鉆孔咬合樁技術在建筑基坑圍護施工中的應用研究

0 引言

在城市化建設不斷推進的背景下，建筑行業越來越關注建筑工程的安全和穩定等問題。在復雜地質條件下，深基坑圍護施工通常是建筑工程項目的重要內容。而鉆孔咬合樁是深基坑圍護常用的施工技術，其與地下連續墻等施工技術相比，在占地面積、適用范圍、施工速度、整體高度等方面具有明顯優勢。盡管鉆孔咬合樁施工可能投入較多成本，但對建筑工程的積極影響更加顯著。因此在建筑物深基坑圍護施工中研究鉆孔咬合樁施工技術，對提升深基坑圍護施工質量具有實際意義。

1工程概況

某商業綜合體建筑項目的總面積為 116258m² ，采用地上12層、地下3層設計，建筑總高度為 62m 。該項目位于城市新區，周邊建筑密度較小。該工程項目前期地質勘察結果顯示，其地基土層自上而下為雜填土、含礫粉質黏土、中風化礫巖、中風化粉砂巖，為典型的軟土地基，土體含水量較高、顆粒松散，其深基坑圍護工程面臨著復雜的地質條件。為此設計要求該深基坑采用鉆孔咬合樁施工技術進行圍護。

2鉆孔咬合樁施工流程

鉆孔咬合樁的排列順序為素混凝土樁（A樁）→鋼筋混凝土樁（B樁）→混凝土樁（A樁），以此順序互相更替咬合。在鉆孔咬合樁開始施工時，先在相鄰樁位完成兩根A樁的鉆設，然后在其中間的樁位完成B樁的鉆設，以此類推。鉆孔咬合樁工藝流程如圖1所示。

根據該工程項目的地質條件和深基坑圍護施工要求，確定樁體開挖深度為 11.0m 。相鄰的兩根A樁澆筑混凝土后，在其初凝前后，使用套管鉆機的切割功能切割掉相鄰兩根A樁的部分混凝土，同時完成B樁的鉆孔、布設鋼筋籠和澆筑混凝土作業。

選擇C30超緩凝混凝土澆筑鉆孔咬合樁樁體。在配合比為C30的混凝土中添加 1% 的超緩凝劑，使其初凝時間延長到 56h 、終凝時間延長到 62h 。這樣可以在每兩根A樁混凝土初凝前后，完成B樁鋼筋混凝土澆筑施工，使A、B樁樁體同時完成混凝土終凝，并實現A、B樁緊密咬合。按照該施工工藝流程依次完成后續鉆孔咬合樁施工，形成A、B樁樁體間隔排布、無縫連接的咬合樁墻體結構[2]。

3鉆孔咬合樁施工要點

3.1 施工準備

根據設計要求，在鉆孔咬合樁施工前，使用全站儀等設備做好測量放線工作。采用鋼尺測量并確定深基坑控制線，準確定位鉆孔咬合樁的位置。對深基坑的標高進行測量，結合測量結果檢查深基坑頂面開挖高度，以便控制好深基坑頂面開挖高度和鉆孔咬合樁樁長。根據施工需求，提前做好安全技術交底。根據施工計劃任務書提前準備機械、設備和材料。對工程現場進行清理、平整和夯實；根據施工順序有序組織套管鉆機進場，準確定位樁體位置；在鉆機就位后檢查鉆機與施工平面的垂直度。

3.2 導墻施工

為提高鉆孔精度，在鉆孔咬合樁施工前需要完成導墻的施工作業任務，用于控制好鉆進精度和鉆進垂直度，并為套管鉆機的下壓鉆孔和套管提拔等操作做好鋪墊。

在導墻施工作業前，要提前做好場地清理和平整等工作，將現場的溝槽填平和壓實后，結合測量放線確定樁孔中心線位置。在完成樁位的測放后，開挖導墻的溝槽。在導墻開挖時，需要考慮樁孔與導墻孔的位置關系，控制導墻溝槽開挖的幾何尺寸。

該工程項目選用的導墻模板，是工廠預制的鋼模板。在完成溝槽開挖后，進行導墻模板安裝。在完成導墻模板安裝、檢查模板中線、凈距離和垂直度并合格后，開始澆筑混凝土。導墻施工結束后，要檢查其施工質量，結合鉆孔咬合樁施工要求，及時發現和處理導墻施工的質量隱患，避免給鉆孔施工造成阻礙。

3.3套管鉆機成孔

該工程項目咬合樁鉆孔采用套管鉆機成孔方式。在鉆孔前組織鉆機進場，結合鉆孔要求合理安排鉆機位置，檢查鉆機的平穩度，調節套管的垂直度。在鉆進時，嚴格控制樁位誤差，樁位最大誤差值應小于 50mm ，成孔垂直度誤差不能大于 1% 。

在埋設護筒后，對護筒進行調整，將護筒中心線與樁位中心線重疊[3]。護筒埋設后及時組織鉆進施工，每次鉆進尺寸控制在 600mm 左右，樁孔初始深度應控制在5＼～8m范圍內。鉆孔過程中嚴格控制樁孔的垂直度，及時將鉆孔產生的渣土清理干凈。采用帶擋板的鉆斗將鉆孔底部沉渣帶出，再向孔內注入水，以便將剩余沉渣循環帶出。

3.4鋼筋籠制作與安放

3.4.1 鋼筋籠制作

B樁鋼筋籠的制作應符合相關規范和設計要求。主筋選用HR B400Φ25 鋼筋，其間距為 10cm ，均勻分布；箍筋選用 HRB400Φ16 鋼筋，其間距為 20cm ，均勻分布。鋼筋保護層厚度為 50mm ，在主筋上錯開角度、均勻設置預制的混凝土保護層墊塊。

分段制作的鋼筋籠，其主筋之間的接頭應采用焊接方法，單面搭接的焊縫長度應不小于10倍主筋直徑，雙面搭接的焊縫長度應不小于5倍主筋直徑；主筋接頭應相互錯開 50cm 以上的長度，同一截面的接頭數目不得大于主筋數目的 50% 。分段制作鋼筋籠時，應考慮主筋搭接方式并預留出搭接長度。

3.4.2 鋼筋籠安放

在完成B樁鉆孔后，需要放置鋼筋籠。將預先制作的鋼筋籠運入施工現場，清孔后在鉆孔中放置鋼筋籠。該工程項目的鋼筋籠采用分段制作、單面搭接方式。單面搭接的焊縫長度應不小于10倍主筋直徑，搭接長度為250mm 。

在安放鋼筋籠前，要先檢查鉆孔底部的沉渣厚度，最大沉渣厚度不得超過 200mm 。在鉆孔驗收合格后，將鋼筋籠吊裝到孔內。吊裝鋼筋籠時，要避免鋼筋籠搖晃或與孔壁發生碰撞。

3.5 安裝導管

該工程項目導管選擇管壁厚度在3mm以上的無縫鋼管，管徑規格為 200～250mm ，其中底部最小長度為 4m 中間每節長度為 2m ，上部每節長度為 1m 。每節導管采用雙螺紋絲扣快速接頭連接，導管連接后需要開展水密試驗，以驗證導管連接的牢固性和密封性。按照混凝土澆筑要求，控制好埋管深度。

3.6澆筑樁體混凝土

該工程項目的鉆孔咬合樁采用隔樁施工工藝，即在兩根A樁混凝土施工24h或初凝前后，進行B樁混凝土施工，使A、B樁在終凝后形成整體結構。澆筑混凝土時，要嚴格控制導管的埋深和混凝土的上升高度，同時為使隔水栓順利上浮，需要在樁體混凝土界面上升的同時提升導管。

在澆筑混凝土時，要控制好導管的提升速度，盡量放緩提升速度，并保證提升速度的均勻性。單次提升的最大高度不超過 6m^[4] ，避免單次提升過高導致鋼筋籠上浮。為保證樁體的完整性，其樁體混凝土澆筑高度需要超過標準高度 0.8～1.0m 。在樁體強度達到設計要求后，及時將樁體上部多余部分拆除。在施工結束后將導管、漏斗等清理干凈，以便后續樁體施工。

4鉆孔咬合樁質量控制要點

4.1控制樁體垂直度

為保證鉆孔咬合樁底部的咬合量達標，要嚴格控制鉆孔孔位的定位精度，特別是控制好樁體的垂直度，為此需要做好以下各項工作。

4.1.1 檢查鉆機的穩定性

在鉆機定就位和定位后，要嚴格檢查鉆機的穩定性，在下壓套管時需要確保鉆機處于穩定狀態，避免鉆機穩定性不達標影響鉆進的垂直度。

4.1.2檢查套管的垂直度

要嚴格檢查套管的垂直度，及時糾正偏差。鉆孔咬合樁施工時，需要提前平整地面，在平整的地面上檢查和校驗套管的垂直度。先對單節導管的垂直度進行檢查和校正，隨后根據樁體高度來配置套管。

4.1.3檢查樁孔的垂直度

在成孔的過程中，要嚴格檢查樁孔的垂直度。采用經緯儀對地面以上套管的垂直度進行檢查，在發現偏差后要及時糾正。在每節套管壓完后和安裝下節套管前，均要做好垂直度檢查和糾正工作。

4.2控制混凝土重要參數

4.2.1控制混凝土緩凝時間

鉆孔咬合樁施工時，需使用鋼套管對B樁兩側A樁混凝土進行切割，因此樁體需澆筑超緩凝混凝土。在設計超緩凝混凝土的配合比時，要考慮咬合樁成樁的時間對混凝土緩凝時間的要求。在確定混凝土緩凝時間時，可按以下公式進行計算[5]：

T=3t+K

式中： T 為混凝土的緩凝時間； t 為單樁成樁時間；K 為儲備時間。

4.2.2控制混凝土緩凝時間

在不影響混凝土整體性能的基礎上，在混凝土中適量添加超緩凝劑，同時盡量降低外部因素對混凝土緩凝造成的影響。在計算出混凝土緩凝時間后，還要考慮地質條件、樁長、樁徑等可能對單樁成樁的影響。必要時可以借鑒其他工程控制混凝土緩凝時間的經驗，并在實驗總結的基礎上計算出樁體混凝土的緩凝時間。

4.2.3控制混凝土技術參數

混凝土質量是直接影響鉆孔咬合樁施工質量的關鍵，所以要嚴格控制好混凝土的質量，重點加強對混凝土技術參數的控制。在澆筑混凝土前，安排專業人員對混凝土的塌落度、抗壓強度、抗拔強度等基本參數進行試驗驗證，保障鉆孔咬合樁混凝土施工質量。在鉆孔咬合樁施工中，要根據施工工藝特點和具體施工需求，控制好混凝土的終凝時間。

4.3其他控制要求

4.3.1避免發生管涌

在地下水豐富且存在活水的區域，要將套管壓入砂層 2～4m 左右，以避免發生管涌。為保證現場施工的安全性，可以采用套管繼續下壓，再將套筒中的砂土去除，但需在套筒內保留 2～4m 厚度的砂土層，與套筒外的砂土層保持平衡。

4.3.2解決鋼筋籠加工與吊放問題

在加工鋼筋籠時，嚴格控制好鋼筋籠的外徑，防止其與套管發生矛盾。在吊放鋼筋籠時，要保證鋼筋籠的垂直度。在完成下放鋼筋籠后，沿同一方向轉動套管，盡量消除其與鋼筋籠的摩擦[6。為避免鋼筋籠下沉，可以在樁孔底部墊上一定厚度的混凝土塊或片石，以提高樁孔底部持力層的承載力。

4.3.3防止混凝土流出

在現場施工中可能發生B樁成孔時，如果A樁混凝土未處于初凝狀態，會造成A樁混凝土從A、B兩樁相交處流出，導致A樁樁體失效。為防止此種故障的發生，要做好混凝土的配合比設計，盡量控制超緩凝混凝土的初凝時間和B樁施工時間。

4.3.4降低地下障礙物影響

在鉆孔咬合樁鉆孔施工過程中，地下障礙物會影響正常施工進度，還可能導致咬合樁施工質量下降，因此要提前調查好施工區域的地質情況。如果鉆孔施工過程中遇到條石、卵石層等障礙物，先將套管內的積水抽干，再使用十字沖錘擊碎障礙物，盡量降低地下障礙物對鉆孔施工的影響，保證鉆孔咬合樁的施工質量。

5結束語

在應用鉆孔咬合樁工藝的過程中，要在施工前結合工程地質情況確定好鉆孔咬合樁施工工藝，提前準備施工所需的機械、材料，做好現場清理工作，按設計方案有序做好鉆孔咬合樁施工。在鉆孔咬合樁施工過程中，重點把握好鉆孔咬合樁的垂直度，控制好混凝土施工的基本參數，并做好施工過程中的檢驗工作，可確保鉆孔咬合樁施工質量符合規范和設計要求。

參考文獻

[1]王博華.咬合樁支護技術在深基坑圍護施工中的應用[J].江西建材，

[2]吳岑佳.臨海深基坑咬合樁支護結構影響因素敏感性與變形特性研究[D].長沙：湖南科技大學，2023.

[3]侯強松.咬合樁-旋噴錨索基坑支護體系研究[D].大連：大連理工大學，2022

[4]景勇，秦莉斐，閃虎，等.地鐵車站深基坑圍護結構施工工法比選[J].云南水力發電，2021，37（12）：188-193.

[5]李丹，王宇聲.拋填石層超深基坑鉆孔咬合樁受力機理分析[J].科學技術創新，2021（27）：148-152.

[6]朱占魁.鉆孔咬合樁在大型建筑深基坑圍護施工中的應用[J].建筑技術開發，2021，48（9）：69-71.