王淑新 蔣柏文 周小艷
【摘要】本文主要就是通過對咬合樁的優(yōu)缺點(diǎn)的描述,介紹咬合樁的施工工藝及其控制要點(diǎn),體現(xiàn)咬合樁在基坑圍護(hù)中運(yùn)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】咬合樁;圍護(hù)結(jié)構(gòu);施工工藝
引言
咬合樁為近年來在國內(nèi)新出現(xiàn)的一種樁型,在部分城市地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)中已取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。不但有傳統(tǒng)鉆孔灌注樁特點(diǎn),還兼有攪拌樁的隔水特點(diǎn),重操舊業(yè)鉆孔咬合樁作為一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu),由于其樁心相互咬和,解決了傳統(tǒng)的樁心相切樁防水效果差的毛病。
1.咬合樁的定義
鉆孔咬合樁是采用全套管鉆機(jī)鉆孔施工,在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種基坑止水擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁的排列方式為鋼筋(圓籠)混凝土A樁和鋼筋(方籠)混凝土或素混凝土B樁間隔布置。施工時(shí),先施工B樁,后施工A樁,在B樁混凝土初凝之前完成A樁的施工。A樁施工時(shí)切割掉相鄰B樁相交部分的混凝土,從而實(shí)現(xiàn)咬合。相鄰混凝土排樁間部分圓周相嵌,并于后序次相間施工的樁內(nèi)置入鋼筋籠,使之形成具有良好防滲作用的連接擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)。由于其特點(diǎn)為樁間的相互咬合,故稱為咬合樁。
2.咬合樁的特點(diǎn)
2.1優(yōu)點(diǎn)
(1)機(jī)械設(shè)備噪音低、無震動(dòng)、無泥漿污染近似于干法取土,對周圍環(huán)境影響小。
(2)對沉降及變形容易控制,由于有鋼套管的保護(hù)能靠近臨時(shí)建筑物、地下管線施工。
(3)全套管的跟管鉆進(jìn),能順利穿越飽和含水地層,有效的防止了孔內(nèi)流沙、涌泥,并可進(jìn)行嵌巖,施工較為安全、快捷,對樁身質(zhì)量能較好的控制,保證了樁承載力。
(4)第二序次施工的樁在已有的第一序次兩樁間實(shí)施切割咬合,全套管的護(hù)孔方式保證了樁間緊密咬合,形成良好的整體連續(xù)結(jié)構(gòu)。
(5)不需要在施工止水帷幕,同其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比,采用咬合樁圍護(hù)在造價(jià)上有一定優(yōu)勢。
2.2缺點(diǎn)
(1)咬合樁的樁徑受限制,因此一般施工單位缺乏經(jīng)濟(jì)實(shí)力購置多種直徑的套管。
(2)無水挖掘時(shí)需要注意防止缺氧、有害氣體等發(fā)生。
(3)灌注混凝土后,有時(shí)會(huì)發(fā)生鋼筋籠上升的事故。
3.咬合樁施工工藝
3.1工藝原理
圍護(hù)咬合樁一般分A、B型兩種,間隔分布,B型樁鋼筋籠為圓形,全長配筋,主筋不均勻分布,A型樁為第一序樁,B型樁為第二序樁。先行施做第一序樁(A型),在完成前后兩根A樁后,施做第二序樁(B型),在第一序樁混凝土灌注20小時(shí)至50小時(shí)范圍內(nèi)(混凝土初凝前),施工第二序樁,使之嵌入第一序樁體內(nèi),成為一個(gè)整體。
3.2單樁工藝流程
咬合樁設(shè)計(jì)分為A、B樁兩種形式,其中A型單樁施工工藝流程如下圖所示:
圖1單樁施工工藝流程圖
除施工先后順序外,B型單樁施工工藝與A型樁相同。
4.鉆孔咬合樁施工技術(shù)要點(diǎn)
咬合樁是通過樁體咬合而達(dá)到結(jié)構(gòu)自防水的目的,通過樁體內(nèi)鋼筋不均勻分布而達(dá)到在相同配筋量的情況下,獲得最大抗彎強(qiáng)度,從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益。因此,咬合樁的技術(shù)要點(diǎn)可歸結(jié)為垂直度、混凝土的緩凝時(shí)間、混凝土材料的均一性和鋼筋籠的定位等。
4.1樁位的控制
為了保證鉆孔咬合樁有良好的咬合效果,應(yīng)嚴(yán)格控制孔口的定位誤差,孔口定位誤差的允許值應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
4.2單樁垂直度的控制
為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠的咬合量,除嚴(yán)格控制孔口定位誤差外,還應(yīng)對其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制。
成孔過程中要控制好樁的垂直度,必須抓好以下3個(gè)環(huán)節(jié):
(1)套管的順直度檢查和校正。
鉆孔咬合樁施工前應(yīng)在平整地面上進(jìn)行套管順直度的檢查和校正。首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度,然后將按照樁長配置的套管全部連接起來進(jìn)行整根套管的順直度檢查和校正。
(2)成孔過程中樁的垂直度監(jiān)測和檢查。
①地面監(jiān)測。
②孔內(nèi)檢查。每節(jié)套管下壓完成后安裝下一節(jié)套管之前,可視施工過程中樁孔垂直度的變化規(guī)律,定期安排一定頻次的抽樣檢查,即停下來用測斜儀進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查。
(3)糾偏。
成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大,必須及時(shí)糾偏,一般是利用鉆機(jī)的套管驅(qū)動(dòng)器來進(jìn)行切削鉆進(jìn)糾偏即可。
4.3超緩凝混凝土的緩凝時(shí)間要求
A樁混凝土緩凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)施工咬合樁工序要求時(shí)間來確定,單樁成樁時(shí)間又與地質(zhì)條件、樁長、樁徑、鉆進(jìn)能力及操作工藝水平等有直接的關(guān)系。因此,A樁混凝土緩凝時(shí)間主要根據(jù)以下因素來確定:
(1)根據(jù)工程的具體情況和所選鉆機(jī)的類型在現(xiàn)場做成樁試驗(yàn)來測定A、B樁單樁成樁所需時(shí)間tA、tB。
(2)A樁混凝土的緩凝時(shí)間可根據(jù)下式計(jì)算
T=k(2tA+tB)
式中T——A樁混凝土的緩凝時(shí)間(初凝時(shí)間);
k——不可預(yù)見因素影響系數(shù),k=1.20;
tA、tB——A、B型樁單樁成樁所需時(shí)間。
4.4克服樁內(nèi)“混凝土管涌”
在B樁切割兩側(cè)A樁成孔過程中,由于A樁混凝土尚未凝固,還處于流塑狀態(tài),因此A樁混凝土可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi),稱為“混凝土管涌”??朔盎炷凉苡俊敝饕扇∫韵麓胧?/p>
(1)控制A樁混凝土的坍落度,不宜超過14cm。
(2)套管底口應(yīng)始終超前于開挖面2.5m以上,如果鉆機(jī)能力許可,這個(gè)距離越大越好。
(3)必要時(shí)可向套管內(nèi)注入一定量的水,使其保持一定的反壓來平衡A樁混凝土的壓力,阻止“混凝土管涌”的發(fā)生。
4.5預(yù)防“浮籠”
由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的間隙較小,灌注樁芯混凝土起拔套管的時(shí)候,鋼筋籠有可能被套管帶著一起上浮形成“浮籠”。一般用振動(dòng)錘起拔套管時(shí)因高頻振動(dòng)的液化減摩效應(yīng),“浮籠”現(xiàn)象極少發(fā)生。此外,尚可采取如下預(yù)防措施:
(1)確保灌樁混凝土的和易性良好,其粗骨料粒徑滿足<20mm的要求;
(2)鋼筋籠的加工尺寸應(yīng)確保精確,在轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝過程中采取可靠措施防止鋼筋籠扭曲變形;
(3)在鋼筋籠底部加焊一塊比鋼筋籠略小的薄鋼板,增加其抗浮能力。
4.6分段施工節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)
往往一臺(tái)鉆機(jī)施工無法滿足工程進(jìn)度要求,需要多臺(tái)鉆機(jī)分段施工,這就存在首尾段之間的節(jié)點(diǎn)連接問題。節(jié)點(diǎn)連接一般采用砂樁過渡的方法,即先施工段的端頭設(shè)置一個(gè)砂樁用以在相鄰的A樁預(yù)留出咬合企口,待后施工段到此節(jié)點(diǎn)時(shí)在砂樁樁位重新成孔挖出砂并灌上混凝土即可。
4.7鉆孔咬合事故樁的處理措施
在鉆孔咬合樁施工過程中,有可能因A樁超緩凝混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定出現(xiàn)早凝現(xiàn)象或機(jī)械設(shè)備故障等原因,使施工未能按正常要求進(jìn)行而形成事故樁。事故樁的處理主要分以下幾種情況:
(1)平移樁位單側(cè)咬合。
B1樁切割咬合施工時(shí),A1樁的混凝土已經(jīng)凝固,使鉆機(jī)不能按正常施工條件切割咬合A1、A2樁完成B1樁。在這種情況下,可向A2樁方向平移B1樁樁位,使鉆機(jī)單側(cè)切割A(yù)2樁,以后在A1與B1樁外側(cè)另增加一根旋噴樁作為過渡處理。
(2)用后壓漿技術(shù),旋噴補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)等法處理排樁之間的缺陷是十分有效的方法。
結(jié)束語
隨著城市化的不斷進(jìn)行,以及地下工程的發(fā)展,導(dǎo)致基坑向深、大方向發(fā)展成為必然趨勢,研究新型的基坑支護(hù)形式成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題,對于基坑支護(hù)形式而言, 鉆孔咬合樁作為這樣的一種新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一,其安全、防水、經(jīng)濟(jì)、合理的特點(diǎn)越來越多地被應(yīng)用到城市建設(shè)工程中。
參考文獻(xiàn)
[1]陳秀祿.地鐵工程鉆孔咬合樁施工質(zhì)量控制[J].民營科技,2012,02:177.
[2]賀晉陽.淺談咬合樁施工適宜地質(zhì)條件[J].價(jià)值工程,2012,08:55-56.
[3]屠征宇.咬合樁施工關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制[J].中國西部科技,2012,07:22-23+5.