有关咬合桩施工质量控制问题探讨

　　摘要：本文对咬合桩技术要求及材料特性，咬合桩的施工工艺，质量控制等问题作出了简要分析。

　　关键词：咬合桩施工质量控制分析

　　1概述

　　1.1基本概念

　　咬合桩，即采用机械磨孔、抓斗取土、套管下压施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。施工主要采用“套管桩机+超缓凝型混凝土”方案。咬合桩的排列方式为一个素混凝土桩(A桩)和一个钢筋混凝土桩(B桩)间隔，A桩B桩相间布置切割咬合(咬合宽度每侧20Cm)成排桩围护结构。如图1所示：先施工A桩，后施工B桩，A桩采用超缓凝型混凝土，要求必须在A桩混凝土初凝之前完成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桩相交部分的混凝土，实现咬合。

　　1.2适用范围

　　咬合桩适用于软土地层，尤其适用于淤泥、流砂、富水等不良地层，具有对地层扰动小、抗渗能力强、造价低、施工速度快等优点。

　　咬合桩施工灵活，容易转折变线，更适于施工一些平面几何图形转折多变，或呈各种弧形的基坑围护结构。

　　2技术要求及材料特性

　　2.1技术要求

　　咬合桩在不同工程中应用的主要技术参数，是通过现场试验确定的。根据工程特点及设计要求，在正式施工前进行试桩施工，验证咬合桩施工参数在该工程中应用的合理性、可行性，为施工提供准确的技术参数。试桩一般采用“一荤一素”的形式布置，试桩段长15~20m，桩长22.5m，桩径φ1000mm，相邻桩中心间距为800mm。通过试桩可以摸清地质水文情况。有效控制孔口定位精度、成孔垂直度，保证咬合厚度，验证超缓凝混凝土缓凝剂的掺量、缓凝时间、坍落度及普通混凝土坍落度的合理性。

　　通过钻孔取芯、超声波检测及混凝土试件的试验检测，验证桩头质量、桩身完整性、混凝土抗压强度等是否满足设计要求。

　　2.2材料特性(强度、缓凝性、坍落度、配合比)

　　根据咬合桩单桩成桩时间(约llh)，确定超缓凝型混凝土初凝时间大于60h，为满足这一要求，混凝土配合比经多次模拟现场条件试验后确，超缓凝混凝土外加剂掺量为1.5%。

　　通过试桩，确定咬合桩具体施工技术参数，见表1。

　　3施工工艺

　　3.1施工设备

　　施工采用MZ-2型液压摇动式全套管钻机。

　　3.2工艺流程

　　(l)单桩工艺流程：单桩工艺流程为，平整场地。测放桩位、施工混凝土导墙、套管桩机就位对中、压入第一节套管并校核垂直度、钻孔、测量孔深、清孔检查、B桩吊放钢筋笼、放人混凝土导管、浇注混凝土。拔出套管。

　　(2)排桩施工流程：咬合桩排桩是按先施工A桩，后施工B桩的施工原则进行的，其施工流程是：Al—A2—Bl—A3—B2—A4—B3.••…，如图2所示。

　　(3)分段施工接头处理：由于施工采用多台桩机分段施工，必然出现每段施工的接头。对此施工中采取了砂桩灌注法的处理措施，在施工段与段的端头设置一根砂桩(成孔后用砂灌满)，待后施工段到此接头时挖出桩内的砂子，灌注混凝土即可，砂桩设定在B桩上，如图3所示。

　　4质量控制

　　4.1桩位控制

　　当导墙达到足够强度拆摸后，重新测量放出咬合桩的中心桩位，确定钻机定位控制点。监理复测桩位轴线，检查孔位中心点的精确度(孔口定位误差允许值为士10mm)，并检查钻机的平整度和稳定性。

　　4.2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，就必须保证桩的垂直度不大于3%。。

　　控制桩垂直度的3个主要环节：一是确保套管的顺直度;二是成孔过程中确保桩的垂直度;三是成孔过程中垂直度偏差过大时，及时纠偏。具体做法是：钻机定位检验完毕，当第一节套管插人定位孔，检查套管、钻机抱管器中心是否对应定位在孔位中心，套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。

　　对套管顺直度的检查，按连接后的整根套管的顺直度检查，偏差宜小于10mm;检测孔斜采用人工在孔内用线锤进行，孔外采用两个线锤成90“观测成孔的垂直度。

　　4.3咬合厚度控制

　　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，A、B两种桩之间的咬合厚度孔口控制不小于20Cm;孔底控制不小于5.0cm。

　　4.4混凝土缓凝时间控制及处理方法

　　由于超缓凝混凝土的质量不稳定、出现早凝现象或机械设备故障等原因，常常使咬合桩的施工无法按正常要求进行。其处理主要分以下几种情况：

　　(1)如图4所示，Bl桩成孔施工时，其两侧Al、A2桩的混凝土均已凝固。在这种情况下，则放弃Bl桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在Bl桩外侧增加一根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖过程中将Al和A2桩之间的夹土清除，喷射C20混凝土。

　　(2)如图5所示，B桩成孔时，一侧Al桩混凝土已凝固，另一侧A2桩混凝土未凝固，将中间待做的B桩向未凝固的A2桩平移20Cm，使中间B桩与已凝固A2桩单侧切割。处理方法是在Al桩和B桩外侧另增加一根旋喷桩作为防水。

　　(3)如图6所示，后浇注A桩混凝土早凝：此时只有单侧Al桩，另一侧A2桩已来不及施工，为争取时间，直接切割单侧(A1)桩成孔，灌砂成为砂桩，待另一侧桩成桩后，再进行二次成孔，施工中间的B桩。

　　实例：钢筋笼上浮控制

　　原因分析：钢筋笼上浮主要原因一是钢筋笼采用元宝筋作为保护层厚度的控制，其形状不适合本工程施工的桩。如：外套管接口处管壁较厚，使管径φ1ooomm变为管径φ920mm，因管径变小处易与粗骨料产生塞挤，使钢筋笼与外套管产生磨阻，当上提套管时，套管接口处会将钢筋笼带起而产生上浮;二是混凝土石子粒径超标，坍落度过大;三是钢筋笼加工的顺直度不好和外径尺寸偏差大。

　　采取措施：只在距钢筋笼顶部85cm、400cm和距钢筋笼底部400Cm处，延周边每圈均等分布焊接3根长10cm、直径为φ18的弧线形钢筋作为保护筋，钢筋笼中间段不焊接保护筋;B桩混凝土的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于25mm;B桩混凝土坍落度由20士2cm调整至18士2cm;在钢筋笼底部按等腰三角形加焊3根φ20mm的钢骨架以增加其抗浮能力。

　　4.5混凝土的灌注质量控制混凝土的灌注质量控制

　　混凝土必须有良好的和易性,配合比应经试验确定。混凝土灌注前应检查成孔和钢筋质量,混凝土应一次连续灌注完毕,并保证密实度。

　　水下混凝土灌注配合比的设计强度应比图纸设计要求的强度提高一级。水下灌注的隔水栓应采用混凝土预制的隔水栓。开始灌注时,隔水栓调防的位置应临近水面,导管底端到孔底的距离应以能吸到排出隔水栓为宜,一般为0.3-0.5。

　　开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋人混凝土中0.8M以上深度的混凝土储量。随着混凝土的上升,要适量提升和拆卸导管,导管底端埋人混凝土面以下一般宜保持2-4M,不宜大于6M,并不得小于1M。

　　在水下混凝土灌注过程中,应由专人测量导管埋深,填写水下混凝土灌注记录

　　水下混凝土的灌注应连续进行,不得中断,一旦发生机器故障或停电停水及导管堵塞进水等事故时,应立即采取有效措施,并同时做好记录。

　　提升导管时应避免碰挂钢筋笼,应严格控制导管埋度不要过深,当混凝土面上升到钢筋笼内一再提升导管,使导管底端高于钢筋笼底端,以防钢筋笼上升。

　　应控制最后一次混凝土灌注量,不使桩顶超高或偏低过多,一般控制在设计桩顶标高以上0.2-0.3。计量桩混凝土充盈系数应大于1。

　　5结语语

　　通过基坑开挖，我们观察到，咬合桩的外观整齐光洁、垂直度控制较好。与钻孔灌注桩相比，桩体完整性好，防渗效果明显。咬合桩施工质量达到设计要求及验收标准工程实践表明，咬合桩在基坑围护工程中的应用是成功的。同时也充分发挥了咬合桩工艺施工进度快、成桩质量好、施工安全，噪音干扰小，无泥浆排放，工程造价低的特点。咬合桩用于清除地下障碍物具有独特的优势，值得推广。随着咬合桩被逐渐应用，咬合桩施工技术也将不断得到完善和提高。

　　参考文献：

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