深基坑咬合桩组合支护施工技术及现场监测研究

深基坑咬合桩组合支护施工技术及现场监测研究

甘甜

中国水利水电第七工程局有限公司  四川省 610000

摘要：深基坑开挖会引起周边建筑物变形位移，严重时甚至会导致事故发生，因此开展关于深基坑支护方式的研究非常必要。咬合桩组合支护结构因支护可靠、成本低而得到了较为广泛的应用。某城际铁路标段为研究对象，针对传统咬合桩支护结构存在的不足，对W形折线咬合桩支护结构展开研究。咬合桩组合支护结构对于基坑支护具有较好的作用，而对于该支护结构关键施工技术及现场监测验证的研究仍然缺乏。本文以某河水系整治工程基坑为工程依托，采用咬合桩组合支护进行开挖支护，对相关关键技术进行了详细阐述，并对桩体水平位移、基坑周围地表沉降等开展现场监测，以期对将来类似工程提供借鉴。

关键词：深基坑;咬合桩;施工技术;现场监测;变形;

咬合桩组合支护能够在确保深基坑安全稳定可靠的前提下，兼顾经济性而得以推广应用。以某河水系整治工程基坑为工程依托，采用咬合桩组合支护进行开挖支护，对相关关键技术进行了详细阐述，并对桩体水平位移、基坑周围地表沉降等开展现场监测。研究结果表明：桩体水平位移随着基坑开挖深度的增大不断增大；支护桩桩体的最大水平位移处于桩顶位置，呈“悬臂”式；监测点数据显示，拱形咬合桩支护结构符合安全可靠要求。所得结论可为今后基坑支护结构选型及施工提供参考。

1 工程概况

1.1 工程背景

某河水系整治工程地位于福清市玉屏街道，至一拂街区间。场地标高在7.3～7.8m之间。建议基坑开挖前对场地进行整理，标高不高于7.5m，基坑开挖底标高约为-10.95m，基坑开挖深度8.4～18.45m，基坑支护总长约为525m。

拟建基坑西侧邻近老城区居民楼，周边建筑物密集，是施工质量、安全重点控制区。西侧为居民楼，东侧为某街及沿街商铺。拟建基坑东侧为某街道路，拟建施工围挡将占道某街半幅道路，将该半幅道路暂作为主要机械及材料进出运输通道。

拟建基坑东侧与现状某街右侧人行道沿线有DN300给水管1道，燃气中压管1道，雨水管1道，移动通信管道等，拟施工支护桩外侧距该处市政管线水平净距约15m。拟建基坑东侧与现状某街左侧人行道存在的高压电线杆，水平净距约2～5m。该电杆及电线待迁移，目前已与电力部门对接临时迁移或保护方案。

根据钻探揭露，自上而下依次如下：杂填土层层厚1.1～3.0m；粉质粘性土层厚为0.60～1.80m；淤泥质粘土层厚为1.20～6.90m；卵石层层厚为0.80～4.40m；砂土状强风化凝灰岩层厚0.50～4.10m；碎块状强风化凝灰岩层厚0.50～2.5m；中风化凝灰岩层厚8.4～11.30m。

1.2 工程重点难点分析及对应措施

本基坑支护工程东西两侧存在居民楼及周边建筑物、地下管线，水平间距约为10m。如果在支护桩成孔过程中发生塌孔、过大振动现象，建筑物与支护桩之间的土体将发生下沉和位移，直接会导致周边建筑物及地下管线产生位移、变形、裂缝等现象。

采取措施如下：(1)根据地层情况选用钻头；(2)钢护筒埋设前，应准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于5cm，埋设中保证钢护筒斜度不大于1%;(3)钻孔桩开孔后应缓慢钻进，若发现偏位立即调整，直到孔位定型时，方可停止校核。(4)钢筋笼下放时采用两条吊筋，保证钢筋笼起吊后的垂直度。

由于本工程基坑面积较小，基坑深度较深，导致土方开挖出土难度很大。对此采取措施如下：将出土坡道进行优化设计，在基坑东南侧在支护桩位置设置“U”形口，从基坑外开始放坡，有效增加出土坡道长度。

本工程支护桩采用咬合桩，且咬合桩深度较深，钢筋混凝土桩深度达到了16m，素混凝土桩深度达到16m，咬合宽度300mm。如果咬合桩垂直度控制不到位，将导致咬合宽度不足，造成漏水情况。采取措施如下：严格把控好荤素桩施工顺序、位置及施工时间。

本工程工期紧、场地狭窄，给施工组织带来很大的难度。对此采取措施如下：合理安排各工序的施工顺序，尽量减少交叉施工。

2 咬合桩关键施工技术

2.1 咬合桩形式

本基坑咬合桩共计880根，其中A桩和B桩分别为430、450根，使用旋挖钻机施工。根据工程地质勘察报告，项目场地内存在大量拆迁遗留的地梁、工程桩、条石等建筑废料。施工围护桩、咬合桩桩基时，应先进行桩基施工范围内破除建筑废料换填土处理。

咬合桩按“先A后B”的顺序施工咬合桩。A桩采用水下混凝土，不配钢筋桩（素桩）。B桩采用水下混凝土，配钢筋桩（荤桩），B桩成孔须在A桩混凝土初凝前用泥浆护壁成孔。

为达到咬合桩施工技术要求，要求定位误差小于10mm，为此需硬化地面并做混凝土导墙，成桩垂直度要求达到0.3%。需掌握一序桩的初凝时间，使二序桩能够顺利施工。

2.2 咬合桩施工顺序

咬合桩均采用旋挖钻机施工，桩施工分成两序，一序桩（A桩）采用水下混凝土灌注，混凝土初凝时间不小于72h，混凝土强度等级为水下C25。二序桩在相邻的一序桩施工之后、强度达到设计强度50%时进行，混凝土等级为水下C30。首先施工素混凝土（A桩），然后施工荤桩（B桩），具体施工流向为：A1→A2—B1—A3—B2—A4—B3……，施工顺序进行施工。

2.3 咬合桩施工关键技术

2.3.1 旋挖钻机施工工艺流程

旋挖钻机施工流程如下：场地布置、测量复核→埋设护筒→泥浆制作→钻机就位→钻孔施工→成孔检查，清孔并测定深度→放入钢筋笼和导管→进行混凝土灌注→拔出护筒并清理桩头沉淤→自然养护成桩。

2.3.2 钢筋笼制作安装

钢筋笼直径及制作应符合设计要求，钢筋笼应整体制作，分段配筋。焊接长度单面为10d（钢筋直径），双面为5d，任一焊接中心至长度为钢筋直径的35倍且不少于500mm的区段内。下钢筋笼时，将钢筋笼吊直而后缓慢下降，避免上浮（标高偏差≤100mm），确保钢筋笼的安放深度达到设计要求，然后固定钢筋笼。

2.3.3 水下混凝土灌注

灌注桩应采用旋挖成孔，采取间隔施工，并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工。导管选择直径250mm导管。下导管前，对每节导管进行详细检查。第一次使用时需做密封水压试验，试水压力0.6～1.0MPa，不漏水即为合格。导管连接部位加密封圈及涂抹黄油，确保密封可靠，导管底部离孔底300～500mm。

3 桩体水平位移监测分析

基坑开挖的施工过程中，反映结构的整体稳定性最具代表性的数据，是基坑支护结构的水平位移程度。设置的桩体水平位移监测点相对较多，本文选择具有代表性的监测点CX1、CX3、CX5测量数据进行综合分析，以向基坑内侧变形的桩体水平位移为正，得到不同开挖阶段测点数据曲线。

基坑降水开挖过程中，拱形咬合桩支护结构支护桩变形方向随着位置的不同而改变，支护桩桩体的最大水平位移处于桩顶位置，变形呈“悬臂”式。支护桩变形程度随着基坑开挖深度不断增大，但变形增大的幅度逐步减小。

监测点CX1与CX5桩体水平位移数据显示，随着桩体开挖深度的不断增加，桩体向基坑外侧变形的范围在不断增大。向着基坑内侧变形的是桩体下部，而向基坑外侧变形的是桩体上部。当基坑开挖结束时，CX1与CX5桩体向基坑外侧变形范围，约达桩长1/3，为地表到深度-8m。

当基坑开挖结束时，桩体最大水平位移值不同，总体变形情况较小。其中，CX1最大水平位移为1.27mm,CX3最大水平位移为8.74mm,CX5最大水平位移为1.53mm。由此可以得出，从拱冠至拱脚，桩体的水平位移程度在持续减少，桩体最大水平位移值始终小于20mm，符合变形控制值标准。综上所述，拱形咬合桩支护结构符合安全可靠标准。

4 结束语

本文通过在某河水系整治工程基坑咬合桩组合支护开挖施工现场设置监测点，记录桩体水平位移、基坑周围地表沉降等代表性数据，以图表形式直观展现了监测点数据，进行综合分析，得出以下结论：

基坑开挖完成时，桩体水平位移达到最大值。在基坑开挖过程中，桩体水平位移随着基坑开挖深度的增大不断增大。

参考文献

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[2] 徐建涛.多期软土地区深基坑支护及位移控制方案探讨[J].地质灾害与环境保护,2021,32(2):62-65.