钻孔咬合桩施工工艺及常见问题的处理

1、钻孔咬合桩施工工艺及常见问题的处理 摘 要 钻孔咬合桩作为一种支护围挡结构,在地铁车站等深基坑围护施工中有着广泛的应用。结合天津地铁3号线华苑车站深基坑开挖,推荐了钻孔咬合桩围护结构的施工工艺、单桩及排桩的施工流程、孔口定位误差、桩的垂直度及超缓凝混凝土施工质量等一些关键技术,以及常见工程事故预防及处理措施。 关键词 钻孔咬合桩 施工工艺 围护结构 事故处理 1 施工工艺 钻孔咬合桩是采用全套管钻机钻孔施工,在桩与桩之间形成互相咬合罗列的1种基坑围护结构。桩的罗列方式为1条钢筋混凝土桩(A桩)和1条素混凝土桩(B桩)间隔布置。施工时,先施工B桩,后施工A桩,在B桩混凝土初凝之前完成A桩的施工。

2、B桩一般不配筋并采用超缓凝混凝土,A桩采用全套管钻机,切割掉相邻B桩相交部分的混凝土,从而实现咬合(如图1所示)。 1 1 单桩施工工艺 A型(配筋)单桩施工工艺流程如下。 平整场地测放桩位施工混凝土导墙套管钻机就位对中吊装安放第一节套管测控垂直度压入第一节套管校对垂直度抓斗取土,跟管钻进测量孔深清除虚土,检查孔底A桩吊放钢筋笼放入混凝土灌注导管灌注混凝土逐次拔套测定混凝土面桩机移位。 (1)钻机就位 准确测定桩中心位置,作为钻机定位的控制点。 (2)取土成孔 在桩机就位后,吊装第1节管在桩机钳口中,找正桩管垂直度后,磨桩下压桩管,压入深度约为1.52.5m。用抓斗从套管内取土,一边抓土、一边

3、连续下压套管,一直保持套管底口超前于开挖面的深度不小于2.5m。第1节套管所有压入土中后(地面以上要留1.21.5m,以便于接管),检测垂直度,如不合格则举行纠偏调节,合格则安装第2节套管,连续下压取土,直至达到设计孔底高程。 (3) 钢筋笼制作与吊放 钢筋笼制作要符合钢筋焊接及验收规程要求,钢筋制作加工要符合图纸尺寸要求,笼体完整结实。为使钢筋笼有足够的刚度,以保证在运送和吊放过程中不产生变形,每隔2m用20mm钢筋设置一道加强箍。 (4)混凝土灌注 A、B桩混凝土质量要求如表1所示。 水下混凝土灌注采用导管法,导管为250mm的法兰式钢管,埋入混凝土的深度宜保持在26m之间,最小埋入深度不

4、得小于1m。严禁将导管提出混凝土面或埋入过深,一次拔出高度不得超过4m。 混凝土灌注中应防止钢筋笼上浮,当混凝土进入钢筋笼底端12m后,可适当提升导管。导管提升要安稳,避开出料冲击过大或钩带钢筋笼。 对于B桩,每车混凝土均取1组试件,监测其缓凝时光及坍落度状况,直至该桩两侧的A桩所有完成为止。发觉问题立刻实行应急措施。 （5）拔管成桩 边灌注混凝土边拔管,一直保持套管底低于混凝土面不小于2m。 1.2排桩施工工艺 施工原则是先施工B桩,后施工A桩,其施工流程为B1B2A1B3A2B4A3,如图2所示。 往往一台钻机施工无法满意工程进度,需要多台钻机分段施工,这就存在与先施工段的接头问题。处理方

5、法为在施工段与段的端头设置1个砂桩(成孔后用砂灌满),待后施工段到此接头时挖出砂子,灌上混凝土即可。 2 关键技术的质量控制 2.1 孔口定位误差的控制 在钻孔咬合桩桩顶以上设置钢筋混凝土导墙,导墙上设置定位孔,其直径宜比桩径大2040mm。钻机就位后,将第1节套管插入定位孔并检查调节,使套管四周与定位孔之间的空隙保持匀称。 往往一台钻机施工无法满意工程进度,需要多台钻机分段施工,这就存在与先施工段的接头问题。处理方法为在施工段与段的端头设置1个砂桩(成孔后用砂灌满),待后施工段到此接头时挖出砂子,灌上混凝土即可。 2 关键技术的质量控制 2.1 孔口定位误差的控制 在钻孔咬合桩桩顶以上设置钢

6、筋混凝土导墙,导墙上设置定位孔,其直径宜比桩径大2040mm。钻机就位后,将第1节套管插入定位孔并检查调节,使套管四周与定位孔之间的空隙保持匀称。 2.2桩的垂直度的控制 按照我国地下铁道工程施工及验收规范(GB502991999)及设计要求,桩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,在平整地面上举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,然后将根据桩长配置的套管所有衔接起来,套管顺直度偏差控制在12。检测方法为:在地面上测放出两条互相平行的直线,将套管置于两条直线之间,然后用线锥和直尺举行检测。 (2)成孔过程中桩的垂直度监测和检查 地面监测:

7、在地面抉择两个互相垂直的方向,采用经纬仪或线锥监测地面以上部分套管的垂直度,发觉偏差随时订正。这项检测在每根桩的成孔过程中应自始至终举行,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“测环”或“线锥”举行孔内垂直度检查。不合格时应举行纠偏,直至合格才干举行下一节套管施工。 （3）纠偏 成孔过程中如发觉垂直度偏差过大,务必准时举行纠偏调节,纠偏的常用方法有以下3种。 利用钻机油缸举行纠偏:倘若偏差不大或套管入土不深(5m以下),可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调整套管的垂直度,即可达到纠偏的目的。 B桩纠偏:倘若B桩在入土5m以下发生较大偏移,可先利用钻机油缸

8、直接纠偏。如达不到要求,可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。 A桩纠偏:A桩的纠偏方法与B桩基本相同,其不同之处是不能向套管内填土,而应填入与B桩相同的混凝土。否则有可能在桩间留下土夹层,影响排桩的防水效果。 2.3超缓凝混凝土的施工质量控制 B桩混凝土缓凝时光应按照单桩成桩时光来决定,单桩成桩时光与施工现场地质条件、桩长、桩径和钻机能力等因素相关。按照咬合桩施工工艺,B桩初凝时光为 T=3t k 式中 t单桩成桩时光,一般取12h; k预留时光,取24h。 一般初步控制B桩初凝时光为60h,在以后施工

9、中按照现场状况举行调节。 3常见工程事故的预防及处理措施 3.1“管涌”处理 “管涌”是指在A桩成孔过程中,因为B桩混凝土未凝结,还处于流淌状态,B桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内。克服“管涌”有以下几个方法: B桩混凝土的坍落度应相对小一些,不宜超过18cm,以便于降低混凝土的流淌性。 套管底口应一直保持超前于开挖面一定距离,以便于造成一段“瓶颈”,阻挡混凝土的流淌;倘若钻机能力许可,这个距离越大越好,但至少不应小于2.5m。 须要时(如遇地下障碍物套管底无法超前时)可向套管内注入一定量的水,通过水压力来平衡A桩混凝土的压力,阻挡“管涌”的发生。 A桩成孔过程中,应留意观看相邻两侧

10、B桩混凝土顶面,如发觉B桩混凝土下陷,应立刻停止A桩开挖,并一边将套管尽量下压,一边向A桩内填土或注水,直到彻低止住“管涌”。 3.2钢筋笼上浮处理 因为套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小,在上拔套管的时候,钢筋笼有可能被套管带着一起上浮。预防措施主要有: A桩混凝土的骨料粒径应小一些,不宜大于20mm。 在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增强其抗浮能力。 务必安装钢筋笼导正器。 混凝土灌注务必按操作规程举行。 3.3 钻进入岩的处理 钻孔咬合桩仅适用于软土地质。如施工中碰到局部小范围区域少量桩入岩状况时,可采用“二阶段成孔法”举行处理。第一阶段:不论A桩或是B桩,先钻进,取土至岩面,然后卸下抓斗改换冲击锤,从套管内用冲击锤冲钻至桩底设计高程,成孔后向套管内填土,一边填土一边拔出套管(即第一阶段所成的孔用土填满)。其次阶段:按钻孔咬合桩正常施工方法施工。 3.4 事故桩的处理 在钻孔咬合桩施工过程中,因B桩超缓凝混凝土消失早凝现象或机械设备故障等缘由,造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求举行而形成事故桩