上海地區咬合樁施工工藝探究

尚海龍（上海市地礦建設有限責任公司，上海 200435）

1 項目概況

該項目位于上海市靜安我育嬰堂路以西，虬江路與永興路之間，項目有 5 棟單體和 2 層地下室組成。根據該工程場地勘察報告，對基坑開挖影響較大的土層如下。

（1）①層雜填土，黏性土夾石塊、碎磚等建筑垃圾，局部回填較為密實，土質不均，強度變化大，表層為混凝土澆筑地坪，這對工程基坑圍護施工及基坑開挖存在影響，為保證工程施工順利進行，需采取一定的處理措施。

（2）②1灰黏質粉土，松散～可塑狀態，該層位于基坑深度范圍內。

（3）②3-1層灰砂質粉土，松散狀態，基坑坑底位于該層。

（4）②3-2層灰砂質粉土，稍密～中密狀態，該層和②3-1層厚度較大。

這 3 層土（②1、②3-1、②3-2）在場地內均有分布，滲透性較強，在水頭差的作用下極易產生坍塌、流砂、管涌現象，基坑開挖時需采取有效的止水排水措施。

場地周邊環境復雜，西側基坑邊線與該側基地紅線最近距離約為 2.5 m，紅線外圍錯層辦公樓（1～7 F，磚混結構，天然地基），基坑邊線距離多層辦公樓最近距離約為4.1 m，基坑邊線距離多層住宅最近距離約為 10.8 m，基坑邊線距離復元坊小我最近距離為 16.9 m。

此外，場地西南角分布有一快餐店（2 F，磚混結構，天然地基），基坑邊線距離快餐店最近距離為 4.5 m。

該工程西側 P 軸-E 軸由于地下障礙物較多，且鄰近周邊已有建（構）筑物。此我域無法進行大面積開挖清除障礙物。因此，將原設計鉆孔灌注樁（三軸攪拌樁套打）＋三軸水泥土攪拌樁止水帷幕的圍護體型修改為采用全回轉鉆孔咬合樁結構，樁徑為 1 000mm，10 根有效樁長 26.7 m，18根有效樁長 25.7 m；樁端進入⑤1-2層（粉質黏土），混凝土強度等級水下 C30。

為保證水下混凝土質量，應利用導管灌注混凝土。其樁頂混凝土強度應符合設計要求,可采用超澆方法解決，樁頂應澆筑至導墻上部。鋼筋采用 HPB 300 級、HRB 400 級；主筋連接采用焊接，焊縫等級三級，焊條采用 E 50 型，主筋保護層為 70 mm，樁位偏差小于 30 mm，樁的垂直度允許偏差應小于 1/300，樁的充盈系數不小于 1.0。

2 施工流程

2.1 單樁咬合樁施工工藝流程

咬合樁的施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 咬合樁施工工藝流程示意圖

2.2 導墻施工

在咬合樁成槽前，應澆筑導向墻。導墻在灌注咬合樁施工中主要有以下幾點功能：① 為全回轉機提供作業平臺，承受在鉆進過程中鉆機壓、拔、扭動套管時產生的作用力；② 為施工提供導向定位作用；

本項目導墻采用 400 mm 厚 C 25 鋼筋混凝土結構。

2.3 鉆機就位

移動套管鉆機至導墻，使套管鉆機抱管器中心與導墻孔位中心在同一軸線。

在樁機就位對準后，安裝首節套管在樁機鉗口中，調正套管垂直度，邊回轉邊下壓套管，壓入深度為 3～2.5 m，然后用抓斗從套管內取土，一邊抓土、一邊繼續回轉下壓套管，始終保持套管底口超前于開挖面的深度不小于 2.5 m。首節套管全部壓入土中后（地面以上要留 1.2～1.5 m，以便于接管），檢測套管垂直度，如其垂直度不符合要求，則需進行糾偏調整，如安裝合格則可繼續安裝第二節套管繼續下壓取土，如此繼續，直至達到設計孔底標高。

2.4 鋼筋籠的吊放及安裝

本項目咬合樁為 YH 1 和 YH 2 間接成樁，成孔后經驗收合格后吊放鋼筋籠。鋼筋籠安裝時應有專人測定鋼筋籠中心位置與套管中心位置、樁中心位置重合，且采取有效措施確保鋼筋籠標高在正確位置。

本工程設計為全鋼筋混凝土樁身，其中 YH 1、YH 3、YH 5 奇數序列樁身鋼筋籠配筋為方格型，YH 2、YH 4、YH 6偶數序列樁身鋼筋籠配筋為正常鋼筋籠圓型設計，如圖 2，圖 3。

圖2 YH 1、YH 3、YH 5鋼筋籠剖面圖

圖3 YH 2、YH 4、YH 6鋼筋籠剖面圖

鋼筋籠定位：針對 YH 1、YH 3、YH 5 鋼筋籠下放時必須采取有效措施確定鋼筋籠位于樁位中心，具體如下。

（1）待成孔后吊車起吊特制“鋼刷”對套管內壁清掃，確保套管內壁無沾泥，保證后續灌注樁身質量。

（2）清掃完成后重新測量樁位中心并在套管周邊量好尺寸，確保鋼筋籠中心與樁位中心的偏差不超過 30 mm。

（3）鋼筋籠起吊后應緩慢對中樁位中心，緩慢下放至套筒中。待鋼筋籠全部完成焊接后，緩慢下放，在此過程中應對中心位置再次校核，確保鋼筋籠中心位置與樁位中心的偏差滿足規范及設計要求。

2.5 灌注混凝土

采用干孔灌注法施工，灌注前應再次檢查套筒內壁的沾泥情況，確保管壁的清潔。

2.6 拔管成樁

在澆筑混凝土的同時要及時插導導管、提升套管，在灌注過程中要有專人確保套管在混凝土面層以下 2.5 m 以上，且要保證導管位于混凝面以下 ≥2.0 m。

2.7 排樁施工

施工主要采用“全回轉鉆機＋超緩凝型混凝土”方案。鉆孔咬合樁的排列方式采用，為 YH 1 樁和 YH 2 樁間隔。

本工程咬合樁總的原則是先施工 YH 1 序列（長方形鋼筋籠）樁，再施工 YH 2 序列樁（圓型鋼筋籠樁），YH 1序列樁混凝土必須采用超緩凝混凝土（緩凝時間在 60 h 左右）。YH 1 序列樁施工完畢后，施工 YH 2 序列樁，在 YH 1序列樁混凝土初凝之前（強度達到 30%，約 48 小時左右）施工 YH 2 序列樁，施工中需要切割掉相鄰 YH 1 序列樁部分混凝土，使 YH 1 序列樁與 YH 2 序列樁相互咬合。施工部署示意如圖 4 所示。

圖4 排樁咬合樁施工流程圖

YH 1 序列樁為方型鋼筋籠樁無須咬合，根據工程的實際情況，如上部有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物的，在施工時全套管全回轉套管機結合清障一次性成孔，如上部土層情況較差，都為淤泥質黏土或粉土，在咬合樁施工時必須使鋼套管的深度比鋼套管內的土面深 3～5 m，防止出現土體管涌現象，施工中邊旋轉鋼套管邊抓土至孔底標高后下籠澆注混凝土。

YH 2 序列樁成孔，因 YH 1 序列樁為方型鋼筋籠樁混凝土，可在 YH 1 序列樁混凝土強度達到一定強度后或在混凝土初凝前進行 YH 2 樁咬合施工，同樣此工序施工也要考慮土質情況，在施工時必須使鋼套管的深度埋入土層深度3～5 m，切割咬合時當相臨兩根“素樁”強度較大時，要控制好套管垂直度，控制鉆進速度，同時防止鉆進時鉆頭磨損太快而無法切割至樁底部。

3 常見的工程事故及預防措施

3.1 樁孔偏位

施工前應符合導墻定位孔位置的準確性，首節套管安裝時嚴格復核套管中心與導墻定位孔中心，確保其位于同一軸線。

3.2 鉆進垂直度的控制

施工前應確保施工我域場地的平整度，并且進行施工套管順直度的檢查與校正。

施工過程中應在選擇以套管為中心的兩個相互垂直的方向采用經緯儀來檢測地面以上套管的垂直度，發現偏差及時糾正。施工全程均應檢測其垂直度，不得間斷。

每節套管壓完后安裝下一節套管之前，都要用線錘進行孔內垂直度檢查，如發現有不合格時應及時糾偏，待檢查合格后方可進行下節套管安裝施工。

3.3 糾 偏

在成孔過程中如發現垂直度偏差過大，應及時糾偏，糾偏的方法：①當套管偏差不大或入土深度不超過 5 m 時，可直接利用套管的 2 個頂升油缸和 2 個水平油缸進行調節；②當偏差較大或入土深度大于 5 m 以上時，發現偏差可先用油缸糾偏，如果糾偏不能達到要求，可向套管內填砂或黏土，一遍填一遍起拔套管，直至套管起拔至上次檢查垂直度合格的位置，然后調直套管，重新下壓。

3.4 管 涌

管涌的發生一般有 2 種情況：① 隨著鉆孔深度的加深和套管的搖晃，淤泥質黏土和礫質黏土在飽和壓力水情況下，軟化成流塑狀引起管涌；② 成孔過程中，由于 YH 1 序樁混凝土尚未凝固，還處于流動狀態，YH 1 樁孔內混凝土可能會沿著 YH 1、YH 2 咬合處流入到 YH 2 樁孔內，引起管涌。

預防措施有：①在施工過程中抓土速度減緩，減少對孔底土層的擾動；②嚴格控制施工順序，確保混凝土凝固后再施工相鄰樁位；③施工夾樁時注意觀察 YH 1 樁位的混凝土面，如發現 YH 1 位混凝土面下沉，應立即停止鉆進，施工樁位護筒應下壓并及時往施工樁位孔內填土或注水，壓制管涌。

4 結 語

咬合樁具有擋土和止水的雙重特性，能減小圍護結構的占地面積。采用全套管回轉鉆進施工，能有效較少對周邊環境的影響。通過對咬合樁施工的基本工藝流程全過程的質量把控可預防工程質量風險。咬合樁在緊鄰已有建（構）筑物或重要管線我域值得推廣。