咬合桩施工工艺简介

全套管咬合桩施工工艺简介目录1咬合桩的概念2全套管咬合桩施工原理及特点3全套管咬合桩施工工艺4全套管咬合桩与支护桩的比较咬合桩施工工艺是在全套管桩基施工工法的基础上，结合了自身的技术特点，解决了关键技术难题后，经过多个工程实践而得以发展起来的，主要用于围护结构中的施工工法。“咬合”意为相邻桩之间的相互关系，即相邻桩之间利用二种混凝土的初凝时间差，实现无缝“咬合”。而传统排桩式挡土桩为桩桩相切，相邻桩之间由于新老混凝土界面的存在，使得桩之间有一定的缝隙，形成渗漏水通道，且大多数挡土桩内配置了相应数量的钢筋（或构造钢筋），当桩的抗弯强度满足要求时，就形成了一定的材料浪费。也有采用桩间设置止水桩（如高压旋喷桩或搅拌桩等），这在施工中需要另外增加设备投入，施工现场会出现多工种作业，质量监管工作量大增。咬合桩的由来全套管咬合桩概念BnA1B1

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···全套管咬合桩施工原理咬合桩与普通支护桩相比，具有以下特点:1、质量可靠，外观整齐使用商品混凝土，施工全过程使用套管，混凝土灌注基本不会出现常规桩施工中出现的夹泥、断桩、离析等常规桩型中常见质量问题；套管采用20mm-30mm的钢板卷制，管靴底口镶嵌合金刀刃，整体刚度大。在地面利用相互垂直的二个方向，校对套管下入过程中的垂直度，桩的垂直度可控制在3‰。桩之间的咬合与混凝土固结同步，可起到完全的止水作用，全套管无泥浆施工，消除了“泥皮”对桩的承载力的负面影响。全套管咬合桩特点咬合桩与普通支护桩相比，具有以下特点:2、地层适应性强采用套管跟进技术，及时隔断地层(尤其是易坍塌的砂层、卵石层、流塑状淤泥等)的影响，可适用于人工(杂)填土、淤泥层及第四系地层和部分岩层（全风化和部分强风化岩层），具有很强的地层适应性。3、连接形式灵活与排桩式地下连续墙相似，可以在已成的桩周围进行任意角度的连接，根据建筑物的平面结构特点，设计成与最有利的平面形状，从而可以最大化地利用有限空间。全套管咬合桩特点咬合桩与普通支护桩相比，具有以下特点:4、施工环保施工无噪声、无振动，对地层及周边环境影响小，少或无泥浆作业，施工现场洁净，基本无泥浆外运。此外，该工法与柔性桩(如SMW)工法相比，无挤土效应。5、施工工效高，占用场地小全套管钻机是一种机械性能好，成孔深度大，成桩直径大的新型桩工机械，采用一套设备，可集取土、成孔、护壁、吊放钢筋笼、灌注混凝土等作业工序于一体，不需要另外增加防渗施工机械，效率高，工序辅助费用低。单套设备的占用场地小，可以根据工程的规模、工期要求尽量多地投入设备，加快工程进度。全套管咬合桩特点咬合桩与普通支护桩相比，具有以下特点:6、降低工程造价由于咬合桩在基坑围护结构中使用是采用一荤桩间一素桩，即一根桩有钢筋笼(荤桩)，相邻的桩采用素混凝土桩或砂浆桩(素桩)，因此，在围护结构整体刚度、稳定性满足要求的前提下，可实现钢筋用量减少，较墙式地下连续墙可大幅度减少钢筋用量；施工成本降低，常规的排桩式或墙式基坑围护结构施工，采用泥浆护壁，泥浆的处理和弃置是构成成本的重要部分，而在咬合桩的施工中，采用的是抓土作业，护壁由套管完成，因此施工的这部分成本可大幅度降低；全套管咬合桩特点咬合桩与普通支护桩相比，具有以下特点:6、降低工程造价3）在地下水较丰富的地层中施工的咬合桩围护结构防渗效果好，无需另外增加辅助截水帷幕等防水措施。7、劳动组织简单成孔作业、混凝土灌注可由一个班组完成，一个钢筋制作班组负责3-4台套打桩机的钢筋供应；相对常规的泥浆作业工序，可省去泥浆泵人员、场地清理人员、泥浆外运人员，整个工程的劳动组织相对简单。全套管咬合桩特点全套管咬合桩使用范围适用范围：主要应用于基坑围护结构，桩径可在 0.8m-1.2m

之间，最佳基坑开挖深度为 10-20m；可适用于人工填土层、淤泥层、粘性土层、粉砂层、透水性砂层、以及卵砾石层（碎石层）和风化岩石层等各种

地层，尤其是易坍塌，易缩径地层，对防渗性能要求高，更能显示出其优越性；在地铁、道路下穿线、高层建筑物等城市构筑物的深基坑工程中广泛使用。全套管咬合桩施工设备发展搓管机+冲抓斗搓管机+旋挖钻机+全回转钻机

冲抓斗+全回转钻机

旋挖钻机全套管旋挖钻机全套管多功能钻机全套管咬合桩的施工工法咬合桩施工工法可以根据地质条件、周边环境要求、施工要求等选择，如：根据A桩（素桩）是否采用缓凝混凝土，分为软咬合和硬咬合。根据地质条件的不同选择施工工法：1、对于软土、黏土、5cm～10cm碎石（或卵石）层、10Mpa以内全风化及强风化岩层：A：搓管机+履带吊冲抓斗

B：全套管多功能钻机C：型号360及以上的全套管旋挖钻机A:搓管机+履带吊冲抓斗施工原理施工原理：该工法利用搓管机带动套管回转，使钢套管与土层间的摩阻力大幅度减小，边回转边压入，同时利用冲抓斗挖掘取土，直至套管下到桩端持力层为止；先施工A桩，将导管竖立在钻孔中心，灌注混凝土（或水泥黏土砂浆）成桩；B桩施工，在成孔后将钢筋笼放入，接着放导管，最后灌注混凝土成桩。施工中过程中注意控制施工工序，控制A桩的混凝土凝结时间。A:搓管机+履带吊冲抓斗施工原理A:搓管机+履带吊冲抓斗施工工序A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制1、孔口定位误差的控制：为了保证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置钢筋混凝土导墙，导墙上设置定位孔，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整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制2、桩的垂直度控制：控制了桩身垂直度，也就能保证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。根据设计要求，桩身垂直度偏差不大于3‰。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作：Ⅰ、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，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来，套管顺直度偏差控制在1‰~2‰。检测方法：于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锥和直尺进行检测。A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制2、桩的垂直度控制：Ⅱ、成孔过程中桩的垂直度监测和检查：①地面监测：在地面选择两个相互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，直至合格才能进行下一节套管施工。Ⅲ、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整，纠偏的常用方法有以下三种：①利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大或套管入土不深A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制2、桩的垂直度控制：（5m以上），可直接利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，即可达到纠偏的目的。②B桩纠偏：如果B桩在入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，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。③A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，从而影响排桩的防水效果。A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制3、咬合厚度选择：相邻桩之间的咬合厚度d根据桩长来选取，桩越短咬合厚度越小（最小不宜小100mm），桩越长咬合厚度越大，按下式进行计算（公式意义在于保证桩底的最小设计咬合厚度不小于50mm）：d－2（kl+q）≥50mm式中l—桩长；k—桩的垂直度；q—孔口定位误差容许值；d—钻孔咬合桩的设计咬合厚度；A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制4、注意“管涌”控制：根据地质报告，随时观察

A桩混凝土顶面、孔内地下水

和穿越砂层的动态，按少取土多压进的原则操作，做到套管超前；套管始终超前，抓土在后，抓土面离套管底的最小距离应保持在2D（D为桩径）以上，至少不应小于2.5m，使孔内留足一定厚度的反压土层，防止管涌的产生；往孔内灌水，直灌到相当于承压水头的高度后再钻进。A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制5、克服钢筋笼上浮的方法：由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将可能被套管带起上浮，其预防措施主要有：B桩混凝土的骨料粒径尽量小一些，不宜大于

20mm；在钢筋笼底部焊上一块比钢筋直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力；钢筋笼导正器必须制作；砼灌注必须按操作规程进行。A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制6、超缓凝砼凝结时间控制：超缓凝混凝土的质量直接决定钻孔咬合桩的成败，为了满足钻孔咬合桩的施工工艺的需要，超缓凝砼必须达到以下技术参数的要求：A桩砼缓凝时间≥60小时，确定方法如下：测定单桩成桩时间t：应根据工程具体情况和所选钻机的类型在现场作成桩试验来测定，试验结果t为12-15小时，取上限t=15小时。确定A桩砼缓凝时间T：T=3t+K式中：T——A桩砼的缓凝时间（初凝时间）；t——单桩成桩时间；K——储备时间，一般取1.0t；A:搓管机+履带吊冲抓斗关键工序控制6、超缓凝砼凝结时间控制：2）砼坍落度：160～180mm，确定原则：

a.水下砼灌注的需要；b.满足防止“管涌”措施的需要；c.为了防止“管涌”，混凝土坍落度d随时间t的损失曲线应尽量陡一些，即d的损失快一些3）缓凝砼3天强度值不大于3MPa：其作用是：在施工过程中遇到意外情况（如设备故障等）拖延了时间，以致于在A桩终凝后才施工B桩，这时，由于混凝土早期强度不高，使A桩咬合部分砼处理起来方便。B:全套管多功能钻机双动力头强力多功能钻机主要由可分离式的双动力头、高稳定性履带式桩架和先进的液压电气控制系统构成，配置套管螺旋钻杆及潜孔锤等组合钻具，可进行多功能、多用途施工，特别是能在卵石漂石层及坚硬岩层等复杂地层高效率钻孔，成孔钻径、孔壁形状规整、质量好，垂直精度高，施工无泥浆污染。此类机械如：上海金泰SZ80-35、雄飞桩工双回旋凿岩潜孔桩机、八达工程机械J

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6型、山河智能SWSD2512型等。B:全套管多功能钻机施工原理上动力头上动力头扭矩120～360KN·M,可配备螺旋钻杆、冲击锤等，回转接头用于输送压缩空气或砼。下动力头扭矩250～600KN·M,驱动钢套管，可以装刮泥装置。下动力头B:全套管多功能钻机施工原理钻进过程中遇到漂石或进入基岩时，可以采用潜孔锤施工钻掘，它由空压机、潜孔锤、冲击器组合而成，潜孔锤所产生的冲击功率直接传给钻头，然后由钻机动力头驱动钻杆回转，形成对岩石脉动破碎能力，同时利用潜孔锤排出的压缩空气，对钻头进行冷却并将孔底渣屑快速排出孔外，从而实现快速钻进成孔。B:全套管多功能钻机上海金泰SZ80-35多功能全套管钻机：该产品可配置套管螺旋钻具、长螺旋钻具、潜孔锤等，适用各种土层、砂层、卵砾石层和岩石层等。

1)该设备最大成孔深度35m，能对付在卵石、漂石层及坚硬岩层等复杂地层的高效率钻孔的入岩钻机；2)该设备成桩孔径孔壁形状规整，桩孔垂直精度高，施工过程无泥浆污染。B:全套管多功能钻机雄飞桩工双回旋凿岩潜孔桩机：空气潜孔锤跟管钻进技术是以压缩空气作为动力，跟管钻具在空气潜孔锤和钻机扭矩作用下进行冲击回转钻进并实现同步跟进套管。利用履带式长螺旋桩机，其优点在于机型灵活性好，稳定性好，机体可360度回转，起拔力大，机架高，不用拆换钻具就能一次性满足深孔作业，行走灵活方便，适应性强。B:全套管多功能钻机八达工程机械JB-176型：B:全套管多功能钻机山河智能SWSD2512型B:全套管多功能钻机施工工序A桩施工工序：多功能钻机就位→调整多功能钻机竖直度→多功能钻机成孔→套管跟进→施工过程中校核竖直度→测量孔深→多功能钻机移位→测量孔深→清除虚土→导管安装→砼灌注→根据灌注进程拔除套管→检验砼面高度→成桩；B桩施工工序;多功能钻机就位→调整多功能钻机竖直度→多功能钻机成孔→套管跟进→施工过程中校核竖直度→测量孔深→多功能钻机移位→测量孔深→清除虚土→安装B桩钢筋笼→导管安装→砼灌注→检验砼面高度→拔除套管→成桩。B:全套管多功能钻机关键工序控制1、桩身垂直度控制：为了保证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，保证成孔垂直度。套管的顺直度检查和校正成孔过程中桩的垂直度监测和检查：包括地面监测和孔内检查纠偏：①利用钻机油缸进行纠偏；②A桩纠偏；③B桩的纠偏。B:全套管多功能钻机关键工序控制2、遇地下障碍物的处理方法：总的来说，套管钻机施工过程中如遇地下障碍物（或是进入基岩）处理起来是比较容易，内动力头上可以装上潜孔锤。3、控制钢筋笼位置的方法：B桩施工过程中，需要安放钢筋笼，钢筋笼安装位置是否准确，直接影响桩基成品的质量，一般通过控制钢筋笼顶的高程来控制钢筋笼的位置。控制钢筋笼位置分为控制钢筋笼上浮和控制钢筋笼下沉两个方面。C:全套管旋挖钻机施工原理施工原理：旋挖钻机配置卷扬加压系统,搭配护筒驱动器,可以使用护筒驱动器下护筒,最多时可单独下放及起拔约22米长的护筒，再利用旋挖钻头取土。先施工A桩，后施工B桩，A桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在A桩砼初凝之前完成B桩的施工，B桩施工时，利用套管桩机的切割能力切割掉相邻A桩相交的砼，实现了咬合。C:旋挖驱动套管施工工序施工工序：旋挖钻机就位→调整旋挖钻机竖直度→旋挖钻机驱动套管钻机→旋挖钻头取土→施工过程中校核竖直度→测量孔深→旋挖钻机移位→测量孔深→清除虚土→导管安装→砼灌注→根据灌注进程拔除套管→检验砼面高度→成桩；C:旋挖驱动套管施工咬合桩的施工工法2、对于上部回填土、黏土，下部碎石、胶结砾岩，强度大于10MPa岩层，硬层在基底以下：A：搓管机+旋挖钻机B：振动锤下套管+旋挖钻机或全套管旋挖钻机硬层在基底以上：C：多功能全套管钻机D：全套管全回转钻机+旋挖钻机A:搓管机+旋挖钻机施工原理施工原理：采用搓管机钻孔及下压套管、旋挖钻机取土施工。桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。咬合桩的排列方式为一个素砼桩（A桩）和一个钢筋砼桩（B桩）间隔，先施工A桩，后施工B桩，A桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在A桩砼初凝之前完成B桩的施工，

B桩施工时，利用套管桩机的切割能力切割掉相邻A桩相交的砼，实现了咬合。A:搓管机+旋挖钻机施工工艺流程利用旋挖钻机的动力系统和搓管机驱动套管；利用旋挖机垂直度显示功能来控制桩垂直度。A:搓管机+旋挖钻机施工工艺流程A:搓管机+旋挖钻机施工工艺流程A:搓管机+旋挖钻机施工工艺流程A:搓管机+旋挖钻机施工工艺流程A:搓管机+旋挖钻机关键工序控制1、孔口定位误差的控制：为了保证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。2、桩身垂直度控制：套管的顺直度检查和校正成孔过程中桩的垂直度监测和检查：包括地面监测和孔内检查纠偏：①利用钻机油缸进行纠偏；②A桩纠偏；③B桩的纠偏。A:搓管机+旋挖钻机关键工序控制3、咬合厚度的选择：相邻桩之间的咬合厚度d根据桩长来选取，桩越短咬合厚度越小（但最小不宜小于100mm），桩越长咬合厚度越大；4、A桩砼缓凝时间的确定：缓凝时间应根据单桩成桩时间来确定，单桩成桩时间又与地质条件、桩长、桩径和钻机能力等直接的联系；5、克服“管涌”：控制套管超前挖土面一定距离，这个距离越大越好，但至少不应小于2.5m；6、克服钢筋笼上浮：预防上拔套管时，钢筋笼被带着一起上浮。B:振动锤下套管+旋挖钻机施工原理施工原理：采用振动锤下压套管、旋挖钻机取土钻孔。履带吊吊起振动锤，振动锤下部的液压钳夹住钢护筒顶部，通过内部偏心轮旋转产生的垂直振动力作用在钢护筒上，将钢套管沉降或拔出。先施工A桩，后施工B桩，A桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在A桩砼初凝之前完成B桩的施工，B桩施工时，利用套管桩机的切割能力切割掉相邻A桩相交的砼，实现了咬合。B:振动锤下套管+旋挖钻机关键工序控制1、孔口定位误差的控制：为了保证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。2、桩身垂直度控制（严格控制）：套管的顺直度检查和校正成孔过程中桩的垂直度监测和检查：包括地面监测和孔内检查纠偏：①利用钻机油缸进行纠偏；②A桩纠偏；