地铁深基坑全套管钻机钻孔咬合桩施工技术

唐景成

粤水电轨道交通建设有限公司广东广州510000

摘要：本文探讨了某地铁深基坑施工套管咬合桩的技术控制，针对某地铁深基坑施工套管咬合桩存在的问题，以及避免存在问题而采取的措施。

关键词：套管咬合桩超缓凝混凝土措施

一、设计概况

某地铁车站附属基坑围护结构主要采用φ1000@800套管咬合桩，桩与桩之间咬合200mm，围护桩插入深度统一按照8m，平均桩长16.5米。其中咬合桩导墙采用普通C20混凝土，Ⅰ类桩为素桩采用C20超缓凝混凝土灌注，Ⅱ类桩为钢筋桩采用普通C30混凝土灌注。

二、工程地质及特殊岩土环境分析

本工程岩土形态主要是结构较为松散、厚度不均匀（厚度约0-6.5米）的粉质粘土为主，土层相互交错，孔隙与含水量较大，承载能力弱且土层性质差，因此施工时非常容易发生沉降或不均匀沉降的情况；强振时沙土极易出现弱-中度液化，为消除液化震陷，施工时有必要对基底液采取抗液化方案。

三、施工前准备

1管线探测与导墙施工

将施工现场影响围护桩及开挖的地下管线提前改迁至基坑外。施工前将地下管线的详细情况和制定的管线保护措施向现场施工技术负责人、班组长直至每一位操作工人作层层安全交底，明确各级人员的责任。如发现未知的地下管线时，立即通知建设单位和有关管线单位到场研究管线改迁措施；本工程在导墙施工前，已将原有建筑物拆且将拆除后的建筑垃圾清理，夯实松土后方着手导墙施工，本工程采用C20钢筋混凝土导墙。

3试桩

套管咬合桩施工前应根据工艺性设计进行工艺性试桩，掌握对该地的成桩经验及各种操作技术参数。试验桩不得少于2根。

四、套管咬合桩施工

1.套管咬合桩施工工艺要点

1.1钻机就位

施工时需要等导墙达到设计强度70%后再移动套管钻机，使套管钻机抱管器中心与咬合桩桩位中心相对应;

1.2取土成孔施工

首先，将第一节长度约为6米~8米长的套管压入大概2.5米~3米深。施工时切记使套管底口超前于取土面深度不小于2.5米，且可以同时着手取土工序与下压套管施工，等第一节套管压入土里完毕，再安排人员检测成孔的垂直度如果垂直度合格立马安装第二节套管下压取土，如果未达标准需要先进行纠偏调整垂直度。纠偏调整直达到允许的偏差范围接着安排第二节套管下压取土施工，依次进行，直到检测孔底符合设计标准。

1.3钢筋笼吊放

钢盘笼吊放工作是确保套管咬合桩施工质量的基础，在清孔完成，检查沉渣厚度满足设计要求以后，用平板运输车（炮车）将钢筋笼运至孔口处，将焊接好的钢筋笼骨架整体用50T屣带吊入桩孔。下笼时由人工辅助对准孔位，保持垂直、轻放、慢放，避免碰撞孔壁。为保证骨架起吊时不变形，采用三点起吊，第一点设在骨架的头部，其余两点设在骨架长度的中部和尾部附近。骨架定位必须由测定的孔口标高来计算吊筋的长度，核对无误后再焊接定位。然后在吊筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，将吊筋支托于护筒顶端，外侧的两根枕木（垫木一定要高于护筒顶面）。两工字钢或槽钢的净距应大于导管外径30cm。施工中钢筋笼很有可能因为套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小的原因而上浮，因为必须采取预防上浮措施。

1.4混凝土导管安放施工

混凝土导管（d=2.5cm）安放是在钢筋笼施工完成后进行，为保证施工质量，混凝土导管要有足够长度，且导管底部离孔底不超过2m，混凝土导管按节吊入套管内对连接好方可。

1.5灌注砼技术

关于砼的灌注本工程全部采取水下灌注法，主要方法如下:

①水密试验在导管使用前，试水压力必须>1Mpa。②封底漏斗的容积必须大于1m3，要保证砼埋住导管约1米（封底之前把导管提离孔底约0.3m～0.5m）。③在进行灌注时，导管施工深度宜在2米至6米的范围内，且为了确保施工质量，不可将导管提离砼面，作业时浇灌混凝土可以一边浇注一边提。④浇注与拔管同时进行，在此过程中要确保套管底低于砼面超过2.5m。

1.6同排桩成桩前后顺序

同排桩成桩的前后顺序是：Ⅰ1—Ⅰ2—Ⅱ1—Ⅰ3—Ⅱ2—Ⅰ4—Ⅱ3……（如图1所示），在本工程的同排桩的施工过程中，必须先施工桩Ⅰ，再施工桩Ⅱ。

图1同排桩成桩顺序图

五、施工质量控制措施

1事故与预防

1.1预防钢筋笼上浮措施

施工中导致钢筋笼上浮的原因，很有可能是因在上拔套管过程中，钢筋外缘与套管内壁间隙小，导致钢筋笼与套管一起被提起，预防钢筋笼上浮的主要有：砼灌注施工时，施工人员要严格按照操作规程来施工；加大抗浮能力，把砼板焊接到钢筋笼底部，注意砼板直径要比钢筋笼要小。

1.2“管涌”的克服方法

所谓“管涌”是指在渗水严重时，土体中的细沙在渗流的作用下随着水带出，形成孔穴集中涌水的现象。

在钢筋砼桩成孔过程中，通过钢盘砼桩与素砼桩相交的部位，钢筋砼桩孔内很有可能涌入尚未凝固的素砼桩砼，形成“管涌”，因此，必须采取有效措施克服“管涌”现象：

①为了降低砼的流动性，施工时可以使素砼桩砼的坍落度≦20cm；②为了阻止砼流动，施工时可造一道“瓶颈”（套管底口超前于开挖面大于2.5m）来阻止砼流动。③在地下障碍物套管底无法超前的情况下，为了避免“管涌”现象，可通过合理注入水量到套管里，促使其具有一定的反压力与素砼桩砼的压力相平衡。

2施工质量控制措施

2.1施工中垂直度控制技术

（1）施工中垂直度控制：垂直度控制是保证工程的施工质量的基本条件，因此钻孔咬合桩底部咬合量必须满足要求，施工时，要检查其孔口的定位误差与垂直度是否在允许范围内（保证桩的垂直度符合3‰的标准）

（2）成孔过程中桩垂直度检查及控制：钻孔咬合桩施工时，首先要检查、校正单节套管的顺直度（平整地面上进行），再者将套管全部连接起来，且保证套管的顺直度偏差在1‰～２‰的范围内。

①地面监测技术大致方法是用线锤监测的方式选取地面上2个相互垂直的方向来监测地面以上部分的套管垂直度。地面监测技术贯穿每根桩的成孔过程，且地面监测不可中途停止，必须一气呵成，一旦出现偏差要立即纠正。②施工过程中注意要对孔内进行检查，在每节套管下压取土后要立即检测其垂直度，若垂直度检测合格，则可进行下压取土，若未达标准，要进行纠偏，合格后方可继续下压取土工作。③终孔检测：在每根桩成孔完毕，必须进行垂直度检测，如不合格必须纠偏，使垂直度达到要求为止。

2.2纠偏措施

在施工时，成孔过程的垂直度必须要控制好，偏差要符合设计标准范围内，下面介绍2种用于本工程的纠偏措施

当出现偏差较小且套管入土未超过5m时，想要调整偏差，可以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；若油缸纠偏未达到标准，此时可向套管内填砂或粘土，填土与套管拔起同时进行，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。

结束语

钻孔咬合桩施工相较普通的苫孔支护排桩相比，不仅大幅度提升了支护结构的安全性能和抗剪强度，同时截水性能优良，在施工过程中可以免于出现孔壁坍塌的情况，而且相较普通的苫孔支护排桩更适合应用于建筑集中的城市地区，大大提高经济效益，缩短工期的还大大提高了经济效益，值得推广应用。

参考文献

[1]毛海强.地铁深基坑逆作施工的数值模拟与实测分析研究[J].中国标准化.2018.24:138-139.