淺談咬合樁圍堰施工技術(shù)

池平平 / 中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司

淺談咬合樁圍堰施工技術(shù)

池平平 / 中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)及城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市軌道、高速鐵路、高速公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來了前所未有的高潮。深基坑圍堰施工技術(shù)的發(fā)展，對城市軌道、橋梁建設(shè)起到了關(guān)鍵性的作用。本文以新建海南西環(huán)鐵路海口特大橋連續(xù)梁橋施工的實際情況，結(jié)合咬合樁工藝與設(shè)備，簡要闡述了咬合樁圍堰施工工藝及控制要點和滲漏水處理等注意事項。

深基坑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；咬合樁

1.引言

咬合樁為近年來在國內(nèi)外新出現(xiàn)的一種樁型，鉆孔咬合樁作為一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于樁心相互咬合，解決了傳統(tǒng)的樁心相切樁防水效果差的毛病，切具有對環(huán)境影響小、質(zhì)量可靠、造價低等優(yōu)點，具有推廣價值。

該工藝適用于富水砂層地質(zhì)條件下地下工程深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。

咬合樁使用常規(guī)樁機(jī)即可施工，工藝簡單，可操作性強(qiáng)，最為主要的是，通過合理調(diào)配，可以與主橋樁基交叉施工，縮短整體工期。

2.工程概況

新建海南西環(huán)鐵路是海南省為打造國際旅游島，完善交通旅游基礎(chǔ)設(shè)施而新建的高速鐵路。?？陔p線特大橋全長1371.64m，橋跨組合為(5×24+13×32+（32+56+32）+21×32)

m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋。其中連續(xù)梁跨越省道海榆西線和排澇渠。連續(xù)梁18#、19#、20#、21#橋墩位處河道且鄰近既有西環(huán)貨線。

3.咬合樁施工

3.1 咬合樁圍堰布置

海口雙線特大橋連續(xù)梁樁基基坑圍堰采用咬合樁施工，現(xiàn)就咬合樁施工工藝介紹如下：

選用1.2m直徑樁，C30水下混凝土灌注，樁內(nèi)配鋼筋籠。采用內(nèi)外排交錯相接排列方式，內(nèi)排樁心距2.05米，外排樁心距2.05米，具體詳見后附樁位平面布置圖，外排樁和內(nèi)排緊挨相接，每個承臺布置96根樁。

樁基長度根據(jù)現(xiàn)狀水位、河床深度及承臺深度確定，采用15m（深入承臺底持力層）+（承臺厚度）+（水深）+1.5m（露出水面）=樁長。

考慮承臺開挖深度較深，采用內(nèi)支撐，支撐高于承臺頂面1.5m，支撐布置方式經(jīng)設(shè)計計算確定。

詳細(xì)數(shù)據(jù)經(jīng)過專門機(jī)構(gòu)人員復(fù)核計算，以確保結(jié)構(gòu)的安全。

咬合樁圍堰布置圖見下圖1-1

圖1-1 圍堰樁位示意圖

3.2 咬合樁圍堰施工工藝

咬合樁施工根據(jù)施工經(jīng)驗及作業(yè)平臺大小，選用沖擊鉆成孔方案，在樁與樁之間相互咬合，樁的排列為一個內(nèi)排和一個外排間隔布置，施工時先施工內(nèi)排樁，后施工外排樁。

施工工藝為施工準(zhǔn)備→測量定位→埋設(shè)鋼護(hù)筒→配制泥漿→安裝鉆機(jī)→鉆進(jìn)→終孔→清孔→鋼筋籠制作與安裝→安裝導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土。

本紹論文僅詳細(xì)介施工不同之處和常規(guī)施工需要注意的施工事項。

3.2.1 施工放樣。

平面位置采用全站儀放樣，水準(zhǔn)高程采用水準(zhǔn)儀測量。

3.2.2 鉆孔施工準(zhǔn)備。

（1）在平臺和岸邊之間設(shè)置泥漿池循環(huán)、沉淀和儲備池。

（2）場地平整后，鉆機(jī)要求平穩(wěn)，成孔位置準(zhǔn)確，誤差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。

（3）護(hù)筒采用1.5m直徑鋼護(hù)筒，采用挖埋法施工就位。護(hù)筒頂標(biāo)高高出施工作業(yè)面0.3m。內(nèi)排樁鉆孔時采用整體式護(hù)筒，外排鉆孔時采用組合式護(hù)筒。

（4）鉆進(jìn)過程中應(yīng)經(jīng)常觀察復(fù)測，發(fā)現(xiàn)位移應(yīng)及時調(diào)整。成孔過程中，按規(guī)定的施工表格填寫鉆孔記錄。記錄的內(nèi)容包括護(hù)筒頂標(biāo)高、樁尖設(shè)計標(biāo)高、樁尖實際標(biāo)高、鉆機(jī)型號、地層記錄、停機(jī)時間和原因等，發(fā)生如坍孔、斜孔、護(hù)筒下沉、串孔等情況應(yīng)及時報告總工程師，采取合理的措施進(jìn)行補救。

3.2.3 終孔、清孔及樁間處理。

終孔，清孔自檢合格后，需要進(jìn)行以下步驟處理，以增強(qiáng)樁排間橫向聯(lián)系，避免漏水。

（1）孔深達(dá)到設(shè)計要求之后，移動鉆機(jī)向已施工完畢的內(nèi)排樁基靠近5cm左右，上下全程升降樁錘，摩擦掉內(nèi)排樁側(cè)身的泥皮，露出樁身混凝土。

（2）再使用高壓水槍，對交接界面進(jìn)行沖刷處理，保證外排樁灌注時混凝土與內(nèi)排樁結(jié)合良好，起到止水作用。

3.2.4 鋼筋布置。

（1）直徑1.2m樁，內(nèi)排樁配12根HRB335Φ22鋼筋，保護(hù)層厚度150mm；外排樁配15根HRB335Φ22鋼筋，保護(hù)層厚度為50mm。

（2）箍筋采用HPB235φ10鋼筋，在內(nèi)支撐以上按照30cm間距布置，在內(nèi)支撐以下按照20cm間距布置。

（3）加強(qiáng)箍筋采用HRB335Φ22的鋼筋，1.8m間距布置。

3.2.5 砼灌注。

砼灌注同一般樁基灌注相同，不做詳細(xì)說明，注意一下幾點。

（1）計算好灌注方量與設(shè)計高程，灌注完成后不做樁頭處理，以免造成浪費。

（2）發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。

（3）孔徑和孔深必須符合設(shè)計要求，否則必須重新下鉆。

（4）成孔后，必須采取規(guī)定措施對相鄰樁間進(jìn)行處理，確保不漏水。

（5）清孔后，測量沉渣厚度，確認(rèn)滿足設(shè)計要求后，再灌注水下混凝土。

（6）水下混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，嚴(yán)禁有夾層和斷樁。

3.2.6 圍堰內(nèi)上層土層開挖。

圍護(hù)樁施工完畢后，可以施工承臺的開挖?？梢钥紤]采用挖機(jī)和人工結(jié)合的方式進(jìn)行。

注意產(chǎn)生土方嚴(yán)禁堆放在圍堰周圍，應(yīng)立即用自卸車運往棄土場廢棄處理。

3.2.7 內(nèi)支撐施工。

由于基坑開挖較深，所以考慮增加內(nèi)支撐。

內(nèi)支撐采用型鋼結(jié)構(gòu)。內(nèi)圍囹采用3根I63a工字鋼并排設(shè)置，斜撐、內(nèi)支撐采用3根φ351×12鋼管并排支撐。圍堰支撐見下圖1-2

3.2.8 圍堰內(nèi)下層砂礫層及灰?guī)r開挖。

下層圍堰內(nèi)主要以粉細(xì)砂、粗粒砂、泥灰?guī)r為主，挖機(jī)開挖后，采用人工開挖清理的方式進(jìn)行。

下層開挖時，注意對已經(jīng)開挖出來的排樁進(jìn)行處理，同時，增加集水井和排水溝，及時把滲透入基坑的水用水泵排出。

3.2.9 封底混凝土施工。

開挖達(dá)到設(shè)計高度后，先進(jìn)行封底作業(yè)。

封底作業(yè)施工的時候，在后排樁和前排樁空間內(nèi)，留設(shè)集水井和排水溝。

3.2.10 承臺施工。

承臺施工注意一下幾點：

（1）本次施工兼做承臺模板，所以考慮增加工業(yè)毛氈，避免樁體和承臺連接。

（2）后排樁至承臺邊之間的空隙，可在承臺邊用磚塊砌筑，磚后填碎石，以利排水。

（3）利用后排樁和前排斷面處空隙處，增設(shè)加排水設(shè)施和集水井。以保證后期墩身干作業(yè)施工。

3.2.11 圍堰拆除。

圍堰拆除需要在施工完畢之后，在洪水期來臨之前先進(jìn)行筑島土石方清理，在承臺、墩身及后期支架拆除后，進(jìn)行對圍堰的拆除。

在咬合樁施工過程中，在樁心預(yù)埋聲測管，以便于圍堰拆除時使用膨脹劑對樁基進(jìn)行破碎，破碎后用履帶式挖機(jī)進(jìn)行挖除，破拆至河床面以下1米。

4.施工注意事項

4.1 開挖工程中咬合樁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控

深基坑在開挖過程中要全程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變觀測，在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分析結(jié)構(gòu)的安全性，以保證后期開挖施工正常進(jìn)行,同時對臨近既有西環(huán)貨線擋墻和海榆西線進(jìn)行觀測，隨時掌握變形情況。

4.2 開挖過程中咬合樁滲漏水的處理

在基坑開挖過程中，對可能出現(xiàn)的咬合樁滲漏水要制定排堵方案，保證開挖過程順利進(jìn)行。

4.2.1 滲水處理。

基坑在開挖過程中出現(xiàn)局部滲水現(xiàn)象，采用止水條、堵漏王及加木楔子等方式進(jìn)行處理，處理過程中須一次性處理到位，避免出現(xiàn)重復(fù)滲水現(xiàn)象。

4.2.2 漏水處理。

當(dāng)咬合樁出現(xiàn)漏水情況時，即為咬合樁在鉆進(jìn)過程中咬合不到位，在外部水壓力下導(dǎo)致直接大量漏水，此情況作如下處理：

a 采用土工布強(qiáng)行塞入漏縫中，此目的是為了使漏水不形成明水，只是以滲漏的形式?jīng)_擊土工布；

b 在漏縫相鄰兩根咬合樁上用手動沖擊鉆植入斜插鋼筋；

c 在咬合樁漏縫底部埋入打孔波紋管或打孔鋼管；

d 以植入鋼筋作為支撐，插入木板，澆筑混凝土；

此方法以堵水、排水相結(jié)合，使漏水疏排到基坑內(nèi)的暗溝內(nèi)。

5.結(jié)論

（1）本工程采用沖擊鉆成孔方案，在樁與樁之間相互咬合，樁的排列為一個內(nèi)排和一個外排間隔布置，施工時先施工內(nèi)排樁，后施工外排樁，符合設(shè)計要求，成孔質(zhì)量好。

（2）對基坑進(jìn)行開挖后，基本沒有滲漏水現(xiàn)象，咬合樁起到了很好的止水作用。

（3）對基坑開挖后對周圍地表沉降、位移等進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果在設(shè)計值以內(nèi)，說明基坑穩(wěn)定性較好。

（4）圍堰拆除方便，提高施工效率，降低施工成本。

綜上所述，咬合樁圍堰施工技術(shù)對深基坑開挖是一種較有效的技術(shù)，咬合樁圍堰施工主要表現(xiàn)在：配筋率低；抗?jié)B能力強(qiáng)；施工靈活等優(yōu)點，可降低工程造價，提高施工速度，切實保證支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，有利于施工場地的文明整潔。通過對施工原理的分析及咬合樁施工的優(yōu)點，可確定咬合樁圍堰對深基坑施工方案可行，具有推廣價值。

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