咬合桩在基坑支护中的应用实例

唐国旺 地质工程（勘查） 2102150069 （中国地质大学工程技术学院，北京 100083）

摘 要：在基坑支护中经常要用到各种支护方式，以满足对不同岩土性质的支护方式的需求；而咬合桩是一个比较有新意的支护方式，具有自身的特点和优势，在施工中虽然遇到了许多问题最终都得到了有效的解决，说明咬合桩支护在基坑中可以得到有效的应用，是基坑支护中有效的支护方法。 关键词： 咬合桩 支护 基坑

Leakage Protection and Sealing Technology

Guo wang tang Geological Engineering(Civil Engineering) 2102150069

(School of Engineering and Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083 ,China)

Abstract：In the foundation pit supporting often want to use all kinds of support mode，In order to meet the demand for different ways of the geotechnical properties of the support。And occlusal pile is a more creative way of support,Has its own characteristics and advantages,Although encountered many problems construction are ultimately has been effectively solved,That bite of pile in foundation pit can be effectively used,Is effective support method in foundation pit supporting.

Key words ：Occlusal pile The supporting The foundation pit

1引言

近年来，随着我国经济的快速发展，城市用地量日益紧张。伴随着科技的不但发展和高层建筑的不但要求，基坑支护的发展前景十分辽阔，有望向着更深层次方向发展。城市化的快速发展，城市人口数量的超饱和，地上土地资源极为有限，建筑空间拥挤和城市绿地减少，导致我国的高层建筑争相拔地而起。为了更好的节约土地，充分利用地下空间，高层建筑基础本身必须要求有一定的埋置深度，高层建筑的停车场，设备间，储藏库等也都设在地下，从而导致基坑深度增加，因此对基坑的技术要求就更加高了

咬合桩是相邻混凝土排桩间部份圆周相嵌，并于后序次相间施工的桩内署入钢筋笼，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。咬合桩是在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑围护结构。桩的排列方式为一条不配筋并采用超缓凝素混凝土桩 (A桩)和一条钢筋混凝土桩(B桩)（采用全套管钻机施工）间隔布置。施工时,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桩均采用全套管钻机施工,切割掉相邻A桩相交部分的混凝土,从而实现咬合。咬合桩有如下特点：

（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B桩施工中由于必须切割A桩，在A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A桩混凝土会产生损害。为此，采用延缓A桩混凝土的初凝时间，在A桩混凝土处于末初凝的状态下施作B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。

深圳湾科技生态城B-TEC区项目东临沙河西路、西至科技南路、南临高新南十道、北至白石路，地

块宗地号T205-0030。基坑支护在基坑的北、东、西三侧采用咬合桩＋锚索支护。场地邻近大沙河，地下水极丰富，为有效控制因基坑开挖降水造成周边地面及建（构）筑物的沉降，北、东、西侧采用咬合桩作为支护桩及止水桩，咬合桩布置分为有钢筋笼的桩和无钢筋笼的素桩，两种桩型交错顺序布置。咬合桩整体刚度较大，防水性能较好，施工速度快，可干孔作业，无须排放泥浆，机械设备噪声低、振动少，对环境污染小。

2工程概况

地理位置：深圳湾科技生态城B-TEC区项目东临沙河西路、西至科技南路、南临高新南十道、北至白石路，地块宗地号T205-0030。

主体建筑概况：拟建办公、商业、酒店一体，建筑最高高度约100米，地下室3层。

地下室（基坑）尺寸：一区基坑开挖相对深度约为15.0m，形状基本为长方形，基坑支护长约883m，占地面积约4.85万m2。

根据钻探揭露，在钻孔揭露深度范围内，场地地层由第四系填土层、第四系海陆交互相沉积层、第四系残积层、燕山期第四期黑云母中粗粒花岗岩组成。现将各岩土层的岩土特征自上而下分述如下表：

表一 场地岩土工程地质条件 土层 种类 ①-1杂填土； ①第四系填土层(Qml) ①-2素填土； ①-3填石； ②-1（含砂）淤泥质土；②-2淤泥质细砂；②-3 淤泥质中粗砂；②-4砾砂； ②-5粘土；②第四系海陆交互相沉积层(Qmc) ②-6中粗砂。 ③第四系残积层(Qel) ③残积土 ④-1全风化带；④-2强风化带； ④-3④燕山期第四期黑云母中粗粒花岗岩（r53(1)） 中风化带；④-4微风化带。 3 咬合桩技术在深基坑工程中的应用

3.1设计原则

（1）基础工程地质条件，地下水条件，岩土工程特性和环境（道路，管道，建筑物）是基坑设计的主要要求和对内容进行详细的了解和分析。

（2）基坑支护的设计必须确保支撑结构的安全，确保施工道路和有关已被使用的地下管道，市政道路的安全。

（3）在安全，经济，合理的前提下满足相关法律要求，并符合相关法规和国家建设项目规范的要求。

（4）支撑结构，应该保证基坑开挖施工顺利的进行和地下结构的顺利施工。

（5）设计必须考虑霉雨季节和台风季节施工过程中，其不利影响对开挖稳定性的要求。

3.2咬合桩施工工艺

咬合桩是混凝土排桩间部份圆周相嵌，并于先后次序相间施工的桩内署入钢筋笼， 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。

（1）钻孔桩咬伤直径达一千二百，桩中心距千毫米。埋深八米，保护层八十毫米; （2）支护桩的水下混凝土强度是C30和冠束腰C30混凝土梁及其他用途; （3）在冠梁施工中可以分段浇筑，但不能留施工缝;

（4）咬合桩控制3/1000，要注意保持孔底干净，以满足设计要求的桩咬合深桩。 钻孔咬合桩（支护桩）施工：

1）桩位可以偏差3厘米，桩位的竖向偏差度不超过0.3％，钢筋的主筋钢筋间距偏差小于10mm，箍筋间距偏差小于20mm，钢筋笼长度偏差小于100mm，钢筋笼直径偏差小于10mm时，孔底不大于200mm海底沉积物厚度。建设应符合“建筑桩基技术规范JGJ94-2008”，“建设基坑支护技术规程JGJ120-99”和“滚轧直螺纹钢筋连接接头JG163-2004”的规定。

2）桩径1.2，桩身混凝土C30（水下）的，浇注成桩的是商品混凝土。

3）钢筋保护层8厘米，桩应桩身主筋应该采用该用于机械加固套筒连接，并满足“钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-2003”的规定。

4）咬合桩施工的的头等大事是素混凝土桩超缓混凝土必须达到初凝时间≥60h的要求。 5）施工前桩冠梁，桩顶应钻到一个新的混凝土表面，暴露的钢筋应平直，浇注承台梁前，表面的灰尘和水应该被清理干净，应确保排桩与冠梁连接是安全的，而不应导致交界处产生薄弱面。

6）咬合桩施工的上部是填石段，以保证桩的质量，应采用使用换填或钢套桶护壁冲孔桩成桩技术。

图1.1咬合桩大样图

3.3 咬合桩施工垂直度及定位误差的调控 （1）控制桩身垂直度

控制良好的桩身垂直度是保证钻孔咬合桩底部有充足咬合量的基础。依据实际规范标准，工程桩身垂直度的偏差应在0.3%以下，桩间的咬合量应为250mm。成孔时要控制好桩的垂直度，需做好以下三方面：一是检查校正套管的垂直度；二是监控并调整成孔过程中桩的垂直度，也就是地面监控与孔内检测；三是纠偏，成孔时若发现垂直度偏差较大，应立即纠偏。当前常用的纠偏方法有：①B 桩纠偏，若B 桩入土超过5m 出现过大偏移，可先使用钻机油缸实施直接纠偏处理，若未能满足标准，可将粘土或砂土填充至套管内，在填土的同时将套管拔起，待套管提升至上次满足要求的位置后调直套管，检查垂直度合格后再实施下压；②使用钻机油缸纠偏，若套管入土深度较浅或偏差较小，可直接采用钻机的两个推拉油缸和顶升油缸对套管的垂直度进行调节，以此实现纠偏；③A 桩纠偏，相比较于B 装纠偏，A 装纠偏时不可向套管内填充砂土或粘土，而应填入与B 桩同类型的混凝土，以免桩间形成土夹层而干扰排桩的止水效果。

（2）控制孔口定位误差

为提高钻孔咬合桩位置的精确度，应严密控制孔口的定位误差。施工中可在钻孔咬合桩顶部安置钢筋混凝土导墙，导墙上留设定位孔，孔直径应比桩径大20~40mm。待钻机移动到设定位置后，待第一节套管进入定位孔后应及时进行检查调整，以确保套管周围同定位孔间的空隙保持均匀。

3.4 超缓混凝土的试配及使用 （1）超缓凝剂的选用

为避免粉状外加剂在混凝土中难以均匀分散的问题，可选用液体水溶性超缓凝剂作为主要超缓凝

剂。使用中，增加缓凝剂的掺量，可增强缓凝作用，且在恰当范围内掺加缓凝剂不仅不会干扰后期强度，反而能提高其强度；然而若缓凝剂使用量超过标准值，则不仅会造成严重缓凝，且会导致强度损失，甚至会出现长

（2）材料选择

因水下超缓混凝土的灌注是一项连续作业，在控制坍落度损失、混凝土粘聚性、抗压强度的各项指标时应重点控制原材料的质量。

（3）配合比选择

在实际混凝土配制前应进行多次试配，依据试配结果选出一组最佳配合比，选出的配合比混凝土应无泌水、离析现象，出机状态好，缓凝时间符合施工标准，且有充足的强度富余系数。此类超缓混凝土关键是控制好混凝土的凝结时间，初凝时间应为60h，强度应在3Mpa 以下。灌注前应将坍落度控制在180~200mm 范围内，扩展度应高于45mm，以提高水下灌注混凝土的保水性和粘聚性。

3.5 钢筋笼上浮与“管涌”问题处理

（1）钢筋笼上浮处理：因套管内壁同钢筋笼外缘间隙较小，在套管拔起过程中可能造成套管随带钢筋笼一起上浮的问题。可采取的预防措施：在钢筋笼底部焊接一块小于钢筋笼直径的薄钢板，以提高其抗浮能力；A 桩混凝土应选用粒径较小的骨料，粒径应控制在20mm 以下，减少石子造成的摩擦；混凝土灌注应严格按照操作标准执行；使用钢筋笼导正器。

（2）“管涌”是指在A 桩成孔时，由于B 桩混凝土未硬化，处于流动状态的混凝土由A、B 桩结合处涌入A 桩孔内。可采取的预防措施有：①B 桩长空的套管比A 桩成孔采用的套管长1.5m；②B 桩成孔时应密切观察邻近两侧A 桩混凝土顶面是否下陷，若发现下陷应立即停止A 桩开挖，并一边将护筒尽量下压，一边向Ｂ桩内填土或注水(平衡Ａ桩混凝土压力)，直至制止住“管涌”为止；③A 桩混凝土的坍落度应较小，不应高于14cm，以减小混凝土的流动性。

结束语

通过对实际工程的研究，得出以下结论：

（1）咬合桩支护方式是一种有效的基坑支护方式，对基坑的沉降及变形进行了有效的控制，由于有钢套管的保护能靠近临时建筑物、地下管线施工。

（2）全套管的跟管钻进，能顺利穿越饱和含水地层，有效的防止了孔内流沙、涌泥，并可进行嵌岩，施工较为安全、快捷，对桩身质量能较好的控制，保证了桩承载力。

（3）第二序次施工的桩在已有的第一序次两桩间实施切割咬合，全套管的护孔方式保证了桩间紧密咬合，形成良好的整体连续结构。

（4）不需要在施工止水帷幕，同其他围护结构相比，采用咬合桩围护在造价上有一定优势。

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