浅析全套管咬合桩在地铁车站基坑围护结构中的质量控制陈丹丹

浅析全套管咬合桩在地铁车站基坑围护结构中的质量控制陈丹丹

陈丹丹

中交路桥华东工程有限公司上海市200000

摘要：地铁车站基坑围护采用全套管咬合桩施工，施工过程中加强关键工序质量控制，从测量放样至桩体混凝土浇筑各道工序严格质量控制指标，针对质量缺陷分析原因，制定处理方法并采取预防措施。经检验咬合桩墙具有较好的防水效果，保证了围护桩墙的质量。

关键词：套管；咬合桩；地铁车站；基坑围护

1前言

地铁车站施工涉及到深基坑工程，水文地质比较复杂，又因车站多建设在市区，施工空间受限，车站基坑开挖多采用围护结构。咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周相嵌，并于后序次相间施工的桩内放入钢筋笼，使之形成具有良好防渗作用的整体连续防水、挡土围护结构。本文就如何进行全套管咬合桩围护结构的质量控制进行浅析。

2工艺流程

2.1排桩的施工顺序

咬合桩的排列方式为一根不配筋超缓凝素混凝土桩B（素桩)和一根钢筋混凝土桩A（荤桩)间隔布置。施工时,先施工B桩,后施工A桩,在B桩混凝土初凝之前完成A桩的施工。其施工顺序是：B1-B2-A1-B3-A2-B4-A3……，如图1所示：

图1排桩施工顺序图

2.2单桩施工工艺流程

A（荤）桩施工工艺流程：桩位测量放样→导墙施工→套管桩机就位→吊装安放第一节套管、控制垂直度→压入套管、校核垂直→取土（捞渣）套管钻进→测量孔深→吊放钢筋笼→放入导管→浇注混凝土→测定混凝土高程→桩机移位→检测。

B（素）桩施工工艺流程同A（荤）型桩，只是B（素）桩不需要吊放钢筋笼。

3关键工序质量控制

3.1测量放样

施工放样时应综合考虑桩位偏差、垂直度偏差等施工误差，同时为抵消咬合桩在基坑开挖时在外侧土压力作用下向内位移和变形而造成的基坑结构净空减小、测放咬合桩中心线坐标应根据设计图纸提供的坐标外放100mm,作为导墙施工的控制中线。

3.2导墙施工

为了保证钻机搓管及拔管时地基不产生较大沉降和变形，提高钻孔咬合桩孔口的定位精度。在钻孔咬合桩钻进前施作钢筋砼导墙，导墙预留桩孔位置比桩径略大20mm。

3.3桩机就位

为了保证钻孔咬合桩底部有足够的咬合量，检查抱管器中心对准导墙孔位中心，控制其孔口定位偏差不得大于±10mm,套管垂直度偏差不得大于2‰。

3.4取土成孔

压入第一节套管约2.5～3m时，然后用抓斗从套管内取土，一边取土，一边继续下压套管。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，合格则安装第二节套管继续下压取土，如此重复，直至达到设计孔底。钻进成孔过程中始终保持套管底口超前开挖面2m以上，过程中要重点控制。若开挖面超前套管底部，相邻素桩砼在冲抓斗冲抓过程易流入孔内，素桩形成孔洞。

3.5成孔垂直度的控制

为保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对孔口定位误差严格控制外，还要对垂直度进行严格控制。根据《地下铁道工程施工及验收规范》规定，桩的垂直度偏差不大于3‰。垂直度控制必须抓好施工前、成孔中两个环节的工作。

3.5.1施工前套管的顺直度检查和校正。施工前，在平整地面上进行套管的顺直度检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检查和校正。套管顺直度偏差控制在1‰～2‰。

3.5.2成孔过程中桩的垂直度监测和检查。套管下压前垂直度控制:施工前在较远处的孔位正交方向设置两台经纬仪，钻机、履带吊就位后，履带吊吊起套管放入导墙定位孔中，用十字丝竖线对齐套管的边缘，观察人员指挥桩机操作人员调整套管方向，直至十字丝竖丝与套管壁两条线达到重合。

下压过程中垂直度控制:利用钻机液压系统通过调整各油缸的伸缩量实现调整套管的偏斜方向，从而达到控制成孔垂直度的目的。套管下压的行程，保持在20cm/次以内，同时使套管磨动和下压过程异步进行，保持套管的相对稳定性，避免套管上部向前方倾斜。

套管下压后的垂直度控制：在每节套管压完后安装下一节套管之前，进行孔内垂直度检查。具体如下：先在套管顶部放一个钢筋十字架，放入线锤，吊入测量工人，沿十字钢筋两个方向，利用线锤上下分别量测，测出偏差值，做好记录。超偏差必须纠编，合格后进行下一节套管施工。

3.5.3纠偏。成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行调整，通常采用以下方法：

如果套管入土5m之内，可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的。

B(素)桩纠偏：如果B（素）桩在入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。

A（荤）桩纠偏：A（荤）桩的纠偏方法与B桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与B桩相同的混凝土，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。

3.6钢筋笼制作、吊放

钢筋笼在钢筋加工场统一制作成整体，用拖车将钢筋笼从加工场运至孔口，为防止钢筋笼变形，履带吊采用“四点”吊法吊放入孔。为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮，在钢筋笼底部焊上一块65cm×65cm的厚钢板以增加其抗浮能力。

3.7混凝土灌注

A(荤)桩桩身混凝土采用普通混凝土，B（素）桩身混凝土采用超缓凝混凝土。商品混凝土通过罐车运至现场后，应检查其出厂合格证、标号、外观质量、坍落度，合格后方可开始浇灌。首批砼数量要保证导管下口埋入砼不小于1.0m。浇筑过程应连续，一边浇注砼一边起拔套管，套管的拔起高度与套管的总长度、套管成孔时的超前量、料斗放料的斗数相配合。严格控制导管管底与混凝土面的高差2～6m，及时检测孔内砼表面标高，适时地进行拆管。浇注完毕后，导管及套筒要缓慢拔除。

3.8超缓凝混凝土初凝时间的确定

B（素）桩混凝土缓凝时间应根据单桩成桩时间来确定，单桩成桩时间与施工现场水文地质条件、桩长、桩径和钻机能力等因素相关。根据咬合桩施工工艺，A桩初凝时间应为：T=3t+k，t-为单桩成桩时间，取12h；K-为预留时间，取24h。因此，本项工程初步控制A桩初凝时间为T=60h，并在以后施工中根据现场情况进行调整。

3.9防止管涌的措施

3.9.1因B(素)桩砼未凝固而导致的管涌。在A(荤)桩成孔过程中，由于B(素)桩砼未凝固，还处于流动状态，B(素)桩砼有可能从A、B桩相交处涌入A(荤)桩孔内，称之为“管涌”，防止管涌发生通常采用方法如下：一是控制B(素)桩砼的塌落度在160mm，以便降低砼的流动性。二是加强对超缓凝混凝土外加剂性能的检测，严格控制超缓凝混凝土施工配合比，初凝时间控制在≮60小时左右；施工过程中制作同条件养护试块，密切关注试块凝固情况，并及时调整A（荤）、B（素）桩施工流水节拍。

3.9.2套管未超前引起的管涌:套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，至少不应少于2m，以便造成一段“瓶颈”阻止砼的流动。

3.10接头设置及冷缝处理。考虑分段施工时采用砂桩预留咬合企口。砂桩后期施工时产生的冷缝需进行处理，以防基坑开挖后冷缝处渗漏水流入基坑。冷缝处理采用在砂桩处施做三管高压旋喷桩止水，桩顶、底标高与相邻咬合桩顶、底标高相同，旋喷桩直径不小于0.7m。

4结语

咬合桩施工比较灵活,在基坑转角处桩体之间亦能无缝咬合搭接，较好的防止地下水渗漏；通过控制套管垂直度，桩墙侵限现象非常少，避免大面积围护桩的凿除；全套管钻机施工完全避免了孔壁坍塌，桩墙质量容易保证。通过关键工序质量控制措施，保证了咬合桩围护结构内在质量。

参考文献：

[1]GB50299-1999,《地下铁道工程施工及验收规范》(2003年版)[S].