全套管灌注咬合桩

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　　1、前言
　　桩的应用迄今至少有12000多年的历史，从木桩发展到现在的钢、水泥、混凝土和钢筋混凝土，主要在近代运用钢筋、水泥、混凝土为材料的桩。
　　桩基础应用已是一种比较广泛，比较成熟的一种工艺。我国于二十世纪七十年代开始引进，九十年代中期昆明捷程桩工公司首先在我国开发研制出MZ系列全套管钻机，简称磨桩机。钻孔咬合桩是一种新型的基坑围护结构形式，在深圳、南京地铁工程运用较为广泛，目前杭州地铁基坑围护也运用咬合桩。
　　2、咬合桩施工工艺、施工技术、施工中出现的问题及解决方法
　　2.1咬合桩的施工工艺
　　咬合桩就是通过使相邻桩桩身相交，形成封闭体系，从而做到止水作用。全套管咬合桩的施工顺序通常是施工第一序列桩（A桩），然后施工第二序列桩（B桩），并且使第一、第二序列桩相互搭接，形成一个整体。图1就是典型的全套管咬合桩施工顺序图。
　　
　　钻孔咬合桩施工在施工时不仅要考虑第一序列桩的缓凝时间控制，注意相邻第一序列桩和第二序列桩施工时间的安排，还需控制好桩的垂直度，防止第一序列桩凝固时间过快造成第二序列桩无法施工，或因第一序列桩垂直度没有控制好搭接成问题，导致后期基坑漏水现象的发生。因此对于咬合桩的施工要合理安排时间，做好记录，方便施工的正常进行。
　　2.2咬合桩施工技术
　　（1）导墙施工控制重点
　　为了保证咬合桩底部有足够的咬合量，应对其孔口有严格的控制，有效提高孔口的定位精度，以杭州地铁1号线某车站为例导墙定位孔一般比桩径大10mm-20mm，提高导墙的强度不至于在钻孔时发生导墙破裂。在测量放样过程中对特征点桩用全站仪坐标法放样，轴线桩用经纬仪放样，这样可以提高轴线精度，提高底部咬合量。在正常施工过程中要对导墙有严格的变形监测，以致不给后续施工带来不必要的麻烦。
　　（2）桩身垂直度控制
　　为保证钻孔咬合桩底部足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差有严格控制外，还应对其垂直度有严格的控制，根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）第3.1.5条规定，桩的垂直度允许偏差在3‰。
　　相邻桩之间的咬合厚度d根据桩长来选取，桩越短咬合量越小，但不宜小于100mm，桩越长咬合量越大，可按公式1来进行计算。
　　d-2(kl+q)≥50mm(1)
　　其中：l-桩长，m
　　k-桩的垂直度；
　　q-孔口定位容许误差，mm；
　　d-钻孔咬合桩的设计厚度，mm；
　　从上式可以看出，垂直度于孔口误差对于桩底部的咬合量有最直接的关系，但要保证桩底部的最小咬合厚度不小于50mm。
　　在我们正常施工过程中都用两台经纬仪全过程监测，全套管内人工测斜的内外双向控制法对套管进行垂直度控制。在此许多时候都会对仪器过于依靠，往往很多时候我们所用的经纬仪会有问题，其自身存在着较大的指标差，导致我们在施工过程中底部无法咬合，或者咬合量满足不了规范要求，所以我们要注意对仪器进行定期的检查。
　　（3）钢筋笼的定位控制
　　1）防止钢筋笼上浮
　　由于套管内壁与钢筋笼外缘的间隙较小，因此上拔套管时，钢筋笼很有可能被套管带着上浮。预防方式有：
　　Ⅰ、第二序列桩的混凝土骨料在设计要求范围内尽量小些
　　Ⅱ、在套管上拔时反复转动套管，减少管壁于混凝土之间的摩擦力
　　Ⅲ、在钢筋笼底部焊上小于钢筋笼直径的铁板或焊上混凝土块
　　Ⅳ、在钢筋笼外侧加焊定位耳形钢筋，一利于定位，二可保证保护层厚度，减少钢筋笼于套管上拔时的摩擦力
　　2）防止钢筋笼扭转变形
　　起吊钢筋笼时，一般采用六点起吊，头、中、尾三点，防止钢筋笼扭转变形
　　3）防止钢筋笼下沉
　　桩底由于抓斗作用扰动，砾质粘性土遇水容易软化，在套管入土深度达到设计高程后，清除孔底虚土及沉渣，投放20mm-30mm碎石。
　　2.3咬合桩在施工中出现的问题及解决方法
　　（1）管涌现象的发生
　　钻孔咬合桩主要应用于软土层及地下水位较高的土层中，且在第二序列桩（B桩）成孔过程中第一序列桩（A桩）处于未初凝状态，在成孔过程中由于套管内外压力差的作用，极易发生管涌现象。当管涌时，应采取以下措施避免水土流失：
　　1）加大套管超前深度。以杭州地铁1号线某车站咬合桩实际施工为例，根据不同土质，淤泥质土层中施工套管底部低于开挖面2米以上；含水量大的砂型土层中，套管底部低于开挖面3米以上，增加地下水的渗透路径，减小管内外的压力差；
　　2）采取压水措施，即在挖土的过程中向管内注水或泥浆，借以平衡管外的压力，再用水下冲抓方式进行取土（说明：采用此方式可能取土量较小，只能达到无水抓土方式的15%-20%左右，比较缓慢）；
　　3）在第二序列桩（B桩）施工过程中，第一序列桩（A桩）处于未初凝状态，随着钻孔的加深，第一序列桩（A桩）可能出现混凝土管涌现象，要克服第二序列桩（B桩）在施工过程中第一序列桩（A桩）发生混凝土管涌现象，需合理配置第一序列桩（A桩）的塌落度，一般要把第一序列桩（A桩）混凝土塌落度小于20cm，控制混凝土的流动性；
　　（2）在第二序列桩（B桩）的施工过程中，第一序列桩（A桩）混凝土已凝固状态
　　1）导致这种情况的发生原因可能有：一、第一序列桩（A桩）混凝土质量不稳定造成；二、由于机械设备的故障或施工时间安排不妥造成。
　　2）第一序列桩（Ai桩）凝固，（Ai+1桩）未凝固，在施工第二序列桩（Bi桩）时，我们一般不切割（Ai桩），切割（Ai+1桩）进行咬合，然后在（Ai桩）于（Bi桩）采用单旋喷桩或多根选喷桩进行止水。见图2
　　
　　3）第一序列桩（Ai桩），（Ai+1桩）均凝固，在施工第二序列桩（Bi桩）时，我们一般不切割（Ai桩），（Ai+1桩）进行咬合，然后在（Ai桩）、（Ai+1桩）于（Bi桩）之间采用多根旋喷桩进行止水。见图3
　　
　　（3）套管接头密封不理想
　　套管接头密封问题是全套管灌注咬合桩施工中不可避免的一个问题，在套管入土的加深会穿过一定厚度的透水层，如果套管接头密封不好，会导致地下水通过套管接头向套管内流，引起抓土量下降，施工进度减慢，甚至会引起地下土随地下水一起向套管内涌，导致水土流失，周边环境受到较大的影响。