鉆孔咬合樁鋼筋籠浮籠問題的研究分析

郭勝忠 張建軍

(1.天津城建隧道股份有限公司，天津 300250； 2.中鐵十九局集團有限公司，北京 100176)

?

鉆孔咬合樁鋼筋籠浮籠問題的研究分析

郭勝忠1張建軍2

(1.天津城建隧道股份有限公司，天津 300250； 2.中鐵十九局集團有限公司，北京 100176)

結合工程實例，介紹了鉆孔咬合樁的施工流程及工藝特點，分析了咬合樁鋼筋籠浮籠問題的產生原因，并從混凝土拌和、鋼筋籠制作吊放、施工設備、技術等方面，提出了防止鋼筋籠浮籠的措施，從而確保咬合樁的施工質量。

基坑，鋼筋籠，鉆孔咬合樁，浮籠

鉆孔咬合樁作為一種新型的支護結構施工工法，該工法已經成為一項比較成熟的施工工法，特別適應于淤泥、流沙、地下水富集的軟土地區。它與普通鉆孔支護排樁相比，大幅度地提高了支護結構的抗剪強度和安全性，同時又具有良好的止水功能。另外，鉆孔咬合樁無需泥漿護壁，施工速度快，工程造價低。但由于其工藝特點、施工地質情況等原因，咬合樁在施工過程中就質量控制方面尚有像“浮籠”這樣的問題需要進一步解決，本文通過實例對其進行了研究分析。

1 工程概況

南京地鐵四號線一期工程D4-TA14標樺墅站車站工程，車站全長195.6 m，包括車站主體結構、出入口、風道等附屬工程。車站主體結構采用明挖順做法施工，基坑深15.7 m～16.5 m，車站主體結構基坑圍護采用φ1 000@800鉆孔咬合樁。

車站開挖面范圍內的土層自上而下依次為①-1雜填土，①-2b2-3素填土，③-1b1-2粉質粘土，③-2-1c2-3粉土，③-2d2-3粉砂，③-2-2c2-3粉土，③-2b2粉質粘土，其基坑底下基本為③-2b2粉質粘土及③-3-1b1-2粉質粘土，而基坑圍護鉆孔咬合樁基本深入強風化泥質粉砂巖中。

2 鉆孔咬合樁施工工藝特點

鉆孔咬合樁相鄰混凝土排樁間部分圓周相交，使之形成具有良好防滲作用的整體連續擋土支護結構。該法特點為：無須排放泥漿，近于干法成孔，機械設備噪聲低、無振動，大大減少了工程施工時對環境的污染；對沉降及變位容易控制，能夠緊鄰相近的建筑物、地下管線施工；全套管的跟管鉆進及其掘進方法，有效的防止了孔內流沙、涌泥，并可進行嵌巖，保證了成樁質量。與鉆孔灌注樁相比，可省去樁體背后的止水帷幕和約25%的鋼筋用量。

3 鉆孔咬合樁施工工藝

鉆孔咬合樁是采用全套管沖抓機械成孔，樁與樁之間相互咬合排列的一種基坑圍護結構，如圖1所示。

為便于切割，樁的排列方式設計為一個素混凝土樁(A樁)和一個鋼筋混凝土樁(B樁)間隔布置，施工時先施工A樁，后施工B樁，A樁混凝土采用超緩凝型混凝土，要求必須在A樁混凝土初凝前完成B樁的施工。B樁為基坑圍護的骨架樁，其樁體質量需重點控制。鉆孔咬合樁采用液壓全套管鉆機施工，B樁施工時，利用套管鉆機的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的混凝土，則實現了咬合，如圖2所示。

4 咬合樁鋼筋籠浮籠問題的研究分析

在鉆孔咬合樁的施工過程當中，經常會出現像鋼筋籠浮籠這樣的一些質量問題，造成咬合樁質量不能滿足要求，從而使鉆孔咬合樁起不到預想的效果，進而導致圍護結構的功能難以保證，影響施工安全。下面針對鋼筋籠浮籠這種常見的問題做一簡單分析，以減少咬合樁在施工中出現類似問題。

4.1 鋼筋籠產生浮籠的原因

鋼筋籠浮籠在鉆孔咬合樁灌注過程中經常會遇到，即當混凝土灌注到一定高度后，提拔套管時，將套管連同鋼筋籠整體拔出。浮籠這種問題主要發生在灌注后期，同時與樁長、灌注時間、混凝土質量以及導管上拔的時間也有相互關系。根據現場施工情況分析，造成鋼筋籠浮籠的主要原因有以下幾個方面：

1)在套管內灌注混凝土，由于套管約束作用，混凝土壓力垂直集中作用于樁底部，隨著灌注高度的增加，壓力增大，底部混凝土在壓力作用下產生泌水現象，形成“硬板”與鋼套管連成一起，致使在提拔時套管內的混凝土連同鋼筋籠一起拔出，造成鋼筋籠浮籠。

2)在實際混凝土灌注的過程中，由于單方面追求灌注速度而使套管埋深過大造成鋼筋籠上浮。

3)由于混凝土配合比不合理、骨料粒徑不科學，造成鋼筋籠與套管發生卡管，在混凝土灌注過程中隨著套管的上拔而出現浮籠的問題。

4)鋼筋籠加工精度、剛度不能滿足要求，造成鋼筋籠吊裝、安放時出現變形，引起鋼筋籠與套管間隙過小或甚至無間隙，鋼筋籠與套管接觸并發生卡管，從而造成鋼筋籠浮籠。

5)鋼筋籠吊裝下放時定位不精確，造成鋼筋籠軸線偏心，其一側與套管接觸或間隙過小，隨著混凝土的灌注及套管的上拔出現浮籠問題。

6)在設備選型或咬合樁設計時沒有綜合考慮鋼筋籠、套管尺寸以及套管接頭形式，造成套管或其接頭結構與鋼筋籠外徑不配套，致使鋼筋籠與套管間隙過小，鋼筋籠與套管發生卡管，從而引起鋼筋籠的浮籠。

4.2 防止鋼筋籠產生浮籠的技術措施

通過以上對引起咬合樁鋼筋籠浮籠的原因分析，勝太路站在圍護結構鉆孔咬合樁施工過程中有針對性的制定了如下一系列技術措施，從而保證了咬合樁的施工質量。

4.2.1 混凝土

鋼筋混凝土樁的混凝土要求和易性要好，坍落度宜控制在20 cm～22 cm；骨料粒徑應盡量小一些，不宜大于25 mm，防止鋼筋籠與套管之間出現卡管問題，避免上拔套管時將鋼筋籠一起帶上來。

4.2.2 鋼筋籠

1)鋼筋籠設計時要充分考慮施工機械及套管尺寸、接頭形式，使鋼筋籠與套管的間隙合理，施工前選擇套管時同樣需考慮以上情況；設計鋼筋籠時，還應考慮鋼筋籠的整體剛度是否滿足要求，防止由于籠體變形而引起浮籠。

2)在鋼筋籠加工過程中，外徑尺寸應確保精確，在規范及設計允許的范圍內鋼筋籠的直徑盡量不要出現正偏差，進而避免出現鋼筋籠浮籠。

3)在鋼筋籠加工制作時，焊接工藝要科學，避免鋼筋籠在焊接加工時產生變形，因外輪廓尺寸不規則而引起鋼筋籠浮籠。鋼筋籠制作見圖3。

4)在轉運、吊裝、安放過程中采取可靠措施防止鋼筋籠扭曲變形；鋼筋籠下放過程中要求緩慢，防止鋼筋籠和套管壁碰撞而損害鋼筋籠，避免后期由于鋼筋籠變形而引起浮籠。鋼筋籠吊放見圖4。

4.2.3 施工設備

1)由于鉆孔咬合樁圍護結構形式是一種新工藝，施工中容易忽略由于施工機械及套管生產廠家的不同，造成套管尺寸及接頭形式不規范的問題(如在實際施工過程中，公稱直徑1 000的咬合樁，套管內徑存在990，980等尺寸)。所以，在選擇咬合樁施工設備時，應認真核查套管內徑尺寸，尤其是核查套管接頭形式和其內徑尺寸是否滿足設計及現場施工的要求。鋼筋籠、套管在設計時一定要相互匹配才能有效避免鋼筋籠浮籠問題的出現。

2)混凝土澆筑的導管外徑尺寸、接頭形式要合理，避免在澆筑時提拔導管帶動鋼筋籠上浮。

3)施工前準備適合的擦壁器，對套管內壁進行刷洗，保證套管內壁光滑，減少在澆筑時套管內壁與混凝土、粘土等的不必要粘連而造成浮籠。

4.2.4 施工工藝

1)在成孔施工過程中要保證孔位的垂直度，避免成孔過程中套管偏斜超差，鋼筋籠與套管無法同軸，鋼筋籠和套管間隙過小、不均勻的問題，防止鋼筋籠浮籠。

2)套管提拔過程中一定要及時、連續，適時轉動套管，套管在混凝土中埋深應不大于2 m。在起拔套管時可以采用振動錘起拔，利用高頻振動的液化減摩效應，減少浮籠問題的發生。

3)必要時焊接抗浮板，在鋼筋籠底部焊一塊比鋼筋籠直徑略小的薄鋼板或其他配重以增加抗浮能力，抗浮板與鋼筋籠的連接方式應恰當、尺寸合理，并保證抗浮板與鋼筋籠在同一軸線上。

4)在鋼筋籠安放并精確定位后，頂部用混凝土澆筑料斗或其他重物進行壓載。必要時配以專用壓籠器，利用鉆機上拔動作，下壓鋼筋籠拔套管，防止鋼筋籠出現浮籠。

5)在上拔套管過程中對鋼筋籠隨時進行監測，一旦發現上浮跡象進行及時處理，通常采用上下左右磨動，慢拔套管，以便使套管、鋼筋籠、導管及時脫開。咬合樁成樁質量圖見圖5。

5 結語

鉆孔咬合樁作為圍護結構形式的一種，如果其在施工過程中質量控制不到位而影響成樁質量，隨著基坑的開挖極易對周邊建筑物產生破壞作用。因此，在像南京這種軟土地層中進行施工時，控制好咬合樁的施工質量尤為重要。通過上述關于鉆孔咬合樁鋼筋籠浮籠問題的研究分析，勝太路站施工過程中采取了有效措施，減少了浮籠問題的發生，保證了咬合樁的施工質量，從而保證了車站的安全施工，提高了施工效率，大大節約了成本，對類似工程有很好的借鑒作用。

[1] 陳 斌,施 斌,林 梅.南京地鐵軟土地層咬合樁圍護結構的技術研究[J].巖土工程學報,2005,27(3):354-357.

[2] 唐 濤,劉佑榮.鉆孔咬合樁新工藝應用中遇到的問題分析[J].土工基礎,2005,12(8):5-7.

[3] 王建山,黃少群.鉆孔咬合樁的應用與施工[J].鐵道標準設計,2001,21(3):35-36.

[4] 夏才初,潘國榮.土木工程監測技術[M].北京:中國建筑工業出版社，2001.

[5] 高玉明.鉆孔咬合樁在軟土深基坑圍護施工中遇到的難題分析[J].江蘇地質,2003,12(3):175-178.

[6] 叢培經.工程項目管理[M].第4版.北京：中國建筑工業出版社，2012.

Drilling occlusive pile reinforcement cage floating problem analysis

Guo Shengzhong1Zhang Jianjun2

(1.TianjinUrbanConstructionTunnelCo.,Ltd,Tianjin300250,China; 2.ChinaRailwayNineteenBureauGroupCo.,Ltd,Beijing100176,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the construction process and technical characteristics of drilling occlusive pile, analyzed the causes of drilling occlusive pile reinforcement cage floating cage problems, and from concrete mixing, steel reinforcement cage fabrication and lifting, construction equipment, technology and other aspects, put forward the measures to prevent the reinforcement cage floating cage, so as to ensure the construction quality of drilling occlusive pile.

foundation pit, reinforcement cage, drilling occlusive pile, floating cage

1009-6825(2016)27-0065-02

2016-07-15

郭勝忠(1983- )，男，經濟師

U231

A