第一篇：天津地鐵基坑施工中鉆孔咬合樁的應用

[摘 要]在天津城區地鐵隧道采用明挖法施工時,當地質條件復雜,不宜于施工水泥攪拌樁止水帷幕時,常采用地下連續墻。本文對鉆孔咬合樁這一圍護結構型式在天津地鐵改、擴建工程中的首次應用進行了詳細介紹,對其在天津地鐵基坑中的應用進行了實際工程監測,并進行了評價分析,認為咬合樁在地鐵施工中有廣闊的應用前景。

[關鍵詞]基坑;鉆孔咬合樁;工程監測 1 前 言

天津目前正在進行大規模地鐵建設,其中在市區部分地段采用了明挖法[1]。由于城市中心地帶建筑物、交通設施稠密,故地鐵工程的基坑開挖只能在支護結構保護下進行垂直開挖。目前地鐵深基坑圍護結構一般采用的形式有鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁復合結構,地下連續墻結構和ＳＭＷ工法[2 3]。

相對上述圍護結構,鉆孔咬合樁在天津較少有應用。該方法在國外及國內部分地區,已具備成熟的施工經驗與工法,有很多成功的工程實例。其適用于沿海地區軟弱地層、含水砂層地質情況下的地下工程深基坑圍護結構的施工。它采用的是鋼筋混凝土樁與素混凝土樁切割咬合成排樁的型式,其圍護和止水效果很好,工程造價比地下連續墻和人工挖孔樁要低20%～30%左右。為此,在天津地鐵西南角車站深基坑工程中引入了鉆孔咬合樁工法。工程概況 天津地鐵1號線既有線改、擴建工程西南角站,位于四馬路、南開三馬路與黃河道、南馬路交口處,呈南北走向。本車站將既有結構全部拆除,按照新的建筑平面重新構筑新結構。改建段結構全長244.349ｍ。

2.1 工程地質與水文地質

改建段區間位于第四系全新統人工填土層(Ｑｍｌ)、新近沉積層(Ｑ43Ｎ ｓｉ)、第Ⅰ陸相層(Ｑ4 3ａ1)、第Ⅰ海相層(Ｑ2 4ｍ)中,巖性以雜填土、粉質粘土、粉土為主,土質松軟,多呈可塑～流塑狀,屬中～高壓縮性土。場地地下水類型為孔隙潛水,儲存于第四系粘性土、粉土及砂類土中,地下水埋深0.8～4ｍ,水位變幅1～2ｍ。

2.2 設計情況

該車站主體為地下一層多跨矩形框架結構,采用明挖順作法施工。原設計方案基坑圍護結構采用鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁止水帷幕,坑內設鋼支撐系統。但由于本工程基坑開挖較深,達到了10ｍ,且其中一段基坑與一棟高層建筑———金禧大酒店距離僅6ｍ,而且由于開挖處雜填土中埋有原地鐵修建時拋棄的建筑垃圾,有很多如鋼筋、廢木料、模板等各種雜填物,情況非常復雜,經現場試驗后發現一般鉆孔灌注樁成樁較困難;此外,本段地下水埋藏較淺且豐富,樁孔易發生坍塌變形。鉆孔咬合樁由于采用了全鋼套管護壁,能有效地防止孔內流砂、涌砂現象的產生,并且通過現場實時監測其成孔精度即可得到有效控制,其“一葷(指鋼筋混凝土樁)”、“一素(指素凝土樁)”相互咬合排列,擋土和止水效果極佳,經濟性好。最后經多方面因素綜合考慮,本工程決定采用咬合樁這一新型圍護結構型式。鉆孔咬合樁施工技術 3.1 工藝原理

鉆孔咬合樁的排列方式為一根素混凝土樁(Ａ樁)與一根鋼筋混凝土樁(Ｂ樁)間隔布置。Ａ樁采用緩凝型混凝土,Ｂ樁采用普通混凝土,先施工Ａ樁,后施工Ｂ樁。天津地鐵西南角站鉆孔咬合樁采用的是全護筒沖弧法,即在兩側Ａ樁成樁后利用護筒鉆機的下壓切割能力,在切割掉Ａ樁部分混凝土的同時使Ｂ樁成樁。最后效果是使Ｂ樁嵌入兩側Ａ樁一部分,形狀類似于相互咬合,故形象的稱為咬合樁(如圖1)。

3.2 工藝流程 3.2.1 導墻施工

為了保證鉆孔咬合樁孔口定位的精度并提高樁體就位效率,應在咬合樁成樁前首先在樁頂部兩側施作混凝土導墻或鋼筋混凝土導墻

(見圖1)。

3.2.2 單根咬合樁施工工藝流程

(1)護筒鉆機就位 當定位導墻有足夠的強度后,用吊車移動鉆機就位,并使主機抱管器中心對應定位于導墻孔位中心;(2)單樁成孔 其步驟為隨著第1節護筒的壓入(深度為1.5～2.5ｍ),沖弧斗隨著從護筒內取土,一邊抓土一邊繼續下壓護筒,待第1節全部壓入后(一般地面上留1～2ｍ,以便于接筒)檢測垂直度,合格后,接第2節護筒,如此循環至壓到設計樁底標高;

(3)吊放鋼筋籠 對于Ｂ樁,成孔檢查合格后進行安放鋼筋籠工作,此時應保證鋼筋籠標高正確;

(4)灌注混凝土 如孔內有水,需采用水下混凝土灌注法施工;如孔內無水,則采用干孔灌注法施工并注意振搗;

(5)拔筒成樁 一邊澆注混凝土一邊拔護筒,應注意保持護筒底低于混凝土面≥2.5ｍ。

3.2.3 排樁施工工藝流程

流程:Ａ1→Ａ2→Ｂ1→Ａ3→Ｂ2→Ａ4→Ｂ3……,如圖2所示。

3.3 控制措施

(1)成孔精度控制 為控制咬合樁的成孔精度達到《地下鐵道工程施工及驗收規范》[4]要求,采用成孔精度全過程控制的措施。本工程采用的是在成樁機具上懸掛兩個線柱控制南北、東西向護筒外壁垂直度并用兩臺測斜儀進行孔內垂直度檢查。發現有偏差時及時進行糾偏調整。

(2)Ａ樁混凝土緩凝時間的確定 在測定出單樁成樁所需時間ｔ后,可根據下式計算Ａ樁混凝土緩凝時間Ｔ

Ｔ=3ｔ+Ｋ

其中,Ｋ為儲備時間,一般取1.5ｔ。3.4施工問題與解決方案

(1)防止管涌措施 在Ｂ樁成孔過程中,由于Ａ樁混凝土未完全凝固,還處于流動狀態,因此其有可能從Ａ、Ｂ樁相交處涌入Ｂ樁孔內,形成“管涌”。克服措施有:①控制Ａ樁坍落度<14ｃｍ;②護筒應超前孔底至少1 5ｍ;③實時觀察Ａ樁混凝土頂面是否下陷,若發現下陷應立即停止Ｂ樁開挖,并一邊將護筒盡量下壓,一邊向Ｂ樁內填土或注水(平衡Ａ樁混凝土壓力),直至制止住“管涌”為止。

(2)遇地下障礙物處理方法 由于咬合樁采用的是鋼護筒,所以可吊放作業人員下孔內清除障礙物。

(3)克服鋼筋籠上浮方法 在向上拔出護筒時,有可能帶起放好的鋼筋籠。預防措施可選擇減小Ｂ樁混凝土骨料粒徑或者可在鋼筋籠底部焊上一塊比其自身略小的薄鋼板以增加其抗浮能力。工程實踐效果與分析

在對各種圍護結構型式比選后,最終在天津西南角地鐵車站基坑工程中選擇了鉆孔咬合樁這一新工法。施工中,在靠近金禧大酒店一側的基坑采用φ1200咬合樁,其余基坑段采用φ1000咬合樁,樁間咬合200ｍｍ,樁長為19.2ｍ。由于咬合樁這一圍護型式首次在天津地鐵工程中使用,而且基坑工程又是整個項目的重要工程,因此非常有必要在基坑開挖過程中跟蹤施工進程,對樁體側移、坑周地面沉陷和地層位移、附近建筑物、地下管網等變形及受力情況進行監測[5],用取得的監測數據,與預測值或計算值相比較并進行分析,能可靠的反映工程施工所造成的影響,能較準確地以量的形式反映這種影響的程度,也可以對咬合樁的適用性進行客觀、準確的評價。

4.1 監測方案

圖3為基坑監測布點平面布置示意圖。

監測設備包括:高精度水準儀,經緯儀和測斜儀。根據施工設計,在基坑開挖和主體結構施工期間,主要進行了變位、沉降、咬合樁變位和地下管線位移監測,監測對象及相應使用的儀器見表1。

4.2 數據分析

從2003年8月初開始監測,到2004年2月底結束,前后共計七個月的時間。在基坑開挖期間,工程中沒有出現險情和事故,咬合樁防滲效果很好,各項監測數據也比較平穩,現對下面幾個監測內容得到的監測數據進行分析說明。

圖4和圖5表示的是該基坑圍護結構中的兩處咬合樁的側移曲線,分別為186號和52號(其具體位置見圖3)。

由監測數據結果所繪出的樁體側向變形曲線圖可以看出,咬合樁圍護結構樁體的最大側向變形一般均發生在基坑開挖面以上靠近坑底的部位[6]。比較186號樁與52號樁的側移曲線,可明顯看到52號樁的樁頂水平位移和樁體最大側移均比186號樁要大很多。分析其原因,在圖3中可以看出,186號樁位于一號線靠近金禧大酒店一側的基坑邊,由前述其樁徑為1200ｍｍ,而52號樁樁徑為1000ｍｍ。由于圍護樁的樁徑增大,所以其抗彎剛度勢必會相應提高,在基坑內支撐型式相同的情況下,則樁身各部側向變形量相應的會變小。52號樁樁頂最大側移達到了8.5ｍｍ,遠大于186號樁的2ｍｍ。分析原因是由于基坑開挖時第1道支撐加撐不及時,導致開挖后樁體懸臂狀態暴露時間過長所致。綜合這兩個樁體位置與其他測點樁體側移數據來看,絕大部分樁體變形值均滿足要求,最大變形值11.9ｍｍ,小于設計要求的灌注樁、地連墻等圍護結構水平側移限值14ｍｍ。

圖6為基坑外地面沉降隨時間變化曲線。測量從基坑開挖時開始,第1個觀測點(52-1)位于52號咬合樁樁頭,第2個測點(52-2)與第一個測點相距5ｍ,第3個測點(52-3)與第2個測點相距10ｍ(見圖3)。

從圖6中可以看出,在開始測量時地面已經存在微小的沉降。由于場地地下水位埋深較淺(0.8～4ｍ),為了防止基坑開挖時坑內外水位差較大而引起的流砂、管涌等滲透破壞現象,本工程采取的是基坑外井點降水措施。所以可以認定,初始的微小地面沉降是由于基坑開挖前坑外降水引起的。地表沉降會隨著施工過程時間的增大而加大,最大沉降發生在52-2測點處,其次是樁頭測點52-3,而距離基坑最遠的52-1點沉降值已非常小了,說明此位置處地面沉降受基坑開挖影響已很小。

圖7為一號線基坑開挖需重點保護的周圍高層建筑物金禧大酒店的沉降隨時間變化曲線。

從圖7中看出,建筑物在坑外降水時即有一定的沉降,但沉降值很小。而出現沉降最快的時候,正是基坑從開挖至開挖到底這段時間內。而后,這些測點雖然繼續下沉,但下沉的速率明顯變緩,最大沉降值僅為3.5ｍｍ。綜合基坑周圍其他幾幢建筑物的沉降值及地下管線的變形情況來看,最大沉降量在15ｍｍ以內,完全滿足了規范[7]限定對主基坑周圍建筑物和管線的沉降限值20ｍｍ的要求。

4.3 鉆孔咬合樁新工藝的評價分析 從天津地鐵一號線西南角站基坑工程采用鉆孔咬合樁這一新型圍護結構型式的實際施工過程和效果看出,鉆孔咬合樁相比較其他幾種常用的圍護型式有其自身很大的優勢:

(1)咬合樁采用的是全護筒沖弧法,能夠克服不良地質條件下灌注樁成樁困難的問題;

(2)咬合樁采用鋼護筒,不像灌注樁用的是泥漿護壁,可以大大減小泥漿四溢對周圍環境的影響;

(3)咬合樁垂直度比灌注樁好,不會塌孔,下挖過程中如遇到土體內有雜物影響時可以直接下去作業人員對雜物進行清理;

(4)從經濟角度,咬合樁比地鐵隧道基坑常用的地下連續墻結構要省20%～30%的經費,經濟性好。

同時在本次工程的施工過程中也總結出了一些鉆孔咬合樁施工的改進方法,如咬合樁導墻若采用預制結構而代替現澆結構,不僅可以更加方便施工,而且經濟性更好等等。結 論

(1)在本文所涉及的工程地質條件復雜的情況下進行地鐵隧道施工,基坑開挖圍護結構采用鉆孔咬合樁這種新的圍護結構型式,達到了預期的目的;

(2)在基坑工程中,只要圍護結構的擋土和止水效果好,并及時架設支撐,基坑開挖時對周圍環境不會造成太大的影響,完全可以保證緊鄰高層建筑物的沉降變形滿足要求;(3)基坑外地表沉降會隨著施工過程時間的增長而加大,通過對本工程后續觀測的結果來看,后期的沉降將持續半年左右才逐漸趨于穩定;

(4)鉆孔咬合樁圍護結構型式,當條件適當時,可應用在城市地鐵施工中,一定會取得可觀的社會效益和經濟效益,將會有廣闊的應用前景。

第二篇：鉆孔咬合樁在天津地鐵基坑圍護結構施工中的應用

鉆孔咬合樁在天津地鐵基坑圍護結構施工中的應用

[摘 要]在天津城區地鐵隧道采用明挖法施工時,當地質條件復雜,不宜于施工水泥攪拌樁止水帷幕時,常采用地下連續墻。本文對鉆孔咬合樁這一圍護結構型式在天津地鐵改、擴建工程中的首次應用進行了詳細介紹,對其在天津地鐵基坑中的應用進行了實際工程監測,并進行了評價分析,認為咬合樁在地鐵施工中有廣闊的應用前景。

[關鍵詞]基坑;鉆孔咬合樁;工程監測前 言

天津目前正在進行大規模地鐵建設,其中在市區部分地段采用了明挖法[1]。由于城市中心地帶建筑物、交通設施稠密,故地鐵工程的基坑開挖只能在支護結構保護下進行垂直開挖。目前地鐵深基坑圍護結構一般采用的形式有鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁復合結構,地下連續墻結構和ＳＭＷ工法[2 3]。

相對上述圍護結構,鉆孔咬合樁在天津較少有應用。該方法在國外及國內部分地區,已具備成熟的施工經驗與工法,有很多成功的工程實例。其適用于沿海地區軟弱地層、含水砂層地質情況下的地下工程深基坑圍護結構的施工。它采用的是鋼筋混凝土樁與素混凝土樁切割咬合成排樁的型式,其圍護和止水效果很好,工程造價比地下連續墻和人 工挖孔樁要低20%～30%左右。為此,在天津地鐵西南角車站深基坑工程中引入了鉆孔咬合樁工法。2 工程概況

天津地鐵1號線既有線改、擴建工程西南角站,位于四馬路、南開三馬路與黃河道、南馬路交口處,呈南北走向。本車站將既有結構全部拆除,按照新的建筑平面重新構筑新結構。改建段結構全長244.349ｍ。

2.1 工程地質與水文地質

改建段區間位于第四系全新統人工填土層(Ｑｍｌ)、新近沉積層(Ｑ43Ｎ ｓｉ)、第Ⅰ陸相層(Ｑ4 3ａ1)、第Ⅰ海相層(Ｑ2 4ｍ)中,巖性以雜填土、粉質粘土、粉土為主,土質松軟,多呈可塑～流塑狀,屬中～高壓縮性土。場地地下水類型為孔隙潛水,儲存于第四系粘性土、粉土及砂類土中,地下水埋深0.8～4ｍ,水位變幅1～2ｍ。2.2 設計情況

該車站主體為地下一層多跨矩形框架結構,采用明挖順作法施工。原設計方案基坑圍護結構采用鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁止水帷幕,坑內設鋼支撐系統。但由于本工程基坑開挖較深,達到了10ｍ,且其中一段基坑與一棟高層建筑———金禧大酒店距離僅6ｍ,而且由于開挖處雜填土中埋有原地鐵修建時拋棄的建筑垃圾,有很多如鋼筋、廢木料、模板等各種雜填物,情況非常復雜,經現場試驗后發現一般鉆孔灌注樁成樁較困難;此外,本段地下水埋藏較淺且豐富,樁孔易發生坍塌變形。鉆孔咬合樁由于采用了全鋼套管護壁,能有效地防止孔內流砂、涌砂現象的產生,并且通過現場實時監測其成孔精度即可得到有效控制,其“一葷(指鋼筋混凝土樁)”、“一素(指素凝土樁)”相互咬合排列,擋土和止水效果極佳,經濟性好。最后經多方面因素綜合考慮,本工程決定采用咬合樁這一新型圍護結構型式。鉆孔咬合樁施工技術 3.1 工藝原理

鉆孔咬合樁的排列方式為一根素混凝土樁(Ａ樁)與一根鋼筋混凝土樁(Ｂ樁)間隔布置。Ａ樁采用緩凝型混凝土,Ｂ樁采用普通混凝土,先施工Ａ樁,后施工Ｂ樁。天津地鐵西南角站鉆孔咬合樁采用的是全護筒沖弧法,即在兩側Ａ樁成樁后利用護筒鉆機的下壓切割能力,在切割掉Ａ樁部分混凝土的同時使Ｂ樁成樁。最后效果是使Ｂ樁嵌入兩側Ａ樁一部分,形狀類似于相互咬合,故形象的稱為咬合樁(如圖1)。3.2 工藝流程 3.2.1 導墻施工

為了保證鉆孔咬合樁孔口定位的精度并提高樁體就位效率,應在咬合樁成樁前首先在樁頂部兩側施作混凝土導墻或鋼筋混凝土導墻(見圖1)。

3.2.2 單根咬合樁施工工藝流程

3(1)護筒鉆機就位 當定位導墻有足夠的強度后,用吊車移動鉆機就位,并使主機抱管器中心對應定位于導墻孔位中心;(2)單樁成孔 其步驟為隨著第1節護筒的壓入(深度為1.5～2.5ｍ),沖弧斗隨著從護筒內取土,一邊抓土一邊繼續下壓護筒,待第1節全部壓入后(一般地面上留1～2ｍ,以便于接筒)檢測垂直度,合格后,接第2節護筒,如此循環至壓到設計樁底標高;(3)吊放鋼筋籠 對于Ｂ樁,成孔檢查合格后進行安放鋼筋籠工作,此時應保證鋼筋籠標高正確;(4)灌注混凝土 如孔內有水,需采用水下混凝土灌注法施工;如孔內無水,則采用干孔灌注法施工并注意振搗;(5)拔筒成樁 一邊澆注混凝土一邊拔護筒,應注意保持護筒底低于混凝土面≥2.5ｍ。3.2.3 排樁施工工藝流程

流程:Ａ1→Ａ2→Ｂ1→Ａ3→Ｂ2→Ａ4→Ｂ3……,如圖2所示。

3.3 控制措施

(1)成孔精度控制 為控制咬合樁的成孔精度達到《地下鐵道工程施工及驗收規范》[4]要求,采用成孔精度全過程控制的措施。本工程采用的是在成樁機具上懸掛兩個線柱控制南北、東西向護筒外壁垂直度并用兩臺測斜儀進行孔內垂直度檢查。發現有偏差時及時進行糾偏調整。(2)Ａ樁混凝土緩凝時間的確定 在測定出單樁成樁所需時間ｔ后,可根據下式計算Ａ樁混凝土緩凝時間Ｔ

Ｔ=3ｔ+Ｋ

其中,Ｋ為儲備時間,一般取1.5ｔ。3.4施工問題與解決方案

(1)防止管涌措施 在Ｂ樁成孔過程中,由于Ａ樁混凝土未完全凝固,還處于流動狀態,因此其有可能從Ａ、Ｂ樁相交處涌入Ｂ樁孔內,形成“管涌”。克服措施有:①控制Ａ樁坍落度<14ｃｍ;②護筒應超前孔底至少1 5ｍ;③實時觀察Ａ樁混凝土頂面是否下陷,若發現下陷應立即停止Ｂ樁開挖,并一邊將護筒盡量下壓,一邊向Ｂ樁內填土或注水(平衡Ａ樁混凝土壓力),直至制止住“管涌”為止。

(2)遇地下障礙物處理方法 由于咬合樁采用的是鋼護筒,所以可吊放作業人員下孔內清除障礙物。

(3)克服鋼筋籠上浮方法 在向上拔出護筒時,有可能帶起放好的鋼筋籠。預防措施可選擇減小Ｂ樁混凝土骨料粒徑或者可在鋼筋籠底部焊上一塊比其自身略小的薄鋼板以增加其抗浮能力。4 工程實踐效果與分析

在對各種圍護結構型式比選后,最終在天津西南角地鐵車站基坑工程中選擇了鉆孔咬合樁這一新工法。施工中,在靠近金禧大酒店一側的基坑采用φ1200咬合樁,其余基坑段采用φ1000咬合樁,樁間咬合200ｍｍ,樁長為19.2ｍ。由于咬合樁這一圍護型式首次在天津地鐵工程中使用,而且基坑工程又是整個項目的重要工程,因此非常有必要在 基坑開挖過程中跟蹤施工進程,對樁體側移、坑周地面沉陷和地層位移、附近建筑物、地下管網等變形及受力情況進行監測[5],用取得的監測數據,與預測值或計算值相比較并進行分析,能可靠的反映工程施工所造成的影響,能較準確地以量的形式反映這種影響的程度,也可以對咬合樁的適用性進行客觀、準確的評價。4.1 監測方案

圖3為基坑監測布點平面布置示意圖。

監測設備包括:高精度水準儀,經緯儀和測斜儀。根據施工設計,在基坑開挖和主體結構施工期間,主要進行了變位、沉降、咬合樁變位和地下管線位移監測,監測對象及相應使用的儀器見表1。

4.2 數據分析 從2003年8月初開始監測,到2004年2月底結束,前后共計七個月的時間。在基坑開挖期間,工程中沒有出現險情和事故,咬合樁防滲效果很好,各項監測數據也比較平穩,現對下面幾個監測內容得到的監測數據進行分析說明。

圖4和圖5表示的是該基坑圍護結構中的兩處咬合樁的側移曲線,分別為186號和52號(其具體位置見圖3)。

由監測數據結果所繪出的樁體側向變形曲線圖可以看出,咬合樁圍護結構樁體的最大側向變形一般均發生在基坑開挖面以上靠近坑 底的部位[6]。比較186號樁與52號樁的側移曲線,可明顯看到52號樁的樁頂水平位移和樁體最大側移均比186號樁要大很多。分析其原因,在圖3中可以看出,186號樁位于一號線靠近金禧大酒店一側的基坑邊,由前述其樁徑為1200ｍｍ,而52號樁樁徑為1000ｍｍ。由于圍護樁的樁徑增大,所以其抗彎剛度勢必會相應提高,在基坑內支撐型式相同的情況下,則樁身各部側向變形量相應的會變小。52號樁樁頂最大側移達到了8.5ｍｍ,遠大于186號樁的2ｍｍ。分析原因是由于基坑開挖時第1道支撐加撐不及時,導致開挖后樁體懸臂狀態暴露時間過長所致。綜合這兩個樁體位置與其他測點樁體側移數據來看,絕大部分樁體變形值均滿足要求,最大變形值11.9ｍｍ,小于設計要求的灌注樁、地連墻等圍護結構水平側移限值14ｍｍ。

圖6為基坑外地面沉降隨時間變化曲線。測量從基坑開挖時開始,第1個觀測點(52-1)位于52號咬合樁樁頭,第2個測點(52-2)與第一個測點相距5ｍ,第3個測點(52-3)與第2個測點相距10ｍ(見圖3)。

從圖6中可以看出,在開始測量時地面已經存在微小的沉降。由于場地地下水位埋深較淺(0.8～4ｍ),為了防止基坑開挖時坑內外水位差較大而引起的流砂、管涌等滲透破壞現象,本工程采取的是基坑外井點降水措施。所以可以認定,初始的微小地面沉降是由于基坑開挖前坑外降水引起的。地表沉降會隨著施工過程時間的增大而加大,最大沉降發生在52-2測點處,其次是樁頭測點52-3,而距離基坑最遠的52-1點沉降值已非常小了,說明此位置處地面沉降受基坑開挖影響已很小。

圖7為一號線基坑開挖需重點保護的周圍高層建筑物金禧大酒店的沉降隨時間變化曲線。

從圖7中看出,建筑物在坑外降水時即有一定的沉降,但沉降值很小。而出現沉降最快的時候,正是基坑從開挖至開挖到底這段時間內。而后,這些測點雖然繼續下沉,但下沉的速率明顯變緩,最大沉降值僅為3.5ｍｍ。綜合基坑周圍其他幾幢建筑物的沉降值及地下管線的變 9 形情況來看,最大沉降量在15ｍｍ以內,完全滿足了規范[7]限定對主基坑周圍建筑物和管線的沉降限值20ｍｍ的要求。4.3 鉆孔咬合樁新工藝的評價分析

從天津地鐵一號線西南角站基坑工程采用鉆孔咬合樁這一新型圍護結構型式的實際施工過程和效果看出,鉆孔咬合樁相比較其他幾種常用的圍護型式有其自身很大的優勢:(1)咬合樁采用的是全護筒沖弧法,能夠克服不良地質條件下灌注樁成樁困難的問題;(2)咬合樁采用鋼護筒,不像灌注樁用的是泥漿護壁,可以大大減小泥漿四溢對周圍環境的影響;(3)咬合樁垂直度比灌注樁好,不會塌孔,下挖過程中如遇到土體內有雜物影響時可以直接下去作業人員對雜物進行清理;(4)從經濟角度,咬合樁比地鐵隧道基坑常用的地下連續墻結構要省20%～30%的經費,經濟性好。

同時在本次工程的施工過程中也總結出了一些鉆孔咬合樁施工的改進方法,如咬合樁導墻若采用預制結構而代替現澆結構,不僅可以更加方便施工,而且經濟性更好等等。5 結 論

(1)在本文所涉及的工程地質條件復雜的情況下進行地鐵隧道施工,基坑開挖圍護結構采用鉆孔咬合樁這種新的圍護結構型式,達到了預期的目的;10(2)在基坑工程中,只要圍護結構的擋土和止水效果好,并及時架設支撐,基坑開挖時對周圍環境不會造成太大的影響,完全可以保證緊鄰高層建筑物的沉降變形滿足要求;(3)基坑外地表沉降會隨著施工過程時間的增長而加大,通過對本工程后續觀測的結果來看,后期的沉降將持續半年左右才逐漸趨于穩定;(4)鉆孔咬合樁圍護結構型式,當條件適當時,可應用在城市地鐵施工中,一定會取得可觀的社會效益和經濟效益,將會有廣闊的應用前景。

第三篇：某鉆孔咬合樁施工技術及質量控制探討 2014.4.21

淺談鉆孔咬合樁施工質量保證措施

摘要：鉆孔咬合樁是利用超緩凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套管鉆機通過專門工藝成孔、成樁的一種特殊樁型，通過樁與樁之間的咬合搭接，形成擋土截水的連續排樁圍護結構或地下防滲墻，在施工方法上與鉆孔灌注樁及地下連續墻有很多相似之處；本文以山語聽溪5#-1地塊建設項目基坑支護工程為例，簡要介紹幾點鋼筋混凝土鉆孔咬合樁施工質量控制措施。通過該工程的成功實踐，可為鉆孔咬合樁的廣泛運用提供較好的經驗。

關鍵詞：鉆孔咬合樁；質量控制

一、工程概況

某建設項目位于同安區汀溪鎮，總建筑面積：42366.06㎡，地上30732.66㎡，地下10896.473㎡。場地原始地貌屬沖洪積階地地貌單元，現地勢較平緩，地表水不發育;卵石層為承壓或微承壓水，強透水層，為主要含水段，水量豐富；根據現場抽水試驗得滲透系數為3.07X10-2/-4.44X10-2/cm/s。場地內地下水水位高程19.07-19.79m。地下水總體逕流方向大致由東北向西南，地下水位受季節氣候的影響較大，地下水年變幅約在3.0m左右。

本工程圍護結構采用鉆孔咬合樁，樁徑為1.0m、0.8m，樁中心距0.75m，相鄰兩樁咬合15cm，樁深約11.6—14.4m，素砼（A序樁）采用塑性混凝土止水樁，主要成分為水、水泥、砂、碎石、膨潤土，其配合比為1.34：1：2.83：

3.23:0.18，緩凝時間24小時，塌落度180mm，且混凝土的3天強度值R3d不大于3Mpa。

二、鉆孔咬合樁施工流程:

施工準備→測量放樣→導墻施工→鉆機就位→造漿→鉆進成孔→鉆渣外運→成孔檢測→清孔→沉渣厚度檢測→安放鋼筋籠→導管水密性試驗→下導管→沉渣厚度測試(二次清孔)→灌注水下砼，振動棒震動→超聲波檢測→交工驗收

三、施工過程中出現的問題：

1)本工程設計A樁為素混凝土，B為普通鋼筋混凝土樁，A序樁成孔過程

中需與B序樁咬合15cm,要求A序樁混凝土有自穩的強度，所以在A序樁的砼配合比設計初凝時間≥30小時，然而在施工過程初期有個別A序樁出現素混凝土凝固過快，造成B樁成孔困難的現象，影響施工進度。

2)在施工過程中發現有個別B樁孔口定位無誤，而樁的垂直度偏差卻超過設計及驗收規范的要求，導致鉆孔咬合樁底部沒有足夠的咬合量。

3)在施工過程中出現塌孔現象：①停機時塌孔；②澆筑混凝土時塌孔。

4)鉆機施工過程中遇地下障礙物。

四、成樁作業質量保證措施

1)導墻施工：導墻起鎖口和導向作用，保證成孔垂直度的重要措施，直接關系到鉆孔咬合樁順利成孔和成孔精度，施工中嚴格控制導墻施工精度，確保軸線誤差±20mm，內墻面垂直度0.3%，平整度3mm，導墻頂面平整度5mm，頂面低于自然地面30cm，形成泥漿導流溝，本工程導墻采用C25鋼筋砼結構。

2）本工程設計A樁為素混凝土，B為普通鋼筋混凝土樁，A序樁成孔過程中需與B序樁咬合15cm,要求A序樁混凝土有自穩的強度，同時不能凝固過快，造成B樁成孔困難，影響施工進度，因此咬合樁的混凝土凝固時間控制是本工程的重點。

①素砼樁砼緩凝時間的確定：素砼樁砼緩凝時間是根據單樁時間來確定的，A樁混凝土緩凝時間≥30小時，單樁時間與地質條件、樁長以及鉆機能力等有直接聯系，計算公式如下：T=3t+K

式中：T——素樁砼緩凝時間；

t——B樁成樁時間，約4小時，K——儲備時間，一般15-20小時；T=3t+K=3*4+18=30小時

混凝土強度3天值不大于3Mpa。

②提前做好緩凝混凝土配合比，進行試樁確定各施工參數。

③商品混凝土攪拌站駐場人員嚴格監測混凝土配合比及外加劑的摻入量。④做好混凝土施工記錄，保證各工序施工均處于可控狀態。

⑤控制B樁成孔進度，成孔過快或過慢均有可能對A樁混凝土質量造成損害。

3)為保證鉆孔咬合樁底部有足夠厚度的咬合量，除對孔口定位誤差嚴格控制外，還要對樁的垂直度進行嚴格控制，根據設計及驗收規定，樁的垂直度偏差不大于3‰。

4)當孔深度達到設計要求后，及時進行孔內虛土和沉渣的清除，并確保孔內沉渣厚達到設計要求（不大于20cm）。用測繩檢查樁孔的沉碴和深度。

5)在施工過程中卵石層采用泥漿護壁，防止塌孔和孔內縮徑。泥漿護壁是利用泥漿與地下水的壓力差來控制水壓力與孔壁壓力，以確保孔壁的穩定，所以泥漿的相對密度則起到保持壓力差的關鍵作用，調制適合本地土層情況的泥漿，有效避免成孔過程中塌孔的發生，泥漿的要求為相對密度：

1.1～1.2，30分鐘泥皮厚度：＜2mm； PH值：8～10。

此法施工能有效的減少塌孔，保證成孔質量，減少和杜絕孔底沉渣，保證混泥土的充盈系數。

6)停機時,保持孔內具有規定的水位和泥漿稠度,防止塌孔。

7)地下障礙物的處理方法

鉆機施工過程中如遇地下障礙物處理較困難，但對一些比較小的障礙物，如礫石、卵石層都能穿過；小孤石，采用牙輪孔鉆頭+螺旋鉆頭破碎，但施工難度較大，會影響一定的施工進度，較大孤石，備用一臺沖孔鉆，采用沖孔鉆施工。

8）鉆孔咬合樁砼灌注

①由于本工程地下水位較高，孔內都有水，采用導管法澆注水下砼灌注，導管直徑為300mm，澆注砼前先進行壓力試驗。

②在澆注過程中，隨時檢查是否漏水。第一次澆注時，導管底部距孔底30～50cm，澆注砼量要經過計算確定，在澆注中導管下端埋深控制在2～4m范圍；提升導管時，采用測繩測量嚴格控制其埋深和提升速度，嚴禁將導管拔出砼面，防止斷樁和缺陷樁的發生。

③水下砼要連續澆注不得中斷，邊灌注邊拔導管，并逐步拆除；砼灌注至設計樁頂標高以上0.50∽1m（超灌量0.50m），樁上部無砼部分用土回填至地面標高，完全拔出導管。樁頂砼不良部分要鑿掉清除，要保證設計范圍內的樁體不受損傷，并不留松散層。

④水下灌注混凝土采用振動棒振搗，在咬合部位加強振搗，用來增加樁體咬合及密實度。

⑤每澆注50m3 留臵1 組試件；小于50m3 的單樁，每根樁留臵1 組試件。

9）塌孔的處理：

①輕微塌孔：使用挖土機向孔內回填可塑性好的粘性土，鉆機反轉向下加壓，正轉取土，充分壓實孔壁，重新成孔；

②嚴重塌孔：向孔內澆筑低標號C20混凝土或高標號砂漿，待24小時后重新成孔（時間根據氣溫確定）；

③澆筑混凝土時塌孔

在灌注過程中如發現井孔內水（泥漿）位忽然上升溢出，隨即驟降并冒出氣泡，應懷疑是塌孔征象，塌孔原因可能是孔內水位降低，不能保持原有靜水壓力，以及由于周圍堆放重物或機械振動等，均有可能引起塌孔。

發生塌孔后，應查明原因，采取相應措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續塌孔。然后用吸泥機吸出坍入孔中泥土；如不繼續塌孔，可恢復正常灌注。如塌孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導管拔出，將砼鉆開抓出，同時將鋼筋抓出，只求保存孔位，再以粘土摻砂礫回填，待回填土沉實后重新鉆孔成樁。

四、事故樁的補救措施

在鉆孔咬合樁施工過程中，因A樁超緩混凝土的質量不穩定出現早凝現象或機械設備故障等原因，造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進行而形成事故樁。事故樁的處理主要分以下幾種情況：

1）平移樁位側咬合：B樁成孔施工時，其一側A1樁的砼已經凝固且強

度超過施工要求，使鉆機不能按正常要求切割咬合A1、A2樁。在這種情況下，宜向A2樁方向平移B樁樁位，使鉆機單側切割A2樁施工B樁，并在A1樁和B樁外側另加一根高壓旋噴樁作為防水處理；或者在A1樁和B樁外側另加一根閥管雙液注漿作為防水處理。

2）背樁補強：B1樁成孔施工時，其兩側A1、A2樁的混凝土均已凝固，在這種情況下，則放棄B1樁的施工，調整樁序繼續后面咬合樁的施工，以后在B1樁外側增加三根咬合樁與A1、A2樁相切。在基坑開挖過程中將A1和A2樁之間的夾土清除植筋噴射C20混凝土即可。

3）預留咬合企口：在B1樁成孔施工中發現A1樁砼已有早凝傾向但還未完全凝固時，此時為避免繼續按正常順序施工造成事故樁，可及時在A1樁右側施工一砂樁以預留出咬合企口，待調整完成后再繼續后面樁的施工。

4)當成孔精度不能滿足3‰的要求時，采用回填土，然后糾編調直重新成孔，直至達到施工精度要求時灌注砼。

五、結束語

鉆孔咬合樁作為地下工程圍護結構的一種新的工法，通過山語聽溪5#-1地塊建設項目基坑支護工程的實踐證明，樁間咬合良好，表面平順，除個別樁間有濕漬外，并無明顯滲漏水，成樁的垂直精度高；暫未發現有侵限情況的發生，達到預期的設計效果。

第四篇：鉆孔樁施工安全措施

施工安全措施

工程名稱

松花江特大橋鉆孔樁施工

接受措施班組

交底項目

交底日期

根據圖號

交底編號

措施內容：

安全措施：

1、現場人員必須佩戴安全帽，電焊工工作時必須佩戴眼鏡。

2、泥漿池周圍必須設有防護設施。成孔后，暫時不進行下道工序的孔必須設有安全防護設施，并有人看守。

3、在施工前先全面檢查機械，發現有問題及時解決，檢查后要進行試運轉，嚴禁帶病作業。機械操作必須遵守安全技術操作要求，由專人操作，并加強機械的維護保養，保證機械各項設備和部件、零件的正常使用。

4、施工作業平臺必須規整平順，雜物必須清除干凈，防止拆除導管時將工作人員絆倒造成事故。

5、挖掘機及吊車工作時，必須有專人指揮，并且在其工作范圍內不得站人。

6、機械司機，在施工操作時要集中精力，服從指揮信號，不得隨便離開崗位，并經常注意機械運轉情況，發現異常情況要及時糾正。要防止機械傾斜、傾倒

7、鋼筋籠加工過程中，不得出現隨意拋擲鋼筋現象，制作完成的節段鋼筋籠滾動前檢查滾動方向上是否有人，防止人員被砸傷。氧氣瓶與乙炔瓶在室外的安全距離為5m。

8、鉆孔過程中，非相關人員距離鉆機不得太近，防止機械傷人。

9、鋼筋籠安裝過程中必須注意：焊接或者機械連接完畢，必須檢查腳是否縮回，防止鋼筋籠下放時將腳扭傷甚至將人帶入孔中的事故發生。

10、導管安裝及砼澆注前，井口必須設有導管卡，搭設工作平臺（留出導管位置），并且要求能保證人員的安全

11、導管安裝注意：導管對接必須注意手的位置，防止手被導管夾傷。

12、砼澆注過程中，砼攪拌運輸車倒車時，指揮員必須站在司機能夠看到的固定位置，防止指揮員走動過程中栽倒而發生機械傷人事故。

交底單位

中鐵二十二局哈齊客專項目部江橋分部

交底人

接收單位

接收人

施工負責人

安全負責人

施工安全措施

工程名稱

松花江特大橋鉆孔樁施工

接受措施班組

交底項目

交底日期

根據圖號

交底編號

措施內容：

13、配電箱以及其它供電設備不得置于水中或者泥漿中，電線接頭要牢固，并且要絕緣，輸電線路必須設有漏電開關。

環保措施：

1、鉆孔灌注樁施工過程中超過排放標準的廢漿不能直接排放，需經過一系列的處理后運輸至指定地點排放，嚴禁有害物質污染土地和周圍環境。另在現場出入口設置沉淀池和沖洗設備，進出工地的車輛必須沖洗干凈后才能上路。

2、對于施工中可能產生的的各種環境污染，我們將按照“預防為主、防治結合”的原則進行環境保護。

3、施工機械在施工期間經常檢查運行狀況，保持良好狀態，嚴防油料泄漏造成水質污染。同時，嚴禁向水中投放雜物、垃圾和排放廢水、廢油及沖洗物等。

4、遵守中華人民共和國國家標準《建筑施工場地噪音限值》（GB12523-90）、《環境空氣質量標準》（GB3095-1996）的二級標準和廣東市的有關規定。控制成樁過程中產生的噪音和粉塵污染。

交底單位

中鐵二十二局哈齊客專項目部江橋分部

交底人

接收單位

接收人

施工負責人

安全負責人

第五篇：鉆孔樁施工協議書

鉆孔樁施工協議書

甲方：

乙方：

甲乙雙方經過友好協商并踏看了施工現場，就甲方施工樁基鉆孔部分交給乙方施工，并達成協議如下：

一、施工內容

樁徑鉆孔樁成孔、清孔，鋼筋籠制作、安裝，套管的下放、提升，滿足砼灌注。（砼拌制由甲方負責）。

二、工程質量

① 乙方必須嚴格按定位樁的位置下護筒，保證樁位偏差在規范范圍內。② 乙方必須按規范要求和操作程序施工，保證提升進度，保證樁檢測達到合格標準。

三、安全責任

任何人身安全施工全由乙方自己承擔。

四、協議價格

經甲乙雙方商定，全部工程內容按每米進尺元包干。（進、出場費2000元包干）

五、付款方式

乙方進場后，甲方支付給乙方元。工程完工驗收合格后甲方按乙方進尺×元支付給乙方工程款。

六、七、甲方：乙方：（簽字）

年月日 乙方自己負責人員的生活和住宿（甲方提供工棚）。未盡事宜，雙方共同協商解決。