王曉偉

（福建第一公路工程集團有限公司，福建 泉州 362000）

由于城市建設的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)利用也越來越廣泛，咬合樁在地下空間開發(fā)利用中能夠有效發(fā)揮擋土和止水的作用，在各大城市的市政、地鐵和地下工程中都被廣泛采用，施工工藝逐漸成熟。本文以雙動力頭全套管咬合樁在該項目道路工程2 號泵站基坑圍護結(jié)構(gòu)中的應用情況進行了闡述。

1 工程概況

該項目道路等級為城市主干路兼一級公路功能，主路為雙向六車道地下道路，兩側(cè)輔路為地面道路。2#泵站位于現(xiàn)狀沿海大通道中央，現(xiàn)狀地面絕對標高為8.00m，泵站結(jié)構(gòu)的-0.30 相對標高對應的絕對標高為8.00m。泵站基坑的平面凈尺寸為40.2m×23.9m，泵站基坑深度為19.1m。

（1）工程地質(zhì)。本工程地貌為沖海積平原與沿海灘涂地貌， 根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及鉆探揭示，場地上覆地層為素填土局部有片塊石（素填土厚約6.9m）、中砂（厚約11.6m）、粉質(zhì)黏土（厚約4.3m）、全風化花崗巖。

（2）水文地質(zhì)。據(jù)地勘鉆探揭露，場地地下水主要賦存于填砂、素填土、雜填土的中下部；中砂、殘積砂質(zhì)粘性土、全風化花崗巖、砂土狀強風化花崗巖的孔隙、網(wǎng)狀裂隙及碎塊狀強風化花崗巖、中風化花崗巖的巖體裂隙中。

2 基坑支護結(jié)構(gòu)設計

由于本工程處于海濱，工程場區(qū)地下水位較高（常水位在1.90)、地層滲透系數(shù)較大，降水困難，地下水處理采用鋼筋混凝土樁與素混凝土樁間隔布置并咬合形成止水帷幕，并結(jié)合基坑內(nèi)疏干的方式。2#泵站基坑主要采用φ900mm 排樁+鋼支撐支護，排樁采用鋼筋混凝土樁與素混凝土樁間隔布置并咬合的形式，咬合長度為250mm（局部有調(diào)整），樁頂設900mm×1000mm 冠梁。2#泵站豎向設置5 道鋼支撐，第一道鋼支撐采用φ609mm鋼管，壁厚t=16mm；鋼圍檁采用雙拼工字鋼I45b；第二道～第五道鋼支撐均采用φ800mm鋼管，壁厚t=16mm；鋼圍檁采用雙拼工字鋼I56b；四個角為斜撐，中部為三道對撐，支點水平間距3.0～4.39m。支護樁長為24m，嵌固深度5.9m。本工程基坑不設肥槽，支護樁與主體結(jié)構(gòu)之間只留100mm 厚的防水層厚度。

3 咬合樁施工原理

咬合樁是一種使用雙動力頭全套管鉆機施工，樁與樁之間相互咬合排列的基坑圍護結(jié)構(gòu)。 鉆孔咬合樁的排列方式采用：第一序樁素砼樁（A 樁）和第二序鋼筋砼樁（B 樁）間隔；先施工A 樁，后施工B 樁，A 樁砼采用超緩凝砼，要求必須在A 樁砼初凝之前完成B 樁的施工，B 樁施工時，利用套管鉆機的切割能力切割掉相鄰A 樁的部分砼，實現(xiàn)咬合。素砼樁（A 樁）采用長螺旋鉆孔灌注樁進行成樁施工，鋼筋砼樁（B 樁）采用旋挖鉆孔灌注樁進行成樁施工。

咬合樁施工的順序：施工第一序樁(A1、A3……），在第一序樁灌注C30 水下混凝土素樁未緩凝前（初凝時間不得小于60h， 終凝時間不大于72h；混凝土素樁3d 強度不大于3MPa，5d 強 度 不 大 于10MPa，28d 強 度滿足設計要求），第二序樁(B1、B2……）跟進完成鉆進并澆筑混凝土，使二序樁的混凝土融合在一起呈嵌入咬合狀態(tài)而形成一個連續(xù)、整體的排樁結(jié)構(gòu)， 具體如下圖所示。

圖1 咬合樁施工平面圖

圖2 咬合樁施工立面圖

4 雙動力頭全套管咬合樁施工

雙動力頭鉆孔樁機的兩個動力頭懸掛在樁架上，分別驅(qū)動外側(cè)套管和內(nèi)側(cè)鉆桿。內(nèi)側(cè)動力頭與外側(cè)動力頭能同軸逆向旋轉(zhuǎn)，使扭轉(zhuǎn)反力自平衡， 適用于多種地質(zhì)條件場地的施工。 其具有以下優(yōu)點：一是可以避免鉆孔坍塌（尤其是在提鉆時），達到護壁的目的；二是保證垂直度，成孔精度高，并有利于鉆屑的排出，施工速度快；三是能夠應對各種復雜的地質(zhì)條件，解決大直徑樁基礎“入巖”難的問題；四是無需泥漿護壁，避免環(huán)境污染。

4.1 施工工藝流程

施工準備（測量放樣）→導墻混凝土施工→鉆機就位→安裝螺旋鉆桿及套管→檢驗垂直度→套管及螺旋鉆頭雙動力鉆孔至設計深度→旋挖鉆清除孔底虛土→灌注超緩凝混凝土逐次拔管→A1 素砼樁灌注完成→拔出導管→起拔全套管→鉆機移位A2 樁→套管及螺旋鉆頭雙動力鉆孔至設計深度→灌注超緩凝砼逐次拔管→A2 素砼樁灌注完成→鉆機移位B1 樁→旋挖掏土至設計孔深→測量孔深→吊放鋼筋籠→安裝導管→灌注混凝土逐次拔管→拔出導管→起拔套管灌注完畢→鉆機移位。

4.2 施工技術要點

（1）導墻施工。導槽模板采用定制鋼模，每段長度3m，采用方木及地腳錨桿支撐模板。模板位置嚴格按咬合樁位軸線定位，內(nèi)徑大于設計樁徑30mm，導槽結(jié)構(gòu)采用HPB300Φ10鋼筋和HRB400Φ12 兩種鋼筋， HPB300Φ10橫向間距為30cm，HRB400Φ12 橫向間距為16cm，可在鋼筋加工廠加工成網(wǎng)片半成品再集中運至現(xiàn)場拼接安裝。

（2）雙動力頭全套管鉆機就位。待導墻具有足夠強度后，導墻外側(cè)鋪設鋼板，將雙動力全套管鉆機移動至導墻邊緣，雙動力全套管鉆機外側(cè)動力頭帶鋼護筒與導墻孔位中心對應，實現(xiàn)鉆機對中。

（3）鉆孔作業(yè)。定好樁位以后，用鉆機內(nèi)外動力頭驅(qū)動螺旋鉆及套管同時進行鉆進施工。內(nèi)外動力頭驅(qū)動旋挖鉆桿取土鉆進和驅(qū)動套管鉆進時，螺旋鉆頭突進，直到鉆進到設計深度為止，鉆進工作完成。 外側(cè)動力頭驅(qū)動護筒過程中，要不斷從X 及Y 兩個軸線方向檢測套管垂直度，如若出現(xiàn)輕微偏斜現(xiàn)象，雙動力頭全套管鉆機駕駛員通過儀表調(diào)整桅桿的垂直度及套管的垂直度。

（4）終孔。鉆孔達到設計深度后，用旋挖鉆機對孔底進行清孔，并對孔深、垂直度進行最終檢查和驗收，檢查合格后進行下道工序。采用全套管法施工，當孔內(nèi)無水或僅有少量地下水滲入時，可直接吊放鋼筋籠、下導管進行混凝土灌注。當孔內(nèi)積水較多(或為平衡地下水壓力而向孔內(nèi)注入較多水)時，則應測定孔底沉渣厚度，若孔底沉渣厚度大于20cm，須進行清孔。經(jīng)檢查孔深、孔徑、孔型滿足設計要求時，且孔底沉渣厚度也符合規(guī)范要求時則及時進行鋼筋籠吊裝安放。

（5）鋼筋籠加工、吊放。鋼筋籠在鋼筋加工場制作，制好后的鋼筋骨架必須平整墊放，需要時用平板車運至現(xiàn)場。鋼筋籠的吊裝，采用三點起吊法，利用大鉤將鋼筋籠平行起吊，旋轉(zhuǎn)平移至樁孔處，利用小鉤和大鉤的配合將鋼筋籠在孔口處豎起，然后緩緩放入孔中。

（6）灌注水下混凝土。①灌注混凝土前將漏斗用套扣與導管活結(jié)連接，導管底口要高于孔底0.25～40cm，將球置于導管內(nèi)用鐵絲懸吊固定，待漏斗內(nèi)砼儲存滿且砼拌和運輸車內(nèi)砼與漏斗砼量之和大于4m3時，撥起吊球，砼將導管內(nèi)水壓出，砼拌和運輸車同時連續(xù)將砼送入漏斗，將首批混凝土拌和物灌入孔底后，立即量測孔內(nèi)砼的高度，首批砼灌入后導管埋深不小于1.0m。計算導管埋置深度，若正常，連續(xù)灌注砼，導管埋深控制在2～4m。②灌注開始后，要保持灌注的連續(xù)性，拆除導管時應盡量縮短時間。灌注過程中及時用探繩探知孔內(nèi)混凝土面位置，調(diào)整導管埋置深度。③為保證樁頂混凝土質(zhì)量，實際施工時灌注混凝土的樁頂標高應比設計樁頂標高高出0.5m。④混凝土灌注后，利用全套管鉆機起拔套管，起拔套管后混凝土面會下沉2.5～3.5m，需重新進行補方。

5 結(jié)語

該項目泵站基坑成功應用了雙動力頭全套管咬合樁圍護結(jié)構(gòu)，防滲能力強、無需泥漿護壁、擴孔系數(shù)相對小、可以有效防止塌孔、縮徑，保證成樁質(zhì)量，有效減少工程施工時對環(huán)境的污染，有利文明施工，在類似地質(zhì)條件以及有特殊要求的基坑支護工程中，可以借鑒采用。