钻孔咬合桩作为围护结构的技术特点.doc

钻孔咬合桩作为围护结构的技术特点
摘要:钻孔咬合桩是一种新型排桩结构,常用于基坑工程的围护结构。本文从多角度分析钻孔咬合桩的工程技术特点,探讨钻孔咬合桩勘察、设计、施工及质量检验与验收过程中应该注意的事项,并对这该工艺提出工程建议,供工程建设人员参考。
关键词:钻孔咬合桩、围护结构、勘察、设计、施工、质量检验、验收
中图分类号: TU7 文献标识码: A



钻孔咬合桩简介
钻孔咬合桩(简称“咬合桩”)用于基坑工程的围护结构,主要起挡土和截水作用。咬合桩采用液压钢套管全长护壁、机械冲抓成孔工艺,采取素混凝土桩和钢筋混凝土桩间隔施工方式(如图1),各桩间相互咬合。施工顺序为:先施工素混凝土桩,然后利用液压钢套管切割掉相邻未初凝素混凝土桩的部分混凝土,套管内抓土成孔,并在素混凝土桩终凝前灌注钢筋混凝土桩,实现素混凝土桩和钢筋混凝土桩的相互咬合。为处理好施工段的接头,还应在施工起始段的端头设置砂桩。即:砂桩→B1→B2→A1→B3→A2→B4→A3→……→砂桩→A4。

A—钢筋混凝土桩(第一序);B—超缓凝型素混凝土灌注桩(第二序)
图1 咬合桩各桩型施工及排列顺序
与其他排桩相比,由于采用液压钢套管全长护壁施工,咬合桩能有效避免了缩颈、断桩、混凝土离析等常见质量问题。同时,全长钢套管护壁防塌孔效果好、成孔深,且具有施工过程中振动小、噪声低,无须泥浆护壁、土方外运方便等特点。
素混凝土桩和钢筋混凝土桩的相互咬合,钢筋混凝土桩间采用素混凝土桩“填充”而无需设计截水帷幕,且具有较大的整体刚度,有利于施工安全。此外,由于咬合桩中钢筋混凝土桩间距较其他排桩大、钢筋用量相对少,且无需设计截水帷幕,因此有明显的经济效益。
除岩层以外,液压钢套管全长护壁施工几乎可适用于任何土层,尤其是有淤泥、流沙、地下水富集等不良条件的软土地层。需要注意的是,当地下水位下有厚细砂层时,由于摇动作业使砂层压密,会造成压进或拉拔套管困难,应试桩确认厚砂层的土层的实用性。
本文根据咬合桩工程特点,结合《基坑支护技术规程》JGJ120-2012新增的关于咬合桩的一些规定,对勘察、设计、施工及其质量控制要求进行探讨,总结咬合桩工程的一些经验,希望能为工程建设人员提供参考[1]。
咬合桩勘察设计
咬合桩勘察
为查明场地各层岩土的类型、深度、分布、工程特性及其变化规律,岩土工程需进行勘察。作为基坑工程的辅助措施,咬合桩勘察一般按基坑工程勘察要求进行。
基坑工程勘察应与设计相适应,主要表现在两个方面:与工程设计阶段相适应;与工程设计要求相适应。与工程设计阶段相适应,即基坑工程勘察应按初步勘察、详细勘察及施工勘察等分别阶段进行。与工程设计要求相适应,即勘察应能为设计和施工提供必要的工程参数和提出工程建议。
基坑工程勘察的范围、深度和间距与场地和工程类型、地质条件和设计需求相适应。基坑工程勘察平面范围宜超出开挖边界外开挖深度的2~3倍,分为开挖边界内和开挖边界外范围。开挖边界内的勘察深度应从基坑底算起,一般为基坑深度1~2倍;基坑边界外开挖深度一般为开挖深度的2~3倍。勘察点应沿基坑周边布置,间距与勘察阶段相适应,以能查明工程地质条件并满足设计需求为基准。深基坑工程详细勘察阶段宜为15~25m。复杂和特殊地质条件下,勘察范围和深度应适当扩大,勘察间距适当加密。此外,详细勘察阶段应进行工程试桩,评价成桩可能性,论证桩的施工条件及其对环境的影响。[2]
对于水文地质条件复杂,开挖过程中需进行地下水控制的基坑工程,应取得地下水文地质资料。此外,基坑勘察还应考虑周边施工环境(包括既有建筑物、地下管线、道路交通及水文地质等)的影响。
需要注意的是,基坑工程常作为主体建筑的一个分部工程,对单位工程的勘察设计还应同时满足主体建筑的要求。如工程可能,基坑工程勘察可与主体建筑工程勘察可合并进行。
咬合桩设计
咬合桩为基坑工程的临时性围护结构,有以下特点:主要承受侧向水土压力,一般无竖向承载力要求;各桩间相互咬合,具有截水作用;桩身一侧开挖,完整性要求较高。
一般排桩设计的主要内容有:排桩嵌固深度设计、承载力计算、变形验算、稳定性验算、降水工程设计、截水帷幕设计及围护结构支撑体系计算、质量检测和施工监测要求。此外,还应进行正截面、斜截面承载力验算及配筋设计。排桩围护结构应进行各类承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。
咬合桩既能作为挡土构件,又能起到截水作用,因此无需进行截水帷幕设计。需要注意的是,咬合桩设计由钢筋混凝土桩承受水平方向的水土压力荷载,素混凝土桩主要起桩间截水作用,并作为承载能力安全储备。为实现咬合桩的相互咬合,桩径可采用800~1200mm,为大直径桩,相邻桩咬合长度