全回轉套管轉孔咬合樁基施工方法分析

潘憲強

（上海建通工程建設有限公司，上海 200233）

在咬合樁施工過程中，經常伴隨有很多問題的發生，在高地下水位條件下對灌注樁進行處理，容易出現塌孔和冒水等狀況，選擇能夠同時對帶電體安全距離以及工期節點等各種相關要求予以滿足的地基處理方式，對于樁基施工作業的順利開展有著十分重要的意義。

1 工程概況

艮山東路站主體結構為地下二層、雙柱三跨現澆鋼筋混凝土框架結構，站后設置交叉折返停車線，車站采用明挖順作法施工+局部蓋挖發施工。車站主體結構外包總長為493.1 m，標準段寬度為22.9 m，標準段結構高度為13.21 m，站臺寬度為12.6 m，標準段開挖深度16.5 m，盾構井段寬度27 m，開挖深度18.3 m。車站位于220 kV高壓電纜下方段選用直徑1.200 m間距0.95 m的咬合樁作為車站圍護結構，本工程2#基坑圍護結構設計φ1200@950咬合樁274根，樁咬合0.25 m，其中A1混凝土樁138根，A2混凝土樁136根，樁長約38.5 m；高壓電塔隔離樁工程設計φ800@600咬合樁111根，A1素混凝土樁56根，A2鋼筋混凝土樁55根，樁長約24.5 m；樁身強度砼等級為C35混凝土。高壓線下施工設置限高桿，并根據監測方案，布置監測點對高壓鐵塔實施監控。咬合樁主要穿越土層：①l層雜填土、①2層素填土、③2砂質粉土、③3層砂質粉土夾粉砂、③5砂質粉土、③6層粉砂、③7層砂質粉土夾淤泥質土、⑥1層、⑥2層淤泥質粉質粘土、⑧1層淤泥質粉質粘土、⑧2層粘土、⑧3層粉質粘土夾粉土、⑨1層粉質粘土、⑨2層含粉質粘土、⑨3層含礫中砂、?1層粉砂。圖1所示為咬合樁平面布置圖。

圖1 咬合樁平面布置圖

初勘期間測得初見水位埋深0.30～2.40 m（相當于1985高程為0.90～3.62 m），穩定水位埋深0.60～3.70 m（相當于1985高程為0.24～2.82 m）。孔隙潛水水位變化受氣候環境影響顯著，經調查，水位季節性變化幅度為1.0～2.0 m。

2 施工機械及方案的確定

在對工程現場地質條件進行勘察以后，針對高壓線下保證安全距離及控制灌注樁施以相應的施工要求，確定選用DTR2106H全回轉轉機，施工方案為鉆孔咬合樁施工。咬合樁是相鄰混凝土排樁間部分圓周相嵌，并于后序次相間施工的樁內署入鋼筋籠，使之形成具有良好防滲作用的整體連續防水、擋土圍護結構。鉆孔咬合樁（圖2）是柱列式鉆孔灌注樁圍護結構的改進形式，鉆孔樁分一序樁（A1樁）和二序樁（A2樁）兩種。采用全回轉施工順序為：先間隔施工A1樁，基于液壓套管鉆機的支持對A1樁的部分樁體進行硬切割處理，在此之后，對A1樁之間的A2樁進行施工，最終可以得到A1樁A2樁的咬合結構。

圖2 鉆孔咬合樁施工流程示意圖

3 鉆孔咬合樁方案實施

3.1 施工控制要點

3.1.1 對咬合樁進行定位，同時，做好樁垂直度控制工作

為了確保咬合樁底部位置咬合量可以實現對足夠厚度要求的滿足，除了要從嚴格意義上做好對其孔口定位誤差的控制工作以外，還需要嚴格控制其垂直高度，基于對我國《地下鐵道工程施工及驗收規范》中相關規定的參照，樁的垂直度標準不能夠超過5‰。

（1）執行導墻定位任務。導墻可以將鎖口以及導向作用有效發揮出來，會從直接層面上對鉆孔咬合樁的成孔精度產生影響，在施工作業的開展過程中，需要采取嚴格手段對導墻施工精度進行控制，保證軸線誤差不會超過±10 mm，另外，內墻面的垂直度應為3‰，導墻頂面的平整度為5 mm。

（2）對樁的垂直度進行檢測。其一，做好地面監測工作：在地面位置，對兩個相互垂直的方向加以選擇，基于對線錘的采用執行對地面以上部分套管垂直度的監測任務，一旦有偏差出現需要在第一時間作出糾正。在各樁成孔過程中，此檢測工作需要持續性地開展下去，中間不能出現停頓的現象。其二，進行孔內檢查：在完成對每節套管的安裝，開始下一節套管的安裝作業以前，需要作相應的停頓，借助于“測環”或者是“線錘”做好對孔內垂直度的檢查工作，如果出現不合格的情況，需要及時糾偏，一直到檢查合格以后才可以開始下一套管的安裝施工作業。

（3）糾偏。在面向套管進行切壓處理之時，在相互垂直的方向上，采用定時的方式對2 m靠尺加以運用，執行對套管垂直度的測量任務，一旦有偏差出現，需要保證糾正的及時性。一般情況下，常用到的糾偏方法有以下幾種：其一，借助于鉆機油缸進行偏差的糾正處理：若偏差比較小，或是套管入土并不是非常深，可以采用直接的方式對鉆機頂升油缸與推拉油缸加以運用，執行對套管垂直度的調節任務。其二，對A1樁進行偏差糾正處理：若是A1樁入土5 m以下的位置有比較明顯的偏差存在，可以先對鉆機油缸加以運用執行糾偏處理，若是與要求并不相符，可在套管內部進行砂或粘土的填埋，在此過程中，還要將套管拔出一定的距離，一直到將套管提升至上一次檢查合格的位置，之后將套管調直，對其垂直度進行進一步檢查，待確定合格以后重新進行下壓處理。其三，對A2樁進行偏差糾正處理：此方法大致相似于A1樁的糾偏方法，不同之處體現在對A2樁進行糾偏處理之時，不可以向管內填砂，而是要填入一致于A1樁的混凝土。

3.1.2 對鋼筋加工與安裝作業進行控制

在對鉆孔咬合樁鋼筋進行加工與安裝處理之時，需要從嚴格意義上參照具體的規范來進行，切實做好對鋼筋籠直徑的控制工作，直徑不可以太大，不然會存在不能下放到孔內的風險，在執行灌注任務之時有較大的可能會被套管帶出；另外，鋼筋籠的直徑也不可以太小，否則會出現保護層太大的狀況，對結構受力產生不利影響。在本工程中，鋼筋混凝土鋼筋籠的布置方式屬于不對稱布置，在進行鋼筋籠的下放操作之時，需要對方向進行嚴格的控制，在鋼筋籠靠結構側的中心一根主筋的位置，采用間隔的方式將具體的標記工作做好，另外，還要在鉆機相應孔中心進行標記，下放作業的進行需要將兩個標記對好。

（1）灌注混凝土。其一，基于對螺絲口套橡膠密封圈的使用，將混凝土灌注導管聯結起來，其內徑應為25 cm，在完成聯結作業以后，做好詳細的檢查工作，保證在使用之前完成了水壓試驗，試水的壓力需要設定在0.6～1.0 MPa之間，為導管處在密封耐壓的狀態之下提供保證。其二，對吊機加以運用，將導管慢慢地下放，一直到孔內，導管的底口需要比孔底高出30～50 cm的水平，確保下口出料有足夠的空間，另外，導管的上口還要和混凝土漏斗相互連接，采用隔水栓對其進行密封處理。其三，讓砼經由滑槽流到漏斗內部，待漏斗內存入體積為2 m3的混凝土以后，將漏斗的底蓋拔出，此時，在導管內進行混凝土的灌注，亦要為砼的連續灌注提供保證。其四，開始灌注作業以后，需要保證施工作業的緊湊性，中途不可以出現停工的狀況。灌注作業的開展需要提高對孔內水位升降的重視，對砼面的實際高度進行隨時測量，此外，還要對導管埋深進行計算，確保導管底端埋入砼面以下2～6 m。其五，在混凝土面逐漸上升的過程中，將導管拔出，并逐步對其進行拆除處理。與導管的實際埋深相結合，每次拆除的導管節數應為1～2節，在完成拆除任務以后，需要及時對其進行沖洗，為下次使用提供便利。其六，整個混凝土灌注作業的進行都需要安排專門的技術人員做好監督工作，將灌注記錄詳細與準確地填寫下來。

（2）拔管成樁。混凝土灌注和拔管作業需要同時進行，此過程需要提高重視，即套管底應始終低于混凝土面2～6 m的水平，隨澆隨側孔深，確保導管起拔時不超過混凝土面，形成夾層。

3.2 主要施工技術措施

3.2.1 分段施工接頭的措施

由于無法連續施工就存在一個段與段之間的接頭問題，存在施工冷縫，處理方法設置砂樁，待施工段到此接頭時，挖出砂灌上混凝土。

3.2.2 事故樁的處理方法

在開展對硬切割咬合樁的施工作業時，由于A1樁混凝土有比較大的強度，或者是一些機械設備出現故障，在各種相關因素的影響下，硬切割咬合樁施工作業的開展可能并不會按照正常的要求進行，由此一來，會成為事故樁。

平移樁位側咬合以及背樁補強分別如圖3與圖4所示。

圖3 平移樁位側咬合

圖4 背樁補強

3.2.3 地下障礙物處理措施

在對套管進行施工之時，若是存在著地下障礙物處理難度比較大的問題，針對比較大的石塊，可以借助于十字沖擊錘對這些塊石進行砸擊，讓它們變為相對碎小的石塊下沉，在此基礎之上將其清除。針對地下管線和鋼筋等，可以將積水抽干，基于對安全性的全面保證吊放施工作業人員，由其執行下孔切割處理任務。

3.2.4 混凝土灌注事故處理措施

其一，埋管。需要從嚴格意義上對導管的埋深進行控制，不可以大于6 m，事先做好對導管接頭螺栓的檢查工作，保證其穩妥性，在對導管進行提升之時，不可以猛拔。如果埋管事故已經出現，可以利用吊車將其拔出，此過程需要對樁底埋置深度進行詳細測算，避免出現超拔的問題。其二，鋼筋籠上浮。需要將混凝土灌注作業的進行速度減慢，避免出現上浮的問題。

3.2.5 斷樁事故的處理措施

若是受到不可抗拒因素的影響導致斷樁事故出現，需要重新下放導管，完成樁灌注作業，之后按順序對其他樁進行施工處理，最后，在此樁的外側位置進行兩根高壓旋噴樁的施工，達到將樁水平推力強化的目的。

3.2.6 克服砂土管涌的技術措施

其一，對孔內地下水情況以及穿越砂層的情況進行實時觀察，基于對少取土多壓進原則的遵循，保證套管的及時性，將全套管跟進的鉆孔工藝特點最大限度發揮出來。其二，以套管的最大切割下壓能力為依據，保證套管一直是超前的，抓土在其后，需要對抓土面和套管底的距離進行控制，最小距離不應小于1 m。其三，在孔內灌水，一直到承壓水頭的高度，在此之后進行鉆進處理。

4 結語

在高地下水位的樁基施工中，鉆孔咬合樁對于地基的加固處理有較高的適用性，能夠從整體層面有效提升地基質量，樁基承載力可以實現對設計要求的有效滿足，作業形式也比較便捷，除此之外，進度可以得到較為可靠的保證，耐久性也比較理想。對工程的實際完成情況進行分析，在鉆孔咬合樁技術的支持下執行對樁基施工地基的加固處理任務，可以取得很好的處理效果，能夠達到加固地基的預期目的，今后，可以將其作為一種有效方法，在高地下水位樁基施工灌注樁地基處理中加以運用。