钻孔咬合桩施工工艺及常见问题的处置

钻孔咬合桩施工工艺及常见问题的解决摘要】：钻孔咬合桩作为一种新型的围护构造,由于桩与桩之间互相咬合,解决了以前相切桩防水效果差的弊病。此工艺在地铁及其它深基坑围护中广泛应用。全套管咬合桩的优点:1)孔口定位误差小,成孔垂直精度高;2)桩与桩互相咬合,防水效果好;3)全套管护壁,干孔作业,无泥浆,无塌孔;4)噪音小,振动小,对周边建筑物无影响,利于文明施工。核心词】：钻孔咬合桩施工工艺围护构造事故解决一、重要施工办法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排列的一种基坑围护构造。桩的排列方式分为两种形式，一种是一条钢筋混凝土桩（A桩）和一条素混凝土桩（B桩）间隔布置，施工时，先施工B桩后施工A桩，必须B桩混凝土初凝之前完毕A桩的施工。A桩施工时采用全套管钻机切割掉相邻B桩相交部分的混凝土，实现咬合。另一种是A、B桩都是钢筋混凝土桩间隔布置。B桩普通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。图1咬合桩示意图1）、单桩施工工艺A型(配筋)单桩施工工艺流程以下。(1)、钻机就位：精确测定桩中心位置,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1.5～2.5m。用抓斗从套管内取土,一边抓土、一边继续下压套管,始终保持套管底口超前于开挖面的深度不不大于2.5m。(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》规定,钢筋制作加工要符合图纸尺寸规定,笼体完整牢固。为使钢筋笼有足够的刚度,以确保在运输和吊放过程中不产生变形,每隔2m用20mm钢筋设立一道加强箍。(4)、混凝土灌注：A、B桩混凝土质量规定如表1所示。表1项目类型强度等级坍落度缓凝时间粗骨料粒径A桩C30水下砼202cm----5～15mmB桩C15水下砼162cm60h5～20mm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2～6m之间,最小埋入深度不得不大于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出4m。混凝土灌注中应避免钢筋笼上浮,当混凝土进入钢筋笼底端1～2m后,可适宜提高导管。导管提高要平稳,避免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,监测其缓凝时间及坍落度状况,直至该桩两侧的A桩全部完毕为止。发现问题立刻采用应急方法。（5）、拔管成桩：边灌注混凝土边拔管,始终保持套管底低于混凝土面不不大于2m。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。图2咬合桩施工工艺流程图分段施工接头的解决办法：往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在与先施工段的接头问题。解决办法为在施工段与段的端头设立一种砂桩（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。图3分段施工接头预设砂桩示意图二、核心技术的质量控制方法（一）、孔口定位误差的控制为了确保钻孔咬合桩底部有足够的咬合量，应对其孔口的定位误差进行严格的控制。在钻孔咬合桩桩顶以上设立钢筋混凝土导墙，导墙上设立定位孔，其直径宜比桩径大20～40mm。钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调节，使套管周边与定位孔之间的空隙保持均匀。（二）、桩的垂直度的控制控制了桩身垂直度，也就能确保了钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量。除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》和设计规定，桩身垂直度偏差不不不大于3。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好下列三个环节的工作。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，然后将按照桩长配备的套管全部连接起来，套管顺直度偏差控制在1~2。检测办法：于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，然后用线锥和直尺进行检测。2、成孔过程中桩的垂直度监测和检查①、地面监测：在地面选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的套管的垂直度，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坚持，不能中断。②、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进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才干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节，纠偏的惯用办法有下列三种：①、运用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不不不大于或套管入土不深（5m下列），可直接运用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达成纠偏的目的。②、B桩纠偏：如果B桩在入土5m下列发生较大偏移，可先运用钻机油缸直接纠偏，如达不到规定，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提高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。③、A桩纠偏：A桩的纠偏办法与B桩基本相似，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与B桩相似的混凝土，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。（三）、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拟定，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有关。根据咬合桩施工工艺，B桩初凝时间应为：T=3t+kt为单桩成桩时间，普通取12hk为预留时间，取24h因此，本项工程初步控制B桩初凝时间为T=60h，并在后来施工中根据现场状况进行调节。超缓凝混凝土的施工质量控制方法以下：1、生产：对超缓凝混凝土的技术参数规定：自混凝土灌注时间计算，混凝土的初凝时间须60小时；采用Ｃ30超缓凝水下混凝土，设计规定水下混凝土应将混凝土抗压强度提高10MPa；混凝土内氯离子最大含量不得超出0.2%，最大碱含量不超出3kg/m3。2、使用：使用过程中采用严格的检查制度和监控方法：①、每车混凝土在使用前必须由实验室检查其坍落度及观感质量与否符合规定，坍落度超标或观感质量太差的果断退回，绝不使用。②、每车混凝土均取一组试件，监测其缓凝时间及坍落度损失状况，直至该桩两侧的A桩全部完毕为止，如发现问题及时反馈信息，方便采用应急方法。③、按规范规定取试件检查混凝土最后强度，混凝土最后强度必须满足设计规定。三、常见工程事故的防止及解决方法1、管涌解决管涌是指在A桩成孔过程中,由于B桩混凝土未凝固,还处在流动状态,B桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内。克服管涌有下列几个办法:①、B桩混凝土的坍落度应相对小某些,不适宜超出18cm,方便于减少混凝土的流动性。②、套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离,方便于造成一段瓶颈,制止混凝土的流动;如果钻机能力许可,这个距离越大越好,但最少不应不大于2.5m。③、必要时(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,制止管涌的发生。④、A桩成孔过程中,应注意观察相邻两侧B桩混凝土顶面,如发现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,直到完全止住管涌。2、钢筋笼上浮解决由于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。防止方法重要有:①、A桩混凝土的骨料粒径应小某些,不适宜不不大于20mm。②、在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。③、必须安装钢筋笼导正器。④、混凝土灌注必须按操作规程进行。3、钻进入岩的解决钻孔咬合桩仅合用于软土地质。如施工中碰到局部小范畴区域少量桩入岩状况时,可采用二阶段成孔法进行解决。第一阶段:不管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)。第二阶段:按钻孔咬合桩正常施工办法施工。4、事故桩的解决在钻孔咬合桩施工过程中,因B桩超缓凝混凝土出现早凝现象或机械设备故障等因素,造成钻孔咬合桩的施工未能按正常规定进行而形成事故桩。事故桩的解决重要有下列几个状况。(1)、平移桩位单侧咬合A桩成孔施工时,其一侧B1桩的混凝土已经凝固,使套管钻机不能按正常规定切割咬合B1、B2桩。解决办法为向B2桩方向平移A桩桩位,使套管钻机单侧切割B2桩,施工A桩(凿除原桩位导墙,并严格控制桩位),并在B1桩和A桩外侧另增加1根旋喷桩作为防水解决。图4平移桩位单侧咬合桩示意图阐明：原设计B1、B2桩桩位保持不变。(2)、背桩补强A1桩成孔施工时，其两侧B1桩、B2桩的混凝土均已凝固，解决办法为放弃A1桩的施工，调节桩序继续背面咬合桩的施工，后来在A1桩外侧增加三根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水解决。在基坑开挖过程中将B1和B2桩之间的夹土去除喷上混凝土即可。以下图所示：图5咬合桩背桩补强示意图(3)、预留咬合企口在A1桩成孔施工中发现B1桩混凝土已有早凝倾向但尚未完全凝固时，此时为避免继续按正常次序施工造成事故桩可及时在B1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调节完毕后再继续背面桩的施工。以下图所示：图6预留咬合企口示意图四、咬合桩质量验收原则表2钻孔咬合桩允许偏差序号项目允许偏差(mm)1C30水下混凝土不低于设计规定2混凝土(超缓凝)砼三天强度不大于3Mpa10%砼坍落度：14~18cm10%砼抗压强度(28天)不低于设计规定3孔径不不大于设计规定4孔深+500~05桩位主体构造轴线方向10垂直纵轴方向106垂直度37钢筋笼钢筋笼外径比套管内径小6~8cm10主筋间距10箍筋间距20钢筋笼直径10