宿松路快速化改造工程下穿通道施工中的鉆孔咬合樁技術方案分析

饒俊 RAO Jun

（中鐵四局集團第四工程有限公司，合肥 230000）

1 工程概況

本項目施工范圍主要分為宿松路和錦繡大道道路改造，宿松路段北起慈光路，南至紫蓬路，全長約2.4km，其中高架橋長約1.37km，路基段長1.03km，錦繡大道西起厚德路，東至廣西路，全長約1.78km，其中下穿通道全長約1.25km，路基段長0.53km。此外本項目還包含綜合管廊約620m、人行天橋兩座、管線橋一座和塘西河舊橋維護。

2 鉆孔咬合樁工藝原理與順序

2.1 鉆孔咬合樁工藝原理

鉆孔咬合樁在本次工程的下穿道路施工中，具體工序如下：做好現場準備工作、一期交通導改、管線遷移、支護樁、管廊、匝道基礎施工、二期導改施工、管廊施工、三期導改、人行道施工、驗收。[1]

在本次工程項目中，錦繡大道項目開挖地道的深度較大，最大達到10.8m，選擇應用支護樁聯合內支撐的開挖施工方式，逐級進行開挖和支撐支護施工，以達到現場施工要求，預防發生坍塌等事故問題。

在現場施工中應用全套鉆機鉆孔施工作業，樁體之間通過咬合的方式排列進行基坑圍護施工，達到現場施工安全性標準。根據本次工程設計方案，將圓形鋼筋籠設定為A 樁，扁形鋼筋籠為B樁，全部采取鋼筋混凝土的施工方式，兩種樁體結構交替施工。B 樁應用超緩凝混凝土，必須在結構初凝前完成A 樁施工，并應用設備將相鄰B 樁的部分結構切割掉，達到咬合的效果，如圖1 所示。

圖1 咬合樁示意圖

2.2 鉆孔咬合樁施工工藝

咬合樁單樁工藝可見圖2。

圖2 單樁施工工藝流程圖

具體步驟如下：

①鉆機就位。在導墻的強度性能合格后即可拆除模板，并確定定位樁的位置，根據方案的要求進行鉆機定位，符合現場鉆孔施工要求。移動套管鉆機到規定位置，通過套管鉆機抱管器中心進行樁體中心設定，達到精確性的要求。[2]

②取土成孔。鉆機安裝到現場后，將第一節管吊入到樁機鉗口內，確保樁管的垂直度符合要求，磨樁下壓樁管，深度在1.5~2.5m 之間，再從抓斗內取土，在取土的同時進行套管的下壓施工，確保套管底部超前開挖深度不足2.5m。第一節套管全部壓入到內部后即可進行垂直度的檢查，如果發現質量不符合要求及時做出調整處理；合格的情況下繼續進行第二節套管施工，下壓取土作業，連續作業施工，直到達到設計標準要求。[3]

③鋼筋籠制作、吊放。鋼筋籠制作根據設計方案進行，焊接部分符合標準，通常在現場設置加工場制作，各個連接部位達到穩定、牢固性要求，焊接質量合格。在運輸、吊裝階段不會出現變形的問題，為了達到穩定性，可以設置加強箍的結構，從而符合結構性能標準。施工方式如下：

1）現場加強鋼筋保管管理。材料分類堆放，設置標志牌，且和加工場的距離比較近。原材料下部設置墊木，保持和地面有足夠的距離，表面覆蓋防雨布。

2）鋼筋籠加工前進行材料表面清理，確保沒有任何污漬，比如銹蝕、漆皮等，表面沒有泥土、油污等雜質，達到清潔度的要求。如果鋼筋存在彎折等變形問題，及時采取調直處理措施。[4]

3）焊接前進行試驗焊接，制定焊接工藝，進行焊接施工。縱向焊接應用對焊或者電弧焊方式，焊接質量達標。

4）骨架綁扎施工加強控制，使用φ20mm 的加強箍，根據設計方案綁扎φ25 箍筋，主筋綁扎采取對稱設置方式。

5）鋼筋骨架的安裝中，確保表面保護層符合要求，確保結構性能達標。

④成孔檢測達標之后，及時進行鋼筋籠安裝施工，且安放要做好如下工作：

1）加強鋼筋籠標高控制，套管頂部位置標高符合設計要求，安放的環節要加強控制，偏差不超過±100mm。[5]

2）下放鋼筋籠的環節，保證孔位中心對正，通過正、反循環方式緩慢下放處理，達到標高后即可進行固定處理。

3）為了預防澆筑時發生鋼筋籠上浮的問題，在底部需要焊接一塊直徑稍微小于鋼筋籠的薄鋼板，以達到現場施工深度的要求。

⑤灌注混凝土。水下混凝土灌注施工應用導管法進行，使用φ250 的法蘭式鋼管結構。導管埋設深度在2~6m之間，禁止出現埋設深度不足1m 的情況，且深度不能過大，通常來說每次拔出的高度在4m 左右。[6]

澆筑施工加強現場控制，預防發生鋼筋籠上浮的問題，一般在混凝土澆筑到鋼筋籠底部1~2m 之后即可進行導管提升，達到穩定性標準，防止產生過大沖擊而造成結構損壞。

B 樁每車制作一組試件，檢測其塌落度、緩凝時間，直到兩側A 樁全部施工結束。一旦存在問題及時調整，采取應急處理方式。

⑥拔管成樁。澆筑的同時進行拔管處理，但是要確保套管底部在混凝土面以下2m。

3 具體施工方案以及具體的施工步驟

要想提升鉆孔咬合樁孔口定位精度，確保安裝精度符合要求，樁頂應該進行混凝土或者鋼筋混凝土導墻施工，這是咬合樁施工的首要環節。導墻寬度加強控制，每側寬0.5m，厚度50cm，使用C20 混凝土制作，結構形式見圖3。

圖3 咬合樁導墻平面示意圖

具體步驟：

①平整場地。地表雜物清理干凈，回填碾壓管線溝槽。

②測放樁位。按照設計要求進行測量，確定樁位位置，使用全站儀進行現場地面導向控制點的測量放樣，并根據工藝方案進行護樁制作，作為導墻控制線。各項施工結束后上報監理審核處理。[7]

③導墻溝槽開挖。樁位放線工作結束后，經過檢測符合要求，進行溝槽的開挖施工，該工程采用人工方式開挖作業。現場施工中，開挖深度在路面下部55cm 位置，導墻稍微低于路面表層。開挖施工全部完成后，及時把中心線引入到溝槽以下，使得底模和模板施工效果合格，導墻中心線精度合格。

④模板施工。工程中應用的模板是自制鋼模板形式，導墻預留定位孔，模板直徑為管套直徑增加4cm。模板應用5X10 方木支撐，間隔距離在1m 以內，達到加固穩定性標準，預防發生跑模的問題，且軸線與凈空尺寸符合要求。在澆筑工作開始前應進行模板垂直度、中線、凈距的檢查，符合精度要求，各項尺寸達標才能開始澆筑施工。[8]

⑤混凝土澆注施工。根據工程需要確定商砼單位，保證材料質量合格，余量充足。澆筑施工保持兩側對稱進行，禁止發生走模的問題。如果施工中出現走模的現象，立即停止澆筑作業，并再次進行模板加固處理，糾正到設計位置才能繼續澆筑施工。澆筑后及時插入振搗器振搗施工，保持均勻性，防止過振。

⑥導墻安裝尺寸偏差不超過20mm。

4 排樁的施工技術分析

在施工中按照先B 樁，后施工A 樁的順序進行，其施工工藝流程是：

B1—B2—A1—B3—A2—B4—A3……，如圖4 所示。

圖4 咬合樁施工工藝流程圖

現場分段施工接頭處理極為重要，如果一臺鉆機無法達到施工要求，需要配置多臺鉆機同時施工，所以需要處理接頭部位。現場施工中，在施工段與段的端部都要布置砂樁結構，在施工到接頭部位后及時挖出砂子，并且灌注混凝土。如圖5 所示。

圖5 分段施工接頭預設砂樁示意圖

5 超緩凝混凝土施工技術措施

咬合樁超緩凝混凝土對于咬合樁效果產生直接影響，鉆孔咬合樁最重要的是進行垂直度控制，并確保緩凝時間在合理范圍內。垂直度需要通過現場施工機械和工藝控制滿足要求，而緩凝時間影響因素較多，尤其是72h 超緩凝混凝土配合比，需經過反復試驗分析。咬合樁施工難度較高，必須加強管理和控制。

①超緩凝混凝土緩凝劑的加入比例要控制在3.5%～6%之間，水泥和緩凝劑應符合要求，使得凝結時間符合要求。超緩凝混凝土要結合溫度、濕度做出調整，以確保各方面的性能符合標準要求。[9]

②A 樁混凝土緩凝時間嚴格執行單樁的成樁時間，還要結合現場的地質條件、樁長、鉆機等方面分析，以達到結構性能標準。

③在B 樁成孔環節，A 樁還沒有凝結，混凝土可以流動，所以這時的A 樁混凝土很可能通過兩者之間相交的位置進入到B 樁孔內，這就會形成管涌。為了消除這一問題，加強A 樁混凝土塌落度控制極為重要，干孔在14cm 以內，水下灌注18~20cm，減小流動性，滿足現場施工標準。

④樁身混凝土強度達標的條件下，加強配合比參數控制，落實緩凝時間的控制，預防出現早凝的問題而影響咬合效果。咬合樁現場施工中，應確保A 樁不會進入到B樁，且兩個樁體結構形成整體，鋼套管的拔出順利。

6 施工注意事項

在本次工程的施工中，咬合面厚度僅為20cm，如果垂直度不合格，容易發生相鄰的樁體交叉施工。為了使得鉆孔咬合樁的質量性能合格，在現場要做好成孔精度的管控，實現全面性控制。

①垂直度偏差不超過3‰，然后咬合嵌入樁最小不利咬合面只有10.7cm。

②應用定位導板進行精度控制，確保第一節套管達到施工要求，成孔精度合格。

③成孔垂直度全面控制，在第一節套管吊裝中，使用導板下壓處理，并進行固定處理，達到結構垂直度標準。在現場施工中，進行套管下壓的整個過程中，在下壓的環節應該及時檢查和糾偏處理，每次油缸作業行程為25cm。

④成孔中垂直度精度的檢測：

1）地面監測，施工作業地面部位上使用經緯儀或者線錘監測，設備數量符合要求，做好套管垂直度的檢測，如果發現偏差超出規定要求，及時采取糾正措施。該監測工作必須在成樁過程中隨時進行，直到全部完成施工為止。

2）孔內檢查，每節套管下壓工作結束后，在進行下一節套管安裝前，停止施工并應用測斜儀檢測垂直度，存在問題應及時進行糾正，符合要求后才能繼續進行下一節套管的施工。[10]

成孔環節如果存在垂直度偏差的問題，應及時做出調整處理，具體采取如下措施：

①鉆機通過液壓油缸及時糾偏處理，如果偏差超出標準，或者入土深度不合格，及時應用鉆機進行兩個頂升油缸和兩個水平油缸調節垂直度，符合糾偏要求。

②套管壓入到土體以內超過5m 的情況，I 序樁存在偏移的問題，糾偏的難度較高，可以在套管中填砂處理，并且填充時進行拔管處理，再聯合糾偏處理措施，符合精度要求后再進行取土成孔處理。

③套管入土深度超過5m 時，Ⅱ序樁發生偏移，該環節選擇使用I 序樁相同混凝土材料澆筑施工，并選擇相同糾偏方式。

7 結束語

本文以（南二環-深圳路）快速路改造為案例展開分析，深入探討改造項目的下穿道路施工中鉆孔咬合樁施工工藝，分析現場施工管理措施，優化項目施工效果，提高道路交通的通行效果，實現通行質量的提升，同時可以將成功經驗引入到其他改造項目中，為城市化發展提供基礎，促進我國工程領域的高速發展，帶動社會全面發展。