临海地区深基坑咬合桩施工工艺及难点分析

包桂波 1 王浩 1 树文韬 1 赫福亮 1

中建八局第二建设有限公司，济南 250014

摘要：随着城市建设的加快，地下工程也在不断的发展，对基坑支护的研究也在不断完善。安全可靠、经济合理、施工便利是基坑支护的必要条件。对于临海地区，基坑支护的形式也多种多样，结合工程实际，某工程采用咬合桩进行基坑支护兼止水帷幕。目前，对于咬合桩施工施工方法的研究还不成熟，大多应用于软土地区。本文对前人研究的基础上，结合地质情况，对复杂条件下的钻孔咬合桩的施工工艺及难点进行综合阐述，以期为国内咬合桩围护结构的研究提供新的思路。

关键词：硬咬合、围护结构、临海地区、地下结构

前言

目前，在地下工程施工时，通常采用放坡开挖加锚杆支护的形式，但这种方式在操作性简单，并且具有很高的经济性，适用于施工场地较大的工程。对于地下管线密集程度相当高，周围的环境比较复杂，土地可利用率低的工程来说，放坡挖掘并不能满足现场实际。随着大量围护体系的出现，这个难题有了很好的解决途径。

刘芳语^[1]通过对常见填海区深基坑开挖支护类型：钢筋砼桩+锚索、深层水泥搅拌桩、地下连续墙、内支撑支护和组合式挡墙的比选，考虑到沿海地区复杂的环境条件，初步选用单桩支护方案、桩锚支护方案和地下连续墙支护方案三种支护形式作为基坑支护的方案。采用有限元模拟详细对比这三种开挖方案，得出地下连续墙支护方案在在支护结构的最大位移情况，支护结构的强度、稳定性方面和对周围建筑和地下管线的影响等方面优于其他两个。史立新^[2]通过理论分析的方法对基坑变形的各种形态进行了说明，通过数值模拟的手段对各施工阶段的基坑变形规律进行了研究，得出咬合桩连续墙对于受限空间的基坑支护具有较高的实用性。付长春^[3]通过对圆形地下连续墙的研究，总结了圆形支护结构的特点：（1）其能充分利用混凝土材料的抗压性能，将围护结构所受到的土压力转化为环向应力，这称为圆形基坑的空间“拱效应”。此外圆形围护结构有利于坑外“土拱效应”的发生，“土拱效应”在一定程度上减小了作用在围护结构上的土压力，围护结构变形小；（2）由于圆形支护形式所具空间，可以同时进行几项作业，在一定程度上提高了工作效率，加快了施工进度；（3）正是由于圆形基坑空间“拱效应”的存在，在一定程度上减少了材料的使用，使得设计成本在很大程度上得到减少。利用数值模拟，得出随着圆形基坑直径逐渐增大，圆形基坑的空间“拱效应”逐渐减弱，受力性质越来越趋向于条形基坑。当围护结构厚度一定时，随着基坑直径的增大，围护结构径向位移和环向应力逐渐增大，围护结构厚度越小，增大的幅度越大。

通过对文献的查阅，得出咬合桩围护墙的形式不唯一，咬合桩的形式选择需要根据实际地质情况进行确定。目前咬合桩应用十分广泛，适用于深度比较大而且占用的空间小。综合来说，我国的咬合桩技术并不成熟，只是在东部地区有一些成功的应用案例。因此，还需要大量的实践工程来积累经验，进而才能够成为比较成熟的工艺方法。

1 某深基坑工程概况

某深基坑工程的±0.000m为黄海高程7.300m，拟建场地地形北侧较为平缓，南侧中间高四周低。孔口地面黄海高程：1.91~7.32m。

场区地貌单元属黄海滨海冲积平原；地貌成因类型为海陆相沉积及构造剥蚀，后经人工改造。由于临海施工，一般的支护形式不能满足止水兼围护的功能，通过多次论证，本工程选用硬咬合施工方法进行基坑支护，并制定应急预案，解决施工过程中可能产生的问题。围护结构采用1.0m@1.4m咬合桩，兼做支护和防水作用。素桩采用水下混凝土C25浇筑，钢筋混凝土桩采用C30水下混凝土浇筑，顶部设置1400mm*1000mm冠梁，支护中部设置1200mm*1000mm环撑腰梁。下面对咬合桩进行详细阐述。

2 咬合桩施工工艺及重难点分析

2.1咬合桩施工工艺

本工程基坑支护采用全护筒钻孔咬合桩施工工艺。咬合桩施工工艺：挡浪墙施工→场地平整→轴线及基坑边线测量→桩位测量定位→导墙施工→咬合桩及立桩施工→冠梁及板撑施工（破除导墙开挖至冠梁底标高）→土方开挖→环撑腰梁施工。

2.1.1 导墙施工要求

咬合桩导墙底部设置C30混凝土垫层厚度50mm，导墙采用C30混凝土，宽度7030mm厚300mm钢筋混凝土结构，顶部φ12@200*200钢筋网片。

钻孔咬合桩施工，桩项设置导墙导墙宽度不小于机械设备宽度加两侧施工空间，导墙厚度不小于0.3m.导墙墙面平整度允许偏差5mm，导墙乎面位置允许偏差±10mm，导墙顶面标高允许偏差±20mm。

图1 导墙施工图解

2.1.2 硬咬合桩成孔施工要求

总的施工原则是先施工素混凝土A序桩，第一根桩采用素桩处理，再在相邻两A序桩间切割成孔施工钢筋混凝土B序桩，其施工顺序A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……见下图：

图2 咬合桩施工顺序图

技术要求:

(1)桩位允许偏差±10mm。桩身垂直度偏差不大于0.3%，主筋间距偏差不大于±10mm，箍筋间距偏差不大于±20mm钢筋笼长度偏差不大于±100mm ，钢筋笼直径偏差不大于±10mm，孔径允许偏差＋10mm，孔位允许偏差+10mm。支护桩孔底沉渣厚度不大于200mm.预埋件位置的允许偏差应为20mm。施工应满足《建筑柱基技术规范》JGJ94-2008的规定。支护桩采用GPS对每棵桩进行定位。

(2)钻机就位及吊设第一节钢套管时，应采用两个测斜仪贴附在套管外壁并用经纬仪复核套管垂直度，其垂直度允许偏差应为0.3%；液压套管应正反扭动如压下切:抓斗在套管内取土时，套管底部应始终位于抓土面下方，且抓土面与套管底的距离应大于1.0m。

(3)孔内虚土和沉渣应清除干净，并用抓斗夯实孔底；灌注混凝土时套管应随混凝土浇筑逐段提拔；套管应垂直提拔，阻力过大时应转动套管同时缓慢提拔。

（4）成孔施工应一次不间断完成，不得无故停钻；成孔与灌注间隔时间不应超过24小时；隔桩施工，24小时后方可进行邻桩成孔施工。

2.2 重难点分析

根据本工程现场施工情况对咬合桩施工过程所产生的问题及措施进行总结，如下表：

表1 咬合桩施工过程问题及措施

3 总结

本文通过对咬合桩施工工艺相关内容的学习，将理论与实际相结合，对全套管灌注桩及其咬合桩的施工进行了简要的叙述，并总结了施工过程中的重难点。综合来说，正确的掌握每一个步骤的施工顺序是至关重要的，特别是全套管咬合桩，施工顺序和施工时间控制关系到施工成败的关键性问题。对于硬咬合咬合桩结构，最薄弱的地方是咬合接触面，因此选择符合要求的混凝土和保证施工质量,使混凝土在咬合面相互嵌入、紧密粘结，是咬合桩结构有效止水的关键所在。

参考文献

1. 刘芳语.深圳填海造地深基坑开挖方案优选研究[D].重庆大学，2014

2. 史立新.深基坑咬合桩支护结构施工数值模拟与监测研究[D].兰州理工大学，2017.

3. 付长春.圆形咬合桩深基坑围护结构受力及变形特点分析[D].哈尔滨工业大学，2015.