(完整版)钢筋混凝土钻孔咬合桩的施工工法

钢筋混凝土钻孔咬合桩的施工工法陈坚荣 郑辛亥 郑耀华 郑裕正 付林霞（瑞华建设集团有限公司 广州510640）1前言多年来，人工挖孔桩、钻孔灌注桩与地下连续墙，在深基坑支护中的应用相当广泛。

由于人工挖孔桩施工过程中工人井下作业环境恶劣，危险性较大；而钻孔灌注桩由于是机械成孔，桩与桩之间难免有缝隙，而影响挡土与止水效果；地下连续墙虽可以克服人工挖孔桩和钻孔灌注桩的不足，但成本造价太高。

为了克服这三者存在的不足，近年来钢筋混凝土钻孔咬合桩应运而生。

我们在杭州铁路东站下穿通道工程、广州市天河区五山街茶山地段居住区工程和东莞五福购物中心工程等基坑支护结构中，都采用了钢筋混凝土钻孔咬合桩，取得较好的效果。

经广东省住房及城乡建设厅2012年10月19日组织专家论证，该成果达到国内先进水平。

2工法特点在深基坑支护工程的设计与施工中，近年来陆续得到应用的钢筋混凝土钻孔咬合桩，在施工方法上既与钻孔灌注桩（或旋挖桩）有相似之处，又与地下连续墙有更多的共同点。

虽然与地下连续墙有共同点，但钢筋混凝土钻孔咬合桩由于是圆形成孔，避免地下连续墙成孔难度大、钢筋与混凝土用量多、钢筋笼重量大等缺点。

钢筋混凝土钻孔咬合桩比地下连续墙造价低。

在基坑支护结构排桩中，由于相邻桩与桩之间有效地咬合，钢筋混凝土钻孔咬合桩克服了普通钻孔灌注桩的缺点，避免了相邻桩之间空隙流水流砂的现象，提高了支护排桩的挡土与止水效果。

3适用范围本工法适用于基坑支护结构，尤其是软弱土层中的深基坑支护结构的设计与施工。

4工法原理钻孔咬合桩在设计施工上连续排列，但相间分A 型桩和B 型桩，A 型桩为无钢筋笼的素桩，B 型桩为有钢筋笼的混凝土桩，先施工2根A 型桩再施工中间的B 型桩。

在施工中，必须在A 型桩混凝土初凝之前完成B 型桩的施工，因此要求A 型桩使用缓凝或者超缓凝混凝土，并且A 型桩与B型桩施工速度都要尽量快，以达到两种型式桩的有效咬合。

对于B类桩由于要求施工速度快，若桩入土深（单桩较长），一般的回旋钻机或冲孔钻机难以满足速度要求，所以普遍采用旋挖钻机成孔施工。

5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程在前期阶段，先统一进行导墙的施工。

当导墙混凝土强度达到设计强度70%后，再分两序分别施工两型桩。

第一序C25素混凝土桩(A型桩)和第二序C30钢筋混凝土桩(B型桩)间隔，先施工A型桩，后施工B型桩，如图1。

图2 钻孔咬合桩施工工艺流程A 型桩采用超缓凝型混凝土，要求必须在A 型桩混凝土初凝之前完成B 型桩的施工；B 型桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A 型桩的部分混凝土，以实现咬合。

我们在工程实例中，对钻孔咬合桩都采用MZ-120与MZ-100液压摇头式套管旋挖钻孔桩机进行施工。

两型桩施工只有先后顺序，单桩施工工艺流程基本一样，如图2。

钻孔咬合桩施工后，为加强支护排桩的整体性和纵向刚度，在基坑土方开挖前，一般都在桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁。

5.2导墙施工5.2.1施工准备。

对施工范围进行围挡隔离，平整场地，做好施工准备工作，并按图纸放出桩的中心位置，根据中心线放出导墙范围线。

5.2.2导墙规划。

为保证钻孔咬合桩孔口的精确度，并提高就位效率，依据设计要求及所采用套管机的特点，在钻孔咬合桩顶部设置混凝土导墙，导墙厚度20cm ，宽度200cm ，墙顶高于地面20cm ，墙内配Φ16@250mm 双向钢筋，混凝土等级C25。

5.2.3测量放线。

根据放出的桩位中心线，放出基坑边线，既为导墙的内侧线，再按钻孔咬合桩的直径与钢套管的外径外放20mm 作为导墙的外侧线。

5.2.4沟槽开挖。

在放出导墙边线并经验收后，开挖沟槽，破除路面结构，用挖机挖除表面土层至导墙底标高5cm 以上，下部及两侧用人工修平，开挖后把导墙中心线引入沟槽内，以控制导墙模板施工。

5.2.5钢筋绑扎。

先制作钢筋，开挖沟槽后绑扎导墙钢筋，采用二级Φ16@250mm 单层双向钢筋，为防止导墙尺寸偏移，沿导墙长度方向每隔1m 设一根钢筋拉通两侧导墙，以限制导墙位移，防止导墙内径减少影响套管成孔。

5.2.6模板施工。

采用自制整体式模板，预留孔直径比套管直径大20mm ，定位牢固，严防跑模，并保证轴线和孔径准确，混凝土施工前检查模板垂直度、中心及孔径，如图3。

5.2.7混凝土浇筑。

采用人工与混凝土输送车配合，两边对称浇捣，确保受力对称均布，防止不均匀受力而跑模，如发现跑模立即停止浇捣，重新加固模板，并纠正后方可继续。

5.2.8混凝土养护。

浇捣后做好养护工作，导墙混凝土强度达到设计强度70%后，方可图3 导墙施工示意进行咬合桩施工。

施工后的导墙如图4。

图4 施工后的混凝土导墙5.3成孔施工5.3.1套管检查。

在成孔套管使用前，进行套管顺直度的检查和校正，并对各节套管编号，做好标记，按序拼装。

5.3.2桩机就位。

将钻机中心或定位器中心与桩位中心对齐，调整水平度，保证导杆及套管垂直度，并通过导墙精确定位，反复调整使钻机中心与桩位中心对准。

5.3.4安装钢套管。

桩机就位后即可安装套管，并用两台经纬仪双向复测垂直度，满足要求后可开始成孔。

5.3.5咬合桩成孔。

压入第一节套管，用旋挖钻机从套管内取土，边取土边下压套管，始终保持套管底口超前开挖面2.5m以上。

第一节套管压入土中后地面上留1.2 1.5m，以便于接管，检测垂直度，如不合格则进行纠偏，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此重复，直至设计孔底。

5.3.6成孔监测。

在成孔过程中，采用两台经纬仪或两个锤球双向控制，监测钢套管垂直度偏差小于3‰，特别是第一节套管。

5.3.7钢筋笼安装及监测。

对于B型桩，在吊装前对钢筋笼进行检查，内容包括长度、直径、焊接等，检查合格后开始吊装，采用履带吊双勾4点缓慢起吊，严防钢筋笼变形，在下笼过程中逐步倒点下放。

如果桩钢筋笼较长（一般大于6m），可分两节吊装，中间采用搭接焊。

采用滚轮式高强度水泥砂浆保护块，防止起拔套管时将钢筋笼带上，同时在钢筋笼顶部绑上测绳实时监控钢筋笼的情况。

5.3.8安装混凝土导管。

采用Φ25mm螺纹钢连接钢导管，各节导管应扣紧，防止漏气堵管，导管底部离孔底30 50cm。

5.3.9灌注准备。

混凝土导管安置后，采用拔管机进行拔管检查，起拔量一般控制在10-20cm，检查套管起拔是否畅顺，起拔过程中钢筋笼是否跟管或转动。

灌注前的准备包括上料及贮料斗用水湿润，进行现场混凝土坍落度试验并制作混凝土试块，如发现混凝土和易性变差、坍落度达不到设计要求，严禁直接将水注入混凝土罐车，该车混凝土应予退回，检查完毕一切正常后进行首次上料。

贮料斗内的堵头采用圆形钢板，用细钢丝绳悬吊。

5.3.10灌注混凝土。

首次上料不得少于初灌量，首次灌注完成，混凝土导管处在埋深2m以上的位置，首斗料下落完成后试拔外套管（起拔量不超过10cm），检查钢筋笼是否跟管上浮，如发现跟管立即进行反压处理，如一切正常，才继续上料作业。

每完成一斗或一车混凝土后均进行起拔检查（起拔量不超过10cm），一直延续至拆卸第一节外套管。

当混凝土灌注高度超过第一节钢套管3m以上时，开始起拔第一节套管，拆除后外套管在混凝土内埋深2m，混凝土导管埋深2.5m。

重复上述过程，进入第二次拔管循环，在最后一节外套管拔出时，混凝土导管应留在孔内，待外套管完全拔出并拆除后，测量孔内混凝土面标高，按需要进行混凝土补灌，灌完后拆除混凝土导管。

混凝土灌注这一过程需约4h。

每次拆除的混凝土导管马上进行清水冲洗，为下次混凝土灌注准备。

5.4桩顶冠梁施工图6 刚开挖显露的钻孔咬合桩东莞市五福购物中心工程基坑支护桩顶设置C30钢筋混凝土冠梁，图5是冠梁施工前的钻孔咬合桩。

图5 冠梁施工前的钻孔咬合桩按周边预留0.2m的工作位进行土方开挖，边坡1:0.75，桩基验收合格后整直桩顶予留钢筋，将锈皮、水泥等污垢清扫干净，施作素混凝土垫层，准确测放出冠梁中心线，中心十字线要标在桩顶面上，标明冠梁的水平标高并弹好尺寸线。

绑扎冠梁钢筋，将预埋件预先插入冠梁内，并与冠梁面筋焊接。

安装四周模板，分层浇注混凝土进行并振捣，混凝土终凝后开始洒水养护7d，图6是开挖显露的钻孔咬合桩。

图6 刚开挖显露的钻孔咬合桩6材料与设备作为基坑支护结构排桩，钻孔咬合桩与钻孔灌注桩基本一样，包括钢筋、商品混凝土等，所不同的是钻孔咬合桩的A型桩孔需要灌注超缓凝的商品混凝土。

因此，要分A型与B型桩两种混凝土配合比设计，A型桩混凝土中要掺加超缓凝剂。

钻孔咬合桩施工的劳动力与设备也与基坑支护的钻孔排桩一样，包括桩机、钢筋笼制作、小型汽车吊及其相应的操作工人。

钻孔咬合桩由于要求施工速度快，如果桩入土深（单桩较长），一般的回旋钻机或冲孔钻机难以满足速度要求，所以普遍采用旋挖钻机成孔施工。

如工程实例1、2中，我们都采用MZ-120与MZ-100液压摇头式套管旋挖钻孔桩机，在工程实例3（东莞市五福购物中心工程）中，我们采用中联重科ZR280A-1，如图7。

这种桩机施工速度快，并自身能够起吊较大较长的钢筋笼。

图7 液压摇头式套管旋挖钻孔桩机7质量控制钻孔咬合桩是通过相接桩体之间互相咬合，从而达到结构自防水的目的，通过桩体内钢筋不均匀分布而达到在相同配筋量的情况下，获得最大抗弯强度和较好经济利益。

由于国内还没有钻孔咬合桩的施工规范，可参考执行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)及《钢筋混凝土地下连续墙施工技术规程》（DB29-103-2004）。

钻孔咬合桩的质量控制要点可归纳为垂直度、混凝土缓慢时间、混凝土材料的均一性和钢筋笼的定位等。

7.1桩位及垂直度为了保证钻孔咬合桩底部有足够的厚度和咬合量，应严格控制孔口的定位误差。

为提高孔口的定位精度，我们在桩顶设置钢筋混凝土导墙，定位孔直径比桩径大40mm。

桩机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整，使孔口定位误差控制±10mm。

桩机就位后先进行初步对中，采用吊线坠使下压中心支点与桩位中心对中，对中后调节机械各支腿油缸，使操作平面水平。

水平调整并再次对中，误差应小于1cm，对中后支起各支腿油缸，对中完成。

吊装完第一节套管后，在钻机附近两个90度方向设置吊线坠，监测垂直度，在套管下沉过程中监测人员全过程跟踪，起重工随时检查机械操作平面的水平情况，发现问题及时纠正。

杭州铁路东站下穿通道工程咬合桩桩长21~31m，咬合厚度设计20cm。

为保证咬合厚度，控制桩身垂直度非常重要，使垂直度偏差不大于桩长的3‰，做好全过程控制从而保证桩体通长范围的咬合厚度不少于10cm。

每条桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，在地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用吊线坠和直尺进行检测。