軟咬合與硬咬合施工工藝及優劣性

劉 政 王 嵩 深圳市勘察測繪院（集團）有限公司

1 前言

咬合樁支護一般運用在周邊環境復雜、管線密布、建（構）筑物密集且距離基坑較近的施工場所。紅線距離支護樁較近，施工場地狹窄，無法使用搓管機，運用旋挖咬合樁施工快捷方便。本文通過某項目的工程實例來論述。

2 咬合樁技術參數

鉆孔灌注咬合樁一般分為軟咬合法和硬咬合法，兩者工藝流程不同，適應的環境條件也不一致。

軟咬合：全套管+旋挖鉆機+灌注水下超緩凝混凝土技術的咬合施工工藝，素樁樁徑1000mm，葷樁樁徑1200mm/1000mm，咬合厚度250mm/300mm，葷樁需在素樁混凝土初凝前切割成樁。采用水下商品混凝土澆筑成樁，素樁為超緩凝水下C15，葷樁為普通水下C30。全套管咬合施工適用于基坑變形較敏感，支護要求較高部位。

硬咬合：即旋挖鉆機泥漿護壁成孔工藝。施工適用于上部存在舊基礎、舊樁頭、孤石等障礙物，周邊離建（構）筑物較遠，對基坑變形敏感度相對較低部位。采用素樁樁徑1000mm，葷樁樁徑1200mm/1000mm，咬合厚度250mm/300mm，葷樁需在素樁混凝土終凝后切割成樁。采用水下混凝土澆筑，素樁為普通水下C20，葷樁為普通水下C30。

3 施工工藝原理

咬合樁是基坑圍護結構的一種，鋼筋混凝土樁與素混凝土樁之間相互咬合排列（圖1）。為了施工方便，一般遵循中間為一根鋼筋混凝土樁（B樁）和兩側各一根素混凝土樁（A樁），相互咬合組成為一組樁的排列方式，施工過程中先施工兩側A 樁后施工B樁。軟咬合時，A 樁混凝土采用超緩凝混凝土，B 樁的施工要求必須在兩側A樁混凝土初凝之前完成；硬咬合時，A 樁混凝土采用普通混凝土，B 樁的施工要求必須在兩側A 樁終凝后再進行。鉆孔咬合樁B 樁施工時，切割掉相鄰A 樁相交部分的混凝土，實現咬合，形成無縫連續的“樁墻”。達到擋土、止水和保證施工安全的新型深大基坑施工的支護結構[1]。

圖1 咬合樁平面示意圖

4 軟咬合施工工藝

4.1 軟咬合單樁施工工藝流程（圖2）

圖2 軟咬合旋挖灌注單樁施工工藝流程圖

4.2 軟咬合施工方法

4.2.1 導墻施工

按照圖紙提供的中軸線，在樁頂上部施作鋼筋混凝土導墻，可以有效提高咬合樁孔口的定位精度并有效防止孔口塌陷，底部鋪設三級鋼16mm@200mm×200mm鋼筋網。

4.2.2 鉆機布置

待導墻達到設計強度后，移動旋挖鉆機至孔口標記位置，加裝套管，使鉆機抱管器中心對應定位在導墻孔位中心。

4.2.3 旋挖成孔

樁機安裝就位后，將第一節套管安裝到樁機鉗口上，校正好垂直度后，下壓套管（每節套管長度約為6m），壓入深度約為4.5m～5.0m，然后用旋挖斗從套管內取土，一邊取土、一邊繼續下壓套管，始終保持套管底口超前于開挖面的深度≮2.5m。套管壓入土中后要地面預留1.0m～1.5m 以上，便于后續套管接駁。垂直度檢查是重點，如不合格及時進行糾偏調整，合格則安裝第二節套管繼續下壓取土……，如此循環往復，直至達到設計孔底標高[2]。

4.2.4 終孔檢查

成孔達到設計標高后，對鉆孔進行孔口位置、孔深、孔徑、孔壁垂直度、孔底沉渣（孔底含水）進行檢查，合格進入下一道工序，不合格時采取措施處理。

4.2.5 鋼筋籠下放

施工B 樁，成孔檢測合格后下放鋼筋籠，應采取有效措施保證鋼筋籠標高的準確性。

4.2.6 水下混凝土灌注

咬合樁灌注方式采用汽車吊+導管系統，素樁使用超緩凝水下C15 混凝土，葷樁使用水下C30 混凝土。

（1）灌注前準備工作

應對導管進行試拼裝，檢測其強度和氣密性，合格后方可用于水下灌注。導管位置保持居中，導管底部應與孔底間隔30cm～50cm左右。首批混凝土灌注之前放入隔水喉塞，必須保證首批混凝土的灌入量。

（2）灌注中

在確認首灌量備足后，吊車立即提起活塞。使導管埋入混凝土中深度不小于1.0m。連續不斷灌注，灌注過程中用測錘測探混凝土面高度，推算導管下端埋入混凝土深度，并做好記錄，提升導管，直至灌注到設計標高。

4.2.7 拔管成樁

混凝土澆筑過程中要注意導管及鋼套管的拔出時間及注意事項。混凝土澆筑到一定的位置時上提導管拆除，應注意始終保持導管底低于混凝土面不小于2m。

應符合下列規定：①導管安裝完畢后，應進行鋼套管拔管檢查；②混凝土澆筑應及時拔套管，起拔量不應超高100mm，保持混凝土高出套管底端2.5m；③混凝土澆筑過程中，套管應來回轉動；④最后一節鋼套管施拔時，應先拔套管，后拔導管。當套管拔出后，應進行混凝土補灌。

5 硬咬合施工工藝

5.1 硬咬合單樁施工工藝流程

硬咬合施工：A 樁混凝土采用普通混凝土，要求必須在A樁終凝后進行B樁施工，與軟咬合施工相比差異較大。可采用旋挖鉆機泥漿護壁成孔工藝，其施工工藝流程同于泥漿護壁灌注樁的工藝，如圖3所示。

圖3 硬咬合施工工藝流程

5.2 硬咬合施工方法

5.2.1 導墻建造

與軟咬合大致一樣均要設置導墻，導墻位置和強度要滿足要求，底部鋪設三級鋼16mm@200mm×200mm鋼筋網。

5.2.2 鉆機安置在導墻頂面上重新定位放樣排樁中心位置，移動鉆機至標記位置，使鉆頭中心對應標記孔位中心，兩者偏差不得大于1‰。

5.2.3 旋挖鉆進

鉆機準備就位后，泥漿性能合格后，各種準備條件滿足后即可開始鉆進，鉆機首先要輕壓慢轉，通過旋挖中控盤和水平垂直儀器共同監控垂直度，如有偏差及時進行調整。鉆進時對進尺控制深度有要求，每回次控制在60cm左右，預防孔斜和樁位偏差。

根據地質情況控制鉆孔過程中進尺速度：當硬地層過渡到軟地層時，可調整鉆進速度；當從軟地層漸變為硬地層時，要減速慢進；為了防止縮徑，在易縮徑的地層中，應增加掃孔次數；對硬塑層采用快轉速鉆進，以提高鉆進效率；碰到砂層地層時則采用慢轉速慢鉆進并適當增加泥漿比重和黏度。

旋挖鉆進施工時及時向孔內注泥漿，使孔內水頭保持一定的高度，以平衡孔內側壓力。

5.2.4 成孔檢查終孔后，對相應的指標進行檢查，不合格時采取措施處理。

5.2.5 清孔

由于旋挖鉆機可以直接用平斗提取鉆孔內的鉆渣，對鉆孔內的泥漿波動影響不大，靜態泥漿護壁可以減少泥漿用量，清孔工作較為簡單。通常在鉆到設計標高后，采用換漿方式進行第一次清孔，清孔后要求孔內排出或抽出的泥漿手摸無2mm～3mm顆粒，泥漿比重1.10～1.15，含砂率小于8%，黏度在18s～28s之間，檢驗合格后方可下鋼筋籠和導管。在下完鋼筋籠后如果沉渣大于200mm 時，需要進行第二次清孔。

5.2.6 鋼筋籠制作、吊放

根據設計規格、材料和制作規范，在鋼筋加工場里整段或分段制作，然后采用履帶吊至檢測合格后的孔口上方，緩慢下放到孔底，鋼筋籠標高的準確性應采取有效措施進行保證。

5.2.7 混凝土灌注

與軟咬合施工有區別的是素樁采用C20 水下混凝土，葷樁采用C30水下混凝土，采用汽車吊+導管系統灌注方式。其余參考軟咬合水下灌注的技術要點。

5.2.8 拔管成樁

始終保持導管底埋深于混凝土面以下不小于2m，隨澆筑過程撥出導管。

6 咬合樁施工工效對比

本項目支護樁樁長24m，樁端位于第四系中更新統殘積層礫質黏性土或燕山四期侵入巖全風化花崗巖中，巖性均為軟巖。取單根葷樁施工時間作為兩者工藝工效對比之用，不同項目具體功效還需實踐得出。本數據只適用于同等地質特征條件的項目。單根作業循環時間見表1。

表1 軟咬合和硬咬合單根葷樁施工時間表

綜上所述，同等工程地質、水文地質條件下硬咬合施工工藝功效要快于軟咬合施工功效，對于地質條件較好、工期要求緊迫，對周邊環境影響不敏感的工地運用硬咬合工藝是一種不錯的選擇。

7 結束語

（1）在周邊環境復雜、地質條件復雜的軟土地層、水文地質較差、基坑周邊變形敏感部位，采用軟咬合：即全套管旋挖鉆機+超緩凝混凝土技術的咬合施工工藝有利，能更好地控制基坑變形，對周邊環境影響較小。

（2）基坑開挖后，軟咬合樁型美觀、樁身順直、止水效果較好；硬咬合樁樁型較差，樁身鼓包、縮頸現象常見，對下一道工序腰梁施工有影響。

（3）同等地質條件、同類型的旋挖機械成樁時間效率較泥漿護壁咬合樁低，在搶險工程、采取趕工期、工期較緊的項目可優先采用硬咬合：旋挖鉆機+泥漿護壁成孔工藝。

（4）軟咬合采用全套管旋挖鉆機機械相對于搓管機機械適用范圍更廣，占用施工面積較小，周轉快、靈活便利，在當前的基坑支護階段、搶險救災過程中使用較多。

（5）通過本論文的論述，初步了解了兩者工藝的流程和優劣，依據各項目實際情況合理選擇軟咬合工藝或硬咬合工藝施工。