他维斌 姚俊 黄辉辉 张勋
中国建筑第二工程局有限公司，广东深圳，518000
【摘要】 内湖停车场位于填海区,地质和水文条件差，且对施工环境要求高。全套管全回转钻机适合在卵、漂石地层、含溶洞地层、厚流沙地层、强缩颈地层、残留各类桩基础、钢筋混凝土结构等障碍还没有清除的情况下实现灌注桩、置换桩、柱列式桩排挡土墙的施工，以及清除地下障碍，能有解决基坑围护结构大口径咬合桩在人工填海地区施工问题，为后续工程奠定了良好基础。
[关键词] 基坑支护；全套管全回转钻机；复杂填海地质；地铁区域；
1.工程概况
深圳地铁13号线土建五工区项目位于内湖南岸，为地下一层的停车场。基坑全长约710m，南北宽100~170m，占地面积10万m2，基坑开挖深度约12.3m。项目所处地层从上至下为：素填土、填碎石土、填块石、填砂、泥炭质淤泥、淤泥、可塑粉质黏土、硬塑粉质黏土、砾砂，软弱土广泛分布。主体围护结构为φ1500@2200mm套管咬合桩，咬合桩第一序列桩为素混凝土桩，混凝土强度等级为C35；咬合桩第二序列桩为钢筋混凝土桩（荤桩），混凝土强度等级为C35。采用“冲孔清障+搓管成桩”工艺。
2.咬合桩施工难点
内湖停车场处于深圳填海区，地下水丰富。填海区填海的物料以开山石、废桩头等较难清除的建筑废料为主，水文及工程地质条件复杂，咬合桩施工受此影响较大。填土及淤泥质土性质较差，荤桩施工时由于素桩混凝土还未凝固，若套管超前深度不足，可能出现“管涌”现象，即素桩混凝土涌入荤桩孔内，造成素桩混凝土流失。
3.全套管全回转钻机施工特点
使用该工法施工具有掏土能力强，成孔速度快，定位精确，无需泥浆护壁，砼切割能力强，适合多种地质条件等优点，具体如下：
1)当遇到较坚硬的大面积地下障碍物时，全回转钻机成桩的过程中可以直接清除地下岩层及障碍物，达到一次成桩。
2)全套管全回转钻机施工中本身具有止水护壁功能，无需另加护壁措施，是一种节能环保的是施工工艺。
3)采用钢套管护壁,不需要使用泥浆;噪声低、振动小和机械化程度高,孔内所取泥土，含水量较低，方便外运，而且无泥浆污染环境的忧虑；施工现场整洁文明，市区内施工极为合适。施工现场整洁文明，环保效果好。
4)成桩过程中对周边土体的扰动可减少到最小程度，沉降及变形容易控制，能紧邻相近的建筑物和地下管线施工，安全性好，尤其适合于在市区内繁华地段施工。
5)在饱和致密砂层中，套管能够超前入土一定的深度，孔壁不会坍方，施工灵活，钻孔咬合桩施工时可根据需要转折变线，更适合于施工一些平面多变的几何图形或呈各种弧形的基坑。成桩直径和垂直度精度好，能保证桩间紧密咬合，形成良好的整体连续结构，能起到良好的止水作用。
3、全套管钻孔咬合桩工艺原理
全套管全回转钻机施工工艺原理为由全套管全回转钻机全套管钻进，将地下土体（填石）与周边土体（填石）分割开，同时利用冲锤、冲抓斗破碎套管内的填石及土体并取出，直至套管下到桩端持力层为止。避免对套管外土体造成较大影响，进而影响临近建（构）筑物安全，同时避免因填石影响桩孔钻进速度导致咬合桩产生硬咬合现象。
4.全套管钻孔咬合桩工艺流程及操作要点
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1234 4.1测量放样：根据施工图纸放出咬合桩中心位置，放出导墙的范围线，采用经纬仪及钢尺，以控制基点桩中心线及起始桩位，并在距桩边线2.5m处，设立导向控制线，弹上基线，确保桩位偏差在10mm内，桩顶标高使用水准仪施测。
4.2导墙施工：导墙施工为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，在桩顶上部设C20砼导墙。导墙宽度为5.5米，厚度为0.4米，导墙定位孔尺寸为桩直径加80mm（选定考虑套管厚度、施工外放尺寸、垂直度调节、钻机工作面）。根据现场实际情况，场地导墙底地层较软地段需配加钢筋网片加强导墙的强度。
4.3钻机就位：导墙强度达到75%后，重新定位放线确定咬合桩中心位置，将点位放到导墙而上，作为钻机定位控制点。移动套管钻机至正确位置，使套管站机抱管器中心对准咬合桩桩位中心，并请监理验收。
4.4取土成孔：钻机就位后，将第一节套管吊装在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为1.5m-2.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边下压套管，始终保持套管底口超深开挖面深度大于2.5m。第一节套管全部压入土中后(套管高出导墙面1.2m-1.5m，便于接管)，检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此继续，直至达到设计孔底标。
4.5钢筋笼安装： 对于需放置钢筋的桩孔，成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作。安装钢筋笼时保证钢筋笼标高的正确。钢筋笼加工成型后，用吊车吊入桩孔内就位。钢筋笼吊运时应防止扭转、弯曲，缓慢下放，避免碰撞钢套管壁。
4.6混凝土浇筑：终孔检查合格后（B桩须吊放钢筋笼，钢筋笼标高误差±10㎝），然后安装φ250导管进行水下砼浇灌；浇筑时检查每车砼类型与标号、坍落度情况，以免素桩与钢筋桩砼混用或发生灌注事故；每根桩制取一组试件，监测其缓凝时间及强度；施工时边浇注砼边拔管，但始终保持套管底低于砼面≮2.0m，砼灌注至设计桩顶标高以上0.5m (超灌量0.5m)。
5、全套管钻孔咬合桩施工质量控制措施
123455.1钢套管垂直度控制措施
1)第1节钢套管长度(在条件允许前提下)应大于表层软土层总厚度，使管底支承于较硬土层;这样在上导墙与下卧土层共同控制下，使钢套管保持自身垂直度。
2)地面以上套管(包括接管)在成孔全过程中自始至终在2个互相垂直的方向采用2台经纬仪进行套管垂直度控制，其垂直度偏差≤2‰。
3)每节套管压完、管内土方按规定挖取后，在安装下一节套管前，必须进行管内垂直度复核，利用钢管顶部放置的管径“可调节支架”上悬挂的加重线垂进行复核，其垂直度偏差应≤2‰。
5.2钢套管纠偏技术措施
1)当钢套管平面位置偏差＞30mm，垂直度偏差＞2‰时，必须对钢套管进行纠偏。具体措施如下：
2)首节管底纠偏措施①素桩(即A桩)套管内填砂或黏土，边填边拔起全长钢套管;调整位置后重新下压。②有筋混凝土桩(即B桩)套管内填桩相同强度等级的超缓凝混凝土，拔起整根钢套管、调整位置后立即重新下压。
3)管身纠偏措施①回转钻机利用1或2个顶升油缸调整钢套管的垂直度;②搓管机械?利用推拉油缸并且调整动力机械作业位置来调节套管垂直度。
5.3钢筋笼定位措施
一般采取如下措施:在钢筋笼外侧加焊定位耳形钢筋，不仅利于定位，而且可保证保护层厚度及减小钢筋笼与套管内壁的摩擦;采用三点同时起吊,防止钢筋笼扭转变形;为使钢筋笼有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形,每隔2m筋设置一道加强筋;钢筋笼下放时，应对准孔位中心,采用正、反旋转慢慢地逐步下放,放至设计标高后立即固定;在钢筋笼底部焊接抗浮钢板以增加混凝土灌注时钢筋笼的抗浮能力。
6、小结
本工程共有咬合桩1740根，其中素混凝土桩870根，钢筋混凝土荤桩870根。项目支护桩施工完成时，周边地铁沉降观测数据显示，沉降值不超过5mm，满足地铁保护区车站及隧道区间沉降要求。通过在施工中的运用实践，有效的解决了复杂填海地质大口径咬合桩施工过程的难题，为复杂填海地质大口径咬合桩施工提供了实践理论依据，具有重大的实用价值和意义。
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[5] 黄绍铭,高大钊主编. 软土地基与地下工程[M]. 北京:中国建筑工业出版 社,2005.
个人简介：
姓名:他维斌 出生年：1993.7.19 性别：男 籍贯：甘肃天祝 学历：本科 学位：学士 职称：助理工程师 研究方向：地基基础