锁口管施工咬合桩优势的分析应用与总结

锁口管施工咬合桩优势的分析应用与总结

方平

身份证号码： 23232619870805****

摘 要：

以深圳地铁14号线共建管廊工程14GL-101标9号综合井复杂周边情况下咬合桩围护结构施工为案例，通过对锁口管施工咬合桩围护结构优势的研究与分析，应用了锁口管法施工咬合桩，即避免了混凝土材料的浪费，优化结构，还能解决常规咬合桩的全套管施工在富水地层工效低及易出现的“管涌”现象，而且满足了在城区复杂条件下对深基坑及周边环境的影响，其价值可以为后续类似工程提供参考。

关键词：咬合桩；锁口管；结构优化；节约材料；提高工效

一、引言

在城市内的深基坑施工中，围护结构是必不可少的，钻孔咬合桩具有良好的经济效益与止水效果，在围护结构形式中得到了广泛应用。但是传统全套管钻孔咬合桩施工工艺需要钻除部分素混凝土，造成荤素咬合部份混凝土材料的浪费，且咬合桩在施工钻进过程中由于垂直度的问题容易造成偏咬，尤其是在复杂的周边环境下对环境影响要求较高，围护结构渗漏水，有很大风险对周边环境造成不利影响，因此，本文以深圳地铁14号线共建管廊工程14GL-101标9号综合井为例，针对上述问题，研究应用锁口管施工咬合桩围护结构的优势以解决上述问题。

一、工程概况

深 圳地铁14号线共建管廊工程14GL-101标9号综合井采用明挖顺筑法施工，基坑长为29.4m，宽为17.4m，基坑深为30.7m，围护结构采用C30P6混凝土D1000@1500钻孔咬合桩+D1000@1500荤素咬合桩协同支护止水，荤素咬合250mm，桩长为27m，基坑范围从上至下底层主要为：①素填土、②土状强风化角岩③、块状强风化角岩、④中等风化角岩、⑤微风化角岩，其基底位于微风化角岩层。基坑东侧距离5.14m有3根架空110KV高压电线，离地面高度为19.1m，基坑南侧1倍范围35.5m处有一处高位21.7m高的高压线塔，西侧4.53m紧邻红棉路。 9号综合井

地质断面图

二、咬合桩方案对比

采用常规的咬合桩为全套管机AB桩的施工，通常B桩为荤桩，A桩位素桩，A桩起到截水作用，B桩主要起到支挡作用，成桩过程中，通过液压套管全长护壁，先施工A桩，再施工B桩，B桩施工过程中由于必须切割A桩，在A桩混凝土未达到某种强度的状态下，套管钻机的磨动和下切必定会对A桩产生损害，因此A桩要采用缓凝剂达到60h小时的超缓凝混凝土施工技术，以便B桩可以顺利成孔咬合，且施工中要控制超前护臂入土深度，以保证咬合桩施工工艺要求。而采用锁口管施工咬合桩，采用成槽机+冲击钻组合首开以7m为一槽段整体混凝土灌注的方法，灌注区段混凝土前，在槽段两端部预插一根直径和孔径相等的钢管，即锁口管，其管埋深略大于B桩长度（所有B桩位置成孔入岩时，宜应略大于旁边素桩深度，以便后期钢筋笼不会由于混凝土浇筑导致偏位），然后将B桩位置的钢筋笼依次吊装入孔，浇筑混凝土初凝后将锁口管采用锁口管配套拔管器徐徐拔出，使端部形成250mm半凹榫状接口，便于下一槽段接驳。钻孔咬合桩对比方案设计如下图所示。

套管咬合桩→锁口管咬合桩方案设计图

三、锁口管设计

考 虑现场地质条件及钻机性能，直径1000mm的钻孔桩成孔误差按50mm计算，即成孔直径为1100mm，根据以上参数，为方便锁口管起拔，宜选用直径1000mm的锁口管。锁口管宜为壁厚10mm的圆柱形钢管，每节长5～10m，由厂家整体预制，严禁现场焊接，施工现场将各节段拼接成整体。单节锁口管设计如图所示：锁口管设计图（单位：mm）

四 、锁口管咬合桩施工工艺流程及施工要点

根据咬合桩设计长度及入岩情况，上部采用液压抓斗式成槽机开挖，挖至岩面时候停止开挖，使槽机底面基本持平，将成槽机换成冲击钻，先行冲击B桩为主孔，再冲击A桩为副孔（主孔间剩余的岩墙），最后再采用方锤修正槽壁，连孔成槽。

4.1 施工工序流程如图： 工艺流程图

4.2主要施工要点

（1）锁口管施工时候应注意进场后首次使用前，应在现场进行组装试验，合格后才能吊装入槽，吊装时候应缓慢下放，严格控制垂直度，并超出导墙2m，锁口管背后应填充密实，锁口管应在浇筑混凝土完成2-3h时进行第一拔管，随后每30min进行一次拔管，避免锁口管“埋死”的情况出现，拔管时应缓慢均匀，拔出后应即刻清理锁口管，便于下一槽段使用。

（2）主孔位置（荤桩）应略比旁边的副孔（素桩）深0.2m，锁口管下管时在主孔位置应能准确入孔，保证锁口管及钢筋笼在混凝土浇筑过程中稳定不被扰动。

（3）混凝土灌注采用商品混凝土，灌注前应对槽底沉渣、泥浆比重、砂率进行检测，采用导管法进行灌注，导管在下方及浇筑过程中，不得碰撞钢筋笼，混凝土浇筑应均匀对称，避免钢筋笼发生上浮情况。

五、施工实施效果

9号综合井自2020年12月4日正式开始锁口管法咬合桩施工，于2021年1月29日顺利完成了围护结构封闭，共计128根咬合桩，历时57天，较业主要求的工期提前1个月。锁口管法施工完成后，待强度合格，进行围护桩检测：本工程声波透射法检测桩基数量为20根，桩身完整性全部为I类，无II类、III类或IV类；抽芯质量检测桩基数量为3根，桩身强度、桩身完整性、桩长、桩底成渣及桩端持力层等检测项目均符合要求。基坑开挖后观察咬合桩整体施工质量良好，开挖过程中无涌水、涌土现象发生。基坑围护结构咬合桩防水效果良好，无渗漏水现象。在深基坑全过程施工中无任何监测预警，表明了采用锁口管施工的咬合桩作为土方开挖的阶段承被动土压力的主体对保护周边环境，起到了良好的效果。监测成果见下表：

环境监测成果汇总表

基坑开挖中围护结构效果图

六、结论

通过深圳地铁14号线共建管廊工程14GL-101标9号综合井锁口管施工咬合桩围护结构并对其应用效果优势分析可以得出如下结论：

优势一：锁口管施工的咬合桩，免去了常规全套管机施工咬合桩采用的超缓凝混凝土技术的应用，避免由于控制超缓凝混凝土凝结时间而导致的套管切割素桩造成的破坏。

优势二：锁口管施工咬合桩避免了混凝土在切割过程中造成的材料浪费，本项目荤素桩混凝土标号均为C30P6，因此不存在常规设计下荤桩混凝土设计强度高于素桩混凝土强度的情况，混凝土节省0.113*128*27-0.039*2*27*128=120.96m³，其他项目当荤桩和素标号不一致时需考虑混凝土市场信息价对成本的影响，但从有效利用的角度出发，采用锁口管整体浇筑咬合桩要优于软硬切割工法下的咬合桩施工。

优势三：锁口管施工咬合桩优化了整体结构，首先是避免了全套管咬合桩施工时咬合桩出现的偏咬问题，其次是由于混凝土是一次性浇筑完成，一是可以使全槽段的桩墙体（荤桩+素桩）减少了冷接缝出现的风险，加大了荤素交接位置的混凝土厚度，使围护结构整体结构更趋于连贯和完整。

优势四：锁口管施工咬合桩，由于采用的是成槽机（大槽段抓土）+冲击钻（入岩）的组合，比较全套管施工咬合桩的单桩成孔的工艺，使整体工效提高，且施工过程中采用的是泥浆护壁，也避免了全套管在地下水丰富地方由于机械设备性能而限制的抓土困难或者套管超前入土深度不足而产生的“管涌”现象。

主要参考文献：

[1] 深圳地铁14号线共建管廊工程14GL-101标9号综合井施工图纸

[2] 秦建国.用锁口管法施工钻孔咬合桩[A]. 山西建筑，2001，27(3)：29-30；

[3] 周天琳.建筑工程桩基施工的质量处控制探析[A]. 房地产世界,2021(4)：110-112；

[4] 深圳市建筑桩基检测规程[S].SJG09-2020。

[5] 屠春军.硬切割法钻孔咬合桩施工技术应用[B].建筑施工

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