某填海区深基坑支护中咬合桩的工程应用

陈光海，朱阳华

(南昌大学共青学院工程技术系)



桥梁工程

某填海区深基坑支护中咬合桩的工程应用

陈光海，朱阳华

(南昌大学共青学院工程技术系)

基坑的稳定性受着基坑围护结构和技术的重要影响，现阶段应用于实际工程中有着众多支护形式，并且在实际工程中也都发挥着重要的作用。咬合桩围护结构是一种新型的连续排桩支护结构，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，具有独特的优点和适用性。介绍了深圳某填海区某深基坑支护工程采用钻孔咬合桩的施工情况，简要介绍了施工工艺、在施工过程中的重难点处理以及监测等内容。实践表明采用该支护形式能取得较好的施工效果，本工程施工经验可供与本工程类似的的地质条件的其他工程借鉴与参考。

咬合桩；基坑；围护

1 工程概况

本工程位于深圳市南山区，地势平坦，交通便利。基坑大约占地4万m2，基坑底设计高程为-8.70 m，基坑深约为13.7 m。场地原为滨海滩涂，后经人工回填后场地标高为3.73～5.32 m。平均高程约为4.8 m。

基坑长宽分别为226 m及179 m，基坑东侧边线距沙河西路18 m，沙河西路东侧为大沙河；南侧靠近高新南十道、地铁2号线等市政工程，支护桩边线距地铁隧道外边线约为24～25 m；西侧紧邻高新南环路；北侧接高新南九道。

2 施工工艺

2.1 工艺原理

咬合桩围护结构是一种新型支护结构，是一种相邻的桩身互相切割融合形成的具有防渗作用的连续挡土支护结构。咬合桩可以采用不同的布置形式，可采用全钢筋混凝土桩的布置形式，另外也可采用钢筋混凝土桩与素混凝土桩相互间隔的布置形式。本工程咬合桩采用的布置形式为一条不配筋并采用超缓混凝土桩(A桩)和一条钢筋混凝土桩(B桩)间隔布置形式。咬合桩的施工采取全套管钻机施工。A桩与B装的施工顺序为先A后B，并且B桩的施工必须A桩混凝土初凝之前完成。咬合效果是在B桩施工过程中，与A桩相交部分的混凝土被套管钻机的切割功能切割所形成的。咬合示意图如图1所示。

图1 A、B桩咬合示意图

2.2 施工流程

本工程实例中采用VRM200和MZ-1500型液压摇动式全套管钻机对咬合桩进行施工。施工顺序为：先完成素混凝土A序桩的施工，然后利用VRM200钻机在相邻A序桩间切割成孔完成对钢筋混凝土B序桩的施工。咬合桩施工顺序图如图2所示。

图2 咬合桩施工顺序图

3 重难点处理

3.1 孔口定位误差控制

咬合桩的底部应该具有一定厚度的咬合量，为了确保这一要求，在施工过程中必须严格控制其孔口的定位误差，表1列出了孔口定位误差允许值的参考值。

在咬合桩桩顶以上设置导墙可以有效提高孔口的定位精度，导墙的形式可以为混凝土或钢筋混凝土，在导墙上需设置定位孔，其直径宜比桩径大30 mm。钻机安装好后，检查、调整第一节套管，将套管放置定位孔的中心位置，使其周围与定位孔之间的距离保持一致。

3.2 导墙的施工

在施工钻孔咬合桩之前必须完成设置在桩顶上部的混凝土或钢筋混凝土导墙的施工。施工的具体步骤为：①平整场地；②测放桩位；③导墙沟槽开挖；④钢筋绑扎；⑤模板施工；⑥浇筑混凝土。

3.3 桩体垂直度控制

桩体垂直度影响着咬合桩的施工和咬合效果，所以为了顺利完成咬合桩的施工，且保证较好的咬合效果，必需严格控制桩体垂直度。桩的垂直度标准应控制在3‰以内。为了在成孔过程中保证桩体的垂直度，必须以下两方面的工作：①套管顺直度检查和校正、②垂直度监测和检查、纠偏等。

(1)桩的垂直度监测和检查

①地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向线锤监测地面以上部分的套管的垂直度，如若发现偏差应随时进行纠正。这项检测应贯穿于在每根桩的成孔过程。

②孔内检查：在进行下一节套管安装之前，必须检查孔内的垂直度，如果垂直度不合格则需进行纠偏，直至通过纠偏措施使得垂直度达到合格标准后方能施工下一节套管。

(2)纠偏

如果在成孔的过程中出现垂直度偏差过大的现象，此时必须对其进行纠偏和调整，常用的纠偏方法有以下三种。

①钻机油缸的纠偏：对于偏差不大或套管入土不深的情况，可通过钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸来调节套管的垂直度从而完成纠偏。

②A桩的纠偏：对于A桩在入土5 m以下发生了较多偏移的情况，可先采用钻机油缸的纠偏方进行纠偏。如果该方法不能完成纠偏，此时可向管内填砂或黏土，在此过程中填土和拔套管应同时进行，将套管提升到上一次检查合格的地方即可停止，然后将套管调直，并对其垂直度进行检查，检查合格后方可重新下压。

③B桩的纠偏：B桩与A桩的纠偏方法大致一样。其区别在进行B桩的纠偏时应向套管内填入与A桩相同的混凝土而不是填入砂或黏土，其原因在于如果填入砂或黏土可能会在桩间留下土夹层，从对咬合桩的防水效果产生影响。

3.4 混凝土缓凝时间控制

本工程位于填海区，地下水位较高，故桩身混凝土采用的是水下混凝土。其中A桩采用的是水下C20超缓混凝土，B桩采用的是水下C30混凝土。混凝土均采用商用混凝土。

咬合桩的施工是B桩的施工必须A桩混凝土初凝之前完成，所以对A桩混凝土缓凝时间的严格控制是咬合桩顺利施工重要条件。本工程设计的最短缓凝时间为60 h。试验表明，将SP型混凝减水剂加入A桩灌注混凝土后，A桩混凝土的初凝时间可延缓至60 h左右，从而保证了施工方案能顺利实施。

4 施工影响及监测

4.1 施工影响

本工程靠近深圳湾，原为滨海滩涂，后经人工回填，故场地存在着不等厚度的填石层，最厚处达到10 m；并且地下水位比较高，所以整个的施工难度较大。

本基坑西侧靠南段1-1剖面长约27 m、东侧靠南段17-17剖面长约54 m，由于填石层较深，对咬合桩的施工拟采用对填石层进行冲孔破碎——填砂——二次成孔的施工工艺。在进行试桩过程中，全套管钻进遇到未破碎大石，并且出现泥浆反涌现象，从而影响了全套管咬合桩的正常施工，经项目组开会研究，最终决定采用冲孔桩机二次冲孔至桩底的成孔工艺，继而完成1-1剖面和17-17剖面咬合桩施工。从最后的施工效果来看，咬合桩的施工质量较好，桩间没有出现明显漏水现象。

4.2 施工监测

为保证基坑和桩体自身稳定和安全，施工中必须对基坑和桩体进行全过程监测，主要监测内容有：桩身水平位移、桩身沉降、桩身内力等。

(1)桩身水平位移监测

各桩顶水平位移观测累计位移量介于-10～28 mm之间，平均位移量为7.24 mm，日平均位移速率介于-0.0435～0.102 7 mm之间。

(2)桩身沉降位移监测

各桩顶沉降位移观测标累计位移量介于17.2～20.1 mm之间。

(3) 桩身内力监测

由钢筋应力计监测结果，最大压应力为14.35～54.58 kPa。最大拉应力为16.26～85.66 kPa。

由以上监测结果可知，基坑和桩体都安全稳定。

5 结 语

结合某一基坑工程，对工程中的采用的咬合桩支护结构做了简要介绍。介绍了咬合桩的施工工艺、施工中的重难点处理以及施工影响和监测等内容。从施工效果来看，本工程采用的咬合桩支护结构能起到较好的支护效果，咬合桩作为一种新型的围护结构，在某些特定的工程条件下，具有一定的适用性和优势。本工程施工经验可供与本工程类似的的地质条件的其他工程借鉴与参考。

[1] 杨建学，侯伟生，郑陈旻，等.冲孔咬合桩在某临海深基坑围护中的工程应用[J].岩土工程学报,2010，(32)：207-209.

[2] 王飞，刘新.咬合桩的质量控制[J].江苏建筑,2009，(5)：60-61.

[3] 张佐汉，刘国楠，胡荣华.深圳地区钻孔咬合桩围护结构施工技术的研究[J].铁道建筑,2010，(5)：37-42.

[4] 庄志远. 咬合钻孔灌注桩施工质量控制探讨[J].城市建设理论研究(电子版)，2011，(26)：1-5.

[5] 武书祥，谢腾，付全鸿. 地铁施工中咬合桩工艺的质量控制[J]. 天津建设科技,2005，(z1)：14-15.

Application of Interlocking Piles in Deep Foundation Pit in Reclamation Area

CHENG Guang-hai，ZHU Yang-hua

(Engineering Technology Department of Nanchang University Gongqing College)

Foundation pit retaining structure and technology seriously affect the stability of foundation pit. In the present there are many supporting forms applied to practical engineering. The interlocking pile retaining structure is a new type of continuous pile support structure. The interlocking pile is a retaining structure of deep foundation pit. The interlocking piles are linked each other. It has unique advantages and applicability. The construction technology, the construction of the difficult point in the process of treatment and monitoring are introduced. The practice shows that the support form can get good construction effect. The project construction experience for similar to this project geological condition of other engineering reference and reference.

interlocking piles; foundation pit; retaining structure

2015-06-12

陈光海(1989-)，男，硕士研究生，研究方向：岩土工程。

U416.1

C

1008-3383(2015)11-0089-02