360F旋挖钻机采用钢丝绳加压方式,高配加压卷扬马达和减速机,实现430kN的加压力和起拨力。该项目使用此施工工法极大了提高了施工效率,且节约了全套管专用设备的费用。

旋挖机咬合桩

图3:中车旋挖钻机咬合桩施工现场

三旋挖钻机咬合桩施工工艺

3.1 单桩的施工工艺流程

(1)导墙施工

为了保证钻孔咬合桩孔口定位的精度并提高桩体就位效率应在咬合桩成桩前首先在桩顶部两侧施作混凝土导墙或钢筋混凝土导墙。

(2)压入护筒并取土成孔.

为保证护筒的垂直度要求,先用旋挖钻机的护筒驱动器驱动第一节套管(每节套管长约4-6m)压入1.5-2.5m ,然后用钻斗从套管内取土,同时继续下压套管没入土中,第一节套管按要求压入土中后,地面以上要留1.0-2.0m ,以便于接套管,同时检测垂直度,如不合格则进行调整。

(3)垂直度的检测

在用驱动器压套管时,桩位垂直度的检测一般为抽样检查,本工程的内控标准为3%.为控制套管的垂直度,可采用经纬仪或测斜仪附贴在套管外壁进行垂直度监测,发现偏差及时纠正。

(4)吊放钢筋笼

对于需要放置钢筋的桩孔,成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作。安装钢筋笼时应来取有效措施保证钢站笼标高的正确。

(5)灌注混凝土

如孔内有水时需采用水下混凝土灌注法施工;如孔内无水时则采用干孔灌注法施工,此时应进行振捣。

(6)拨管成桩

一边灌注混凝士一边拔管,本工程使用旋挖钻机起拔套管。

(7)预置二次灌浆导管

在预置灌浆导管时,在桩的咬合相交部分,还应布置直径为50mm左右的PVC导管(二次灌浆导管),为事后压密注浆提高排桩承载力和防渗效果做事前的准备。

(8)成桩维护

灌注后的单桩或排桩可能存在缩颈、搭接错位、承载力不足等等缺陷,对其进行事后补救维护是需要的。

单桩成桩工艺流程如图4所示。

旋挖机咬合桩

图4:单桩成桩工艺流程图

3.2 排桩的施工工艺流程

钻孔咬合桩施工总的原则是先施工被切割的A桩,紧跟着施工B桩,在B桩混凝土初凝之前完成A桩的施工.其施工工艺流程是; A11-A12-A21-A22-B1-B2-B3….

B桩一般不配筋并采用超缓混凝土,A桩采用全套管桩机,切割掉相邻B桩相交部分的混凝土,实现桩的咬合。

四关键技术的质量控制

4.1 孔口定位误差的控制

在钻孔咬合桩桩顶以上设置混凝土导塌或钢筋混凝土导墙,导墙上设置定位孔,其直径宜比桩径大20- 40mm.钻机就位后,将第1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

4.2 桩的垂直度的控制

根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)及设计要求,柱身垂直度偏差不大于3%。

(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%。检测方法为:在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,然后用线锥和直尺进行检测。

(2)成孔过程中桩的垂直度监测和检查

地面监测:在地面选择两个相互垂直的方向,采用经纬仪或测斜仪监测地面以上部分套管的垂直度,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至终进行,不能中断。

孔内检查:每节套管压完后,安装下一节套管之前,都要停下来用线锥进行孔内垂直度检查。不合格时应进行纠偏,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.

①B桩纠偏向套管内填砂或黏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桩纠偏:A桩的纠偏方法与B桩基本相同,其不同之处是向套管内填入与B桩相同的混凝土

4.3 超缓凝混凝土的施工质量控制

B桩混凝土缓凝时间应根据单桩成桩时间来确定,单桩成桩时间与施工现场地质条件、桩长、桩径和钻机能力等因素相关。一般初步控制B桩初凝时间为60h,在施工中根据现场情况进行调整。

 

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作者: wenchaoa

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