包公大道下穿龍崗路立交咬合樁施工技術(shù)

董海峰 （合肥市重點工程建設(shè)管理局，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

包公大道下穿龍崗路立交工程（圖1），位于新海大道與包公大道交口處。橋臺下部結(jié)構(gòu)采用咬合樁支護，臺身高度5.5m以上的，采用樁徑1.2m，間距1m的咬合樁，臺身高度5.5m以內(nèi)的，采用樁徑1m，間距0.8m的咬合樁。兩端橋臺咬合樁分為A類樁、B類樁，均采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，相互咬合0.2m。

圖1 龍崗路下穿立交橋型圖

2 施工工藝

2.1 基本原理

包公大道下穿龍崗路立交橋臺咬合樁采用A樁與B樁間隔排列的方式，其中，A樁內(nèi)為圓形鋼筋籠，采用C30混凝土，B樁內(nèi)為扁形鋼筋籠，采用C25超緩凝混凝土。B樁先施工，在B樁混凝土澆筑完成，初凝之前施工A樁時同步切割掉相鄰的B樁與A樁相交部分混凝土，以實現(xiàn)A、B兩樁相互咬合。除直徑不同外，樁徑1.2m和樁徑1.0m施工工藝相同。

2.2 導(dǎo)墻施工

為更好引導(dǎo)全套管咬合樁機沿排樁中軸線行走施打，就必須在樁頂澆筑鋼筋混凝土導(dǎo)墻（圖2）。導(dǎo)墻每側(cè)寬為0.3m，厚度不小于50cm，采用C20混凝土，需有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性。施工前，樁位處應(yīng)挖探槽，探明地下各種管線，清除地表瀝青及水穩(wěn)層，按設(shè)計圖紙放出排樁軸線，作為導(dǎo)墻施工的控制中線。精確放樣后開挖導(dǎo)墻溝槽，并立模、澆筑混凝土。模板采用定型鋼模，定位孔的預(yù)留直徑要比管套直徑大4cm，采用方木或鋼管支撐。混凝土（本工程采用C30商混）澆筑時，兩側(cè)要對稱交錯進行，若發(fā)現(xiàn)“跑模”，應(yīng)立即中斷澆筑，查明原因、糾正偏位，使模板中軸線重回設(shè)計位置。

圖2 咬合樁及導(dǎo)墻平面布置圖

2.3 施工工藝

設(shè)計圖紙中咬合樁分為A樁、B樁兩種形式，B樁先施工，A樁后施工，流水作業(yè)，直至排樁施工全部完成。施工順序為：B1→B2→A1→B3→A2→…… 。為加快施工進度，往往需要多臺全套管咬合樁機分段作業(yè)，這需要在施工段的端頭部位設(shè)置砂樁（孔鉆好后灌滿砂），待另一施工段施工到砂樁接頭處時挖出預(yù)填的砂子，安裝好鋼筋籠，最后灌上混凝土，如圖3所示。

圖3 單排樁施工順序圖

A、B樁兩種咬合樁，除施工先后順序不同外，施工工藝大體相同。現(xiàn)以B型樁為例，其施工工藝如圖4所示。

圖4 咬合樁施工工藝圖

2.3.1 就位鉆機

在導(dǎo)墻預(yù)留孔中放樣復(fù)核樁位中心，并將中心點引護樁引到導(dǎo)墻頂面，作為就位鉆機的控制點。套管鉆機經(jīng)移位、拼裝并經(jīng)多次姿態(tài)調(diào)整后正式就位，最終要確保抱管器中心與咬合樁設(shè)計中心一致。

2.3.2 抓土成孔

樁機就位偏差小于2cm，在樁機鉗口吊裝第一節(jié)套管，校正垂直度，搖動鉆機磨樁下沉套管，油缸每次下壓行程中，應(yīng)根據(jù)垂直度監(jiān)測情況實時糾偏，下沉至一定深度后，用鉆機抓斗從套管內(nèi)取土，同時下壓套管。套管全部壓入土中（注意預(yù)留接管操作空間），垂直度檢測合格后，方可接管安裝下節(jié)套管。依此進行，直至管底下壓至設(shè)計樁底標高處。

2.3.3 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作應(yīng)在加工場或加工棚進行，嚴格按設(shè)計圖紙及技術(shù)規(guī)范要求加工。加工時，先清除原材鋼筋表面的污漬及雜物。嚴格控制鋼筋籠的下料長度，主筋35倍鋼筋直徑區(qū)段范圍內(nèi)的接頭數(shù)不得超過鋼筋總數(shù)的一半。焊接前先進行試焊，焊接接頭均應(yīng)符合規(guī)范要求。每隔2m設(shè)置一道Ф16mm加勁箍，以保證鋼筋籠在運輸和吊放過程中不產(chǎn)生變形，有足夠的剛度。

2.3.4 鋼筋籠運輸與安裝

鋼筋籠可采用簡易炮車或其他牽引車運輸并由專人駕駛，要注意保持牽引車平穩(wěn)，防止因道路不平顛簸幅度過大、轉(zhuǎn)彎半徑過小而導(dǎo)致鋼筋籠變形或者掉落傷人。鋼筋籠安裝時，應(yīng)對準套管中心緩慢下放，吊裝到樁底設(shè)計標高后立即固定，不得偏轉(zhuǎn)。

2.3.5 混凝土灌注

孔內(nèi)無水時采用干孔灌注法，將混凝土通過導(dǎo)管直接灌入孔內(nèi)；孔內(nèi)有水時采用水下混凝土灌注法。首先應(yīng)檢查導(dǎo)管長度與實際孔深是否相符，灌注前將導(dǎo)管提離孔底30～50cm。當導(dǎo)管埋深達到1.5m后，方可緩慢提升導(dǎo)管。在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2m～6m，同時注意避免觸碰鋼筋籠，并采取措施防止鋼筋籠上浮。混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，若發(fā)生中斷，應(yīng)根據(jù)埋深，每隔一定時間少量提升導(dǎo)管，以防導(dǎo)管被埋死。

2.3.6 拔管成樁

澆筑混凝土時同步提升、拆除套管與導(dǎo)管，應(yīng)注意始終保持套管底低于混凝土面不小于2.5m。混凝土要連續(xù)澆筑不得中斷，邊灌注邊拔套管和導(dǎo)管，并逐步拆除，混凝土灌注至設(shè)計樁頂標高以上至少0.60m，則可完全拔出套管和導(dǎo)管，以確保成樁鑿除松散層后，設(shè)計樁頂位置處的混凝土質(zhì)量符合要求。

3 施工控制技術(shù)

3.1 垂直度的控制

3.1.1 套管的順直度

咬合樁施工前，在平整地面上畫出兩條相互平行的直線，將套管放在兩條直線之間。用直尺測量偏差值并根據(jù)套管長度計算順直度，應(yīng)先逐根對單節(jié)套管的順直度進行檢查、校正，再按樁長對所有套管進行試拼裝并檢查、校正，確保垂直度偏差控制在2%以內(nèi)。

3.1.2 樁的垂直度

可用下面兩種方法檢查、校正施工中樁的垂直度：地面監(jiān)測，采用線錘法或儀器法（架設(shè)經(jīng)緯儀或全站儀）監(jiān)測地面以上兩個相互垂直的方向套管的垂直度；孔內(nèi)監(jiān)測，可利用鉆機自帶的監(jiān)控儀或每節(jié)套管壓完并在下一節(jié)套管拼裝之前，停下來用線錘監(jiān)測孔內(nèi)垂直度。套管下壓過程中全程監(jiān)控，實時記錄數(shù)據(jù)，及時校正套管，確保整樁成孔垂直度在設(shè)計要求的3‰以內(nèi)。

3.2 套管糾偏

鉆孔過程中若發(fā)現(xiàn)套管垂直度偏差超限，須及時糾偏。

3.2.1 油缸糾偏

油缸糾偏，就是利用鉆機自帶的水平和豎向調(diào)節(jié)油缸來調(diào)節(jié)套管垂直度，以達到糾正偏位的目的，適用于套管偏差不大或入土5m以內(nèi)的工況。

3.2.2 回填糾偏

對于套管入土深度超過5m且垂直度偏差較大，油缸糾偏不理想的情況，則向套管內(nèi)回填材料（B類樁可填砂或粘土，A類樁則澆筑填入與B類樁同標號混凝土），邊回填邊搖擺提升套管，直至提升到上次垂直度檢查合格位置止，再重新接管下沉。對拔出的套管要經(jīng)檢查、校正合格后方可繼續(xù)使用。

3.3 抓斗取土與跟管鉆進

樁基通過磨樁機搖擺、下壓套管，吊車抓斗管內(nèi)取土，從而達到成孔的目的。因此，抓斗取土與壓管鉆進是咬合樁成孔的主要工序，二者應(yīng)同時進行。施工時應(yīng)始終保持套管底超前于開挖面的深度不小于2.5m，防止套管周圍泥沙在地下水壓力作用下從套管底部涌入，造成地面下沉或坍陷。

3.4 緩凝時間控制

B樁混凝土緩凝時間應(yīng)根據(jù)單樁成樁時間與施工現(xiàn)場地質(zhì)條件、樁長、樁徑和鉆機能力等因素綜合確定。根據(jù)其施工工藝，緩凝時間應(yīng)滿足公式：T=3t+K，t為單樁成樁時間，取12h；k為預(yù)留時間，取24h。因此，龍崗路下穿立交B樁采用C25超緩凝水下混凝土，緩凝時間不小于60h，并要求終凝時間不超過72h，3d強度值不大于3MPa，施工時，每車混凝土均需測定坍落度與工作性能，并至少抽取1組試件，以監(jiān)測其緩凝時間，直至兩側(cè)A樁全部施工完成，若出現(xiàn)異常，需立即采取處理措施。

4 結(jié)語

目前，咬合樁施工技術(shù)已基本成熟，廣泛應(yīng)用于城市道路下穿及地鐵車站建設(shè)中。同時，將基坑圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)復(fù)合使用，可以有效解決止水及擋土問題，從而產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟效益和社會效益。