咬合桩施工工艺

施工工艺及技术措施

一、咬合桩工艺原理

钻孔灌注咬合桩，即采用机械冲抓施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。桩的排列方式为一个素砼桩(A桩)和一个钢筋砼桩(B桩)间隔，见图一。这种排列方式在施工时需先施工A桩，后施工B桩，A桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在A桩砼初凝之前完成B桩的施工，B桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩相交部分的砼，则实现了咬合。

二、咬合桩工艺流程及操行要点

1、本工程施工布置为一台钻机循环作业

采用RT200全套管钻机循环作业施工，尽量减少砂桩，避免施工冷缝的产生。

2、导墙的施工

为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部制作钢筋砼导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步。

3、单桩的施工工艺流程

①钻机就位：

等导墙有足够的强度后，拆除模板，重新定位放样排桩中心位置， 将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点。移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。 ②取土成孔：

在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为2.5—5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。第一节套管全部压入土中后(地面以上要留1.2—1.5m，以便于接管)，检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装

第二节套管继续下压取土„„，如此继续，直至达到设计孔底标高。 ③吊放钢筋笼：

如为钢筋砼桩，成孔检测合格后进行安放钢筋笼工作，按设计规格、材料及制作规范，在场地边钢筋加工棚里分段制作，然后搬运至孔口边安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的准确性。本次工程的孔深为XXm左右，根据工期紧迫的实际条件，钢筋笼吊放时配置XXT吊车，以便吊放安全便捷。

④灌注混凝土：

如孔内有水时需采用水下砼灌注法施工，如孔内无水时则采用干孔灌注法施工，先将混凝土倒入集料斗中，然后用吊机吊倒孔口，倒入导管上部的贮料斗中，如此直至将混凝土灌至桩顶标高。 ⑤拔管成桩：

一边浇注砼一边拔管，应注意始终保持套管底低于砼面≮2.5m。咬合桩单桩施工工艺流程如图二所示(下页)：

3、排桩的施工工艺流程

总的施工原则是先施工A桩，后施工B桩，其施工工艺流程是： A1—B1—A2—A3—B2—A4—B3„„，如图三所示：

①、A(n)—C20素混凝土桩，B(n)—C20钢筋混凝桩，B1为砂桩，目的是和交界处的桩衔接。

②、施工顺序：A1—B1(砂桩)—A2—B2—A3—B3—„„

(1)成孔工艺控制：

①、成孔采用液压式摆动积压式全套管成桩机施工，成孔以套管正反扭动、加压下切、管内抓斗取土(若遇大石可用十字冲击锤冲砸击碎)。

②、桩体垂直度控制

1、在套管切压过程中，应从两个方向对套管进行垂直度控制，发现偏差及时纠正，要求成孔精度为5‟。

2、成孔后套管随砼灌注逐段起拔，起拔套管应视起拔状况而精心操作，如阻力过大则应转动慢拔，保持套管拔起过程中的顺直，严 禁强拔。

③咬合桩施工必须保持连续作业，在施工中应合理安排劳力、机械。

④如遇不可抗因素造成咬合桩流水作业中断，应迅速移机对末端

成桩进行切割单侧咬合面成孔，然后在孔内灌注粗砂拔管形成砂桩，待后续咬合桩施工至该桩位时重新成孔，完成连续咬合成桩的施工。

(2)水下灌注砼工艺控制：

1、请监理工程师验收孔深，并做好原始记录。

2、安放好导管隔水塞用铁丝牢系在储料槽上、第一次下料时在储料槽内注满砼(满足初灌量要求)。

3、灌注砼应连续灌注，随着管内砼面的增高，逐步调整导管深度，必须保证导管底埋在已浇筑的砼中2米以上且不大于6米，导管上拔必须保证垂直。

4、当砼面超出设计标高50cm时停灌，拔出导管冲洗干净，准备灌注下根桩。

(3)干孔灌注砼控制：

为防止砼离析，灌注时应保证导管底口距孔底距离不超过2米，灌注时随着砼面的提高，逐步提高导管但始终保证导管底口距砼面距离不超过2米

(4)孔口定位误差的控制

为了保证钻孔咬合桩底部有足够的厚度的咬合量，应对其孔口的定位误差进行严格的控制。

为了有效的提高孔口的定位精度，应在钻孔咬合桩桩顶以上设置砼或钢筋砼导墙，导墙上定位孔的直径宜比桩径大20mm。钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。

(2)桩的垂直度的控制

为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》规定，桩的垂直度标准为5‟。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作。 ①套管的顺直度检查和校正

钻孔咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的自检和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度偏差尽量小于10mm。检测方法：于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锤和直尺进行检测。

②成孔过程中桩的垂直度监测和检查

A、地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用线锤临测地面以上部分的套管的垂直度，发观偏差随时纠正。这项检测在每根桩的成孔过程中应自始自终坚持，不能中断。

B、孔内检查：套管压完后，要人工下孔测量，测得上下部管口垂直误差数据。

③纠偏

成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，纠偏的常用方法有以下三种：

a、利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大于或套管入土不深(5m以下)，可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的

垂直度，即可达到纠偏的目的。

b、A桩纠偏：如果A桩在入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。

c、B桩的纠偏：B桩的纠偏方法与A桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与A桩相同的砼，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。

④、如何克服“管涌”

在B桩成孔过程中，由于A桩砼未凝固，还处于流动状态，A桩砼有可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内，称之为“管涌”，克服“管涌”有以下几个方法：

A、A桩砼的坍落度应尽量小一些，不宜超过18cm，以便于降低砼的流动性。

B、套管底口应始终保持前于开挖面一定距离，以便于造成一段 “瓶颈”，阻止砼的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于2m。

C、如有必要(如遇地下障碍物套管底无法超前时)可向套管内注入一定量的水，使其保持一定的反压力来平衡A桩砼的压力。阻止“管涌”的发生。

D、B桩成孔过程中应注意观察相邻两侧A桩砼顶面，如发现A桩砼下陷应立即停止B桩开挖，并一边将套管尽量下压。一边向B

桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。

⑤、遇地下障碍物的处理方法

总的来说，套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理起来都比较困难，特别是施工钻孔咬合桩还要受时间的限制，因此在进行钻孔咬合桩施工前必须对地质情况十分清楚，否则会导致工程失败。对一些比较小的障碍物，如卵石层、体积较小的孤石等，可以先抽干套管内积水，然后再吊放作业人员下去将其清除即可。

⑥、克服钢筋笼上浮的方法

由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮。其预防措施主要是：

A、B桩砼的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于20 mm。

B、在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。

⑦、分段施工接头的处理方法

往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工， 这就存在在先施工段的接头问题。采用砂桩是一个比较好的方法，如图三所示。在施工段与段的端头设置一个砂桩(成孔后用砂灌满)，待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼即可。

⑧、事故桩的处理方法

在钻孔咬合桩施工过程中，因A桩超缓混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩，事故桩的处理主要分以下几种情况：

A、背桩补强

如图四所示，B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2桩的砼均已凝固，在这种情况下，则放弃B1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在B1桩外侧增加三根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖过程中将A1和A2桩之间的夹土清除喷上砼即可。

结合本工程特殊性，遇上述背桩补强一律靠2号楼方向上补强处理。

B、预留咬合企口

如图五所示，在B1桩成孔施工中发现A1桩砼已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在A1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。

C、平移桩位单侧咬合

如图六所示，B桩成孔施工时，其一侧A1桩的砼已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割咬合A1、A2桩。在这种情况下，宜向 A2方向平移B桩桩位，使套管钻机单侧切割A2桩施工B桩，并在A1桩和B桩外侧另增加一到两根旋喷作为止水防范措施。

现场施工图片

套管

全套管钻机

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冲抓斗清障

咬合桩开挖情况

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