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1、用作深基基坑围护护的钻孔孔咬合桩桩施工技技术研究究【摘 要要】上海海市轨道道交通 6 号号线 221B 标段长长清路站站上南南路区间间工程中中, 软软土地基基上首次次大面积积采用钻钻孔咬合合桩作为为深基坑坑围护体体系, 针对钻钻孔咬合合桩施工工中垂直直度控制制、B 桩抗管管涌、接接头处理理以及超超缓凝混混凝土研研制等多多项关键键技术进进行了研研究,并并在施工工过程中中采取了了相应的的措施保保证了钻钻孔咬合合桩的施施工质量量, 确确保了整整个基坑坑工程的的安全施施工, 取得了了较好的的效果。【关键词词】基坑坑围护 钻孔咬咬合桩 管涌 超缓凝凝混凝土土1 工程程概况 上上海市轨轨道交通通 6 号线
2、工工程北起起高桥镇镇港城路路, 南南至世博博园区主主题公园园, 是是市重大大交通建建设项目目。在 6 号号线 221B标标段长清清路站上南路路区间段段局部 2677 延长长米的基基坑中, 首次次在上海海软土地地基中大大范围采采用了钻钻孔咬合合桩作为为基坑围围护体系系。该区区域的钻钻孔咬合合桩围护护既是基基坑开挖挖时的围围护挡土土墙和止止水帷幕幕, 又又紧贴区区间结构构的外板板墙并与与结构外外墙共同同受力。 本本工程咬咬合桩桩桩长 225 mm, 桩桩中心间间距 8800 mm, 咬合合厚度为为 2000 mmm, A桩与与 B桩桩咬合交交错布置置, BB桩内配配钢筋笼笼采用水水下 CC30 混
3、凝土土, AA桩为 C300 素混混凝土( 图 1) 。2 工程程地质及及周边环环境 工工程地质质属上海海市典型型软土地地基, 工程影影响范围围内从上上至下主主要包含含素填土土、粉质质粘土、淤淤泥质粉粉质粘土土、淤泥泥质粘土土、砂质质粉土、粉粉质粘土土等。 咬咬合桩施施工范围围北侧平平行于基基坑方向向为已竣竣工使用用的日月月新苑小小区 667 层住宅宅楼, 条形基基础, 基础底底标高约约3.77 m, 设抗抗沉降桩桩为 2250 mm2500 mmm预制混混凝土方方桩, 桩长 18 m。咬咬合桩围围护外边边线距离离小区住住宅楼为为 8.5112 mm( 图图 2) 。3 工程程特点与与难点 (
4、 1) 咬合合桩垂直直度控制制难度较较大。由由于咬合合桩在上上海市软软土地基基尚无相相关规范范规定, 借鉴鉴外地咬咬合桩控控制要求求, 确确定咬合合桩垂直直度控制制为 33/10000。一一方面施施工时垂垂直度控控制难度度大, 另一方方面当垂垂直度无无法满足足时必须须采取相相应的措措施进行行纠偏。 ( 2) 咬合合桩超缓缓凝混凝凝土的配配制。由由于咬合合桩施工工成败重重中之重重为 AA桩的超超缓凝混混凝土的的配合比比必须满满足其初初凝时间间不小于于 600 h, 因此此必须通通过多次次的配合合比试验验以满足足混凝土土的初凝凝要求。 ( 3) 咬合合桩不同同情况下下的接头头处理难难度大。工工程采
5、用用多台钻钻孔咬合合桩施工工, 需需要针对对不同的的接头形形式采用用针对性性的接头头处理。 ( 4) 周边边环境要要求高。日日月新苑苑小区距距离基坑坑近, 且基础础相对比比较薄弱弱, 而而咬合桩桩在软土土地基上上变形通通常会较较大,施施工中必必须采用用相应措措施减小小基坑施施工对周周边环境境的影响响。4 咬合合桩施工工关键技技术4.1 单桩施施工流程程 场场地平整整测量放放样导墙施施工桩机就就位安放套套管压入套套管、控控制垂直直度套管钻钻进、抓抓斗取土土测量孔孔深孔底检检查吊放钢钢筋笼导管安安装、浇浇捣混凝凝土逐次拔拔管、测测量混凝凝土标高高桩机移移位在咬合桩桩施工时时对三个个关键过过程进行行
6、重点控控制, 其分别别是导墙墙定位、套套管垂直直度控制制、混凝凝土浇捣捣。4.2 导墙定定位 由由于咬合合桩紧贴贴结构, 为抵抵消咬合合桩在基基坑开挖挖时的外外侧土压压力作用用下的向向内位移移而造成成的基坑坑结构净净空减小小及自身身的垂直直度偏差差, 咬咬合桩导导墙放样样时外放放 800 mmm, 导导墙单边边宽为 1 2250 mm, 厚 3000 mmm。施工工相邻桩桩位时保保证搭接接长度为为 2000 mmm( 图 33) 。 导导墙模板板采用自自制整体体木模, 导墙墙预留定定位孔模模板直径径为套管管直径扩扩大 33 cmm即为 1 0030 mm。模模板采用用钢管支支撑,支支撑间距距不
7、大于于 1 m, 严防跑跑模。混混凝土浇浇注前对对模板的的垂直度度和中线线以及净净距进行行验收。 导导墙采用用 C220 混混凝土进进行浇注注, 混混凝土浇浇注时两两边对称称交替进进行, 严防走走模。如如发生走走模, 应立即即停止混混凝土的的浇注, 重新新加固模模板, 并纠到到设计位位置后, 方可可继续进进行浇注注。振捣捣采用插插入式振振捣器, 振捣捣间距为为 6000 mmm 左左右, 防止振振捣不均均, 同同时也要要防止在在一处过过振而发发生走模模现象。4.3 套管垂垂直度控控制 移移动套管管钻机至至正确位位置, 使套管管钻机抱抱管器中中心对应应定位在在导墙孔孔位中心心, 采采用经纬纬仪及
8、线线锤对钻钻管进行行垂直度度控制, 垂直直度控制制在 33以内内。找正正桩管垂垂直度后后, 磨磨桩下压压桩管, 压入入深度约约为 22.51.55 m, 下压压套管始始终保持持套管底底口超前前于开挖挖面的深深度2.55 m。第第一节套套管全部部压入土土中( 地面以以上要留留 1.211.5 m, 以便于于接管) , 第二节节套管安安装后对对其检测测垂直度度, 如如不合格格则进行行纠偏调调整。本本工程取取土方式式采用抓抓斗取土土, 利利用抓斗斗自重下下落取土土。在接接近孔底底时,取取土采取取轻放轻轻抓, 以免扰扰动底部部土层, 终孔孔时外管管超前00.51.55 m。 成成孔过程程中要控控制好桩
9、桩的垂直直度, 必须对对以下三三个环节节进行严严格的控控制:4.3.1 套套管的顺顺直度检检查和校校正 钻钻孔咬合合桩施工工前应在在平整地地面上进进行套管管顺直度度的检查查和校正正, 首首先检查查和校正正单节套套管的顺顺直度, 然后后将按照照桩长配配置的套套管全部部连接起起来进行行整根套套管 ( 155255 m)的顺直直度检查查, 偏偏差宜小小于 110 mmm。检检测方法法: 于于地面上上测放出出两条相相互平行行的直线线, 将将套管置置于两条条直线之之间, 然后用用线锤和和直尺进进行检测测。4.3.2 成成孔过程程中桩的的垂直度度监测和和检查 地地面监测测: 在在地面选选择两个个相互垂垂直
10、的方方向采用用经纬仪仪或线锤锤监测地地面以上上部分的的套管的的垂直度度, 发发现偏差差随时纠纠正。这这项检测测在每根根桩的成成孔过程程中应自自始至终终坚持, 不能能中断。 孔孔内检查查: 每每节套管管压完后后安装下下一节套套管之前前, 都都要停下下来对孔孔内垂直直度检查查, 不不合格时时需进行行纠偏, 直至至合格才才能进行行下一节节套管施施工。4.3.3 纠纠偏 成成孔过程程中如发发现垂直直度偏差差过大, 必须须及时进进行纠偏偏调整。 ( 1) 利用用钻机油油缸进行行纠偏: 如果果偏差不不大或套套管入土土不深( 小于于 5 m) , 可可直接利利用钻机机的两个个顶升油油缸和两两个推拉拉油缸调调
11、节套管管的垂直直度, 即可达达到纠偏偏的目的的。 ( 2) A桩桩纠偏: 如果果 A桩桩在入土土 5 m以下下发生较较大偏移移, 可可先利用用钻机油油缸直接接纠偏, 如达达不到要要求, 可向套套管内填填砂或粘粘土, 一边填填土一边边拔起套套管, 直至将将套管提提升到上上一次检检查合格格的地方方, 然然后调直直套管, 检查查其垂直直度合格格后再重重新下压压。 ( 3) B桩桩的纠偏偏: BB桩的纠纠偏方法法与 AA桩基本本相同, 其不不同之处处是不能能向套管管内填土土, 而而应填入入与 AA桩相同同的混凝凝土, 否则有有可能在在桩间留留下土夹夹层, 从而影影响排桩桩的防水水效果。4.4 B 桩桩
12、成孔“管管涌”现现象的控控制 在在 B桩桩成孔过过程中, 由于于 A桩桩混凝土土未凝固固, 还还处于流流动状态态, AA桩混凝凝土有可可能从两两桩相交交处涌入入 B桩桩孔内, 称之之为“管管涌”( 图 4) 。克服服“管涌涌”有以以下几个个方法: ( 1) 套管管底口应应始终保保持超前前于开挖挖面一定定距离, 以便便于造成成一段“瓶瓶颈”, 阻止止混凝土土的流动动, 超超挖距离离不应小小于2.5 mm。 ( 2) B桩桩成孔过过程中应应注意观观察相邻邻两侧 A桩混混凝土顶顶面, 如发现现 A桩桩混凝土土下陷应应立即停停止 BB桩开挖挖, 并并一边将将套管尽尽量下压压, 一一边向 B桩内内填土或
13、或注水, 直到到完全制制止住“管管涌”为为止。4.5 分段施施工接头头的处理理方法 本本工程一一台钻机机施工无无法满足足工程进进度, 需要多多台钻机机分段施施工, 这就存存在与先先施工段段的接头头问题。本本工程中中采用设设置砂桩桩的办法法对该类类接头进进行处理理。在施施工段与与段的端端头设置置一个砂砂桩( 成孔后后用砂灌灌满) , 待待后施工工段到此此接头时时挖出砂砂灌上混混凝土即即可( 图 55) 。 由由于砂桩桩部位容容易产生生渗漏水水现象, 因此此在砂桩桩外侧采采用旋喷喷桩防水水。4.6 混凝土土浇捣 超超缓凝混混凝土是是钻孔咬咬合桩施施工工艺艺所需的的特殊材材料( 因为其其缓凝时时间特
14、别别长, 所以称称为超缓缓凝混凝凝土) , 这这种混凝凝土主要要用于 A桩, 其作作用是延延长 AA桩混凝凝土的初初凝时间间,以达达到其相相邻 BB桩的成成孔能够够在 AA桩混凝凝土初凝凝之前完完成,这这样便给给套管钻钻机切割割 A桩桩混凝土土创造了了条件。因因此超缓缓凝混凝凝土是钻钻孔咬合合桩施工工工艺成成败的关关键。 为为了满足足钻孔咬咬合桩的的施工工工艺的需需要, 超缓凝凝混凝土土必须达达到以下下技术参参数的要要求: ( 1) 混凝凝土缓凝凝时间60 h; ( 2) 混凝凝土坍落落度: 1800200 mmm; ( 3) 混凝凝土的 3 dd 强度度值不大大于 33 MPPa; ( 4)
15、 最终终强度满满足设计计要求。 由由于咬合合桩施工工成败重重中之重重为 AA桩的超超缓凝混混凝土的的配合比比必须满满足其初初凝时间间600 h 的要求求, 因因此通过过多次实实验进行行比较( 表 1) , 得得出的最最符合工工程施工工要求的的配合比比。根根据表 1 结结果, 本工程程采用嘉嘉新京阳阳 P0042.5 水水泥和RRH255 的缓缓凝剂, 缓凝凝剂掺量量为 11.6%, 实实际满足足施工要要求, 未发现现早凝现现象。5 实施施效果 由由于制定定切实可可行的方方法, 进行合合理的施施工安排排, 严严格的施施工控制制, 咬咬合桩施施工质量量得到了了控制, 桩与与桩之间间无明显显漏水现现象。基基坑开挖挖过程中中, 围围护变形形也在设设计允许许的范围围内, 周边环环境无异异常情况况发生。 目目前咬合合桩用于于基坑围围护体系系中, 施工时时可采用用自落式式取土或或钻进取取土的方方式, 其中前前者适合合在周边边环境比比较好的的情况下下使用, 通常常在周边边环境要要求较高高时宜优优先采用用钻进取取土的方方式。