郑钡洪
上海建工五建集团有限公司
摘要：随着旋挖桩机的普遍应用，咬合桩也更多的应用于基坑支护工程上面，成为了一个可以与地下连续墙相媲美的基坑支护结构形式，它有着对各类地质有较强的适用能力，并可进行嵌岩，施工速度快，止水效果好，且采用全护筒工艺能非常有效的保护临近建筑物及地下管线等优点。
本文主要对咬合桩在不同地质条件下采用软咬合或硬咬合的成孔工艺进行研究对比，总结出两种不同咬合工艺的适用范围、成桩质量、施工成本等。
关键词：咬合桩 软咬合 硬咬合 深基坑支护结构
引言：本文主要结合工程实例对咬合桩在不同地质条件下采用软咬合或硬咬合施工工艺的优缺点进行研究对比，通过成桩质量、进尺速度、施工成本等参数反复研究和试验，改良施工参数，以提高施工质量及节约施工成本。
1 工程概况
本工程地上20层、地下3层，采用筏板基础，开挖最大深度为-16.8m（局部电梯井-20.2m），基坑面积约6431㎡，基坑周长为488m。支护采用“咬合桩+两道混凝土内支撑”的形式，桩径1.2m，素桩混凝土等级为C20，荤桩混凝土等级为C30，素桩深入坑底6m，荤桩深入坑底10m，总工程量约10200m。
根据地勘报告揭露地质为：素土（杂填土）、填碎石、粉质黏土、全风化石英砂岩、强风化石英砂岩、中风化石英砂岩、强风化泥炭质粉砂岩、中风化泥炭质粉砂岩等。场地内整体岩面南高北低，不仅存在多种岩性，各岩性接触带位置深浅不一，由于风化不均，同一岩性之间多存在风化硬质夹层或软弱夹层。其中岩层占总土石方比例47%，东南侧最大入岩深度17.6米，岩层平均强度值为：29.5Mpa、44.2 Mpa。西北侧在桩长范围内侧无入岩，土质最高强度为全风化。
地下水稳定水位埋藏深度为2.70～9.20m，地下水稳定水位变化幅度可按1.00～3.00m考虑。
2工艺选择
根据设计建议采用软咬合的方式进行施工，素桩混凝土为超缓凝60小时，分别选定两个有代表性的地质段进行试桩：①入岩比例较高的东南段；②无入岩的西北段
试桩情况：根据以往的施工经验及超缓凝混凝土初凝时间长的特性，1#桩（素桩）与3#桩（素桩）施工必须有一定的间隔时间，否则在3#桩成孔时1#桩的素混凝土未达到一定强度，则有可能出现“窜孔流淌“或”管涌“的情况。
现场采用间隔时间较长的跳桩法进行试桩，顺序为1#→5#→9#→3#→7#→11#→2#→4#……，以此类推。一台旋挖桩机每天完成两根桩的施工，这样1#桩和3#桩的施工隔为1天，2#荤桩与1#、3#素桩的间隔时间分别为3天和2天 。
3试桩过程数据采集和分析
3.1入岩比例较高的东南段施工数据反馈
由于桩长范围内岩层夹层较多，两类中风岩的平均强度达到29.5Mpa、44.2 Mpa，在荤桩成孔的过程中，由于先施工的素桩的强度仅为C20，并且为未终凝的状态，在旋转桩机施工过程，两侧素桩未形成较高强度，而中间荤桩部分为有较高强度的原地质，造成了旋挖机钻头削截面强度非常不均匀，成桩过程会给素桩桩身选成了非常大的扰动，也不利于桩身的垂直度控制，同时对钻头的磨损也较大。
3.2无入岩的西北段施工数据反馈
西北段在桩长范围内无入岩情况，最大硬度部分为全风化岩，其余部分土质为素土、粉质黏土等，采用软咬合工艺在跳桩施工的过程中，荤桩两侧的素桩不可避免的存在施工时间差，强度也不一致，为确保荤桩开孔时，先施工的素桩未达到终凝的状态，则另一侧的素桩的强度会更低，仍处在未初凝的状态，在实际施工过程中更易“窜孔流淌“、”管涌“等现象，桩质量得不到保证，严重影响后期开挖的止水效果。
4工艺调整
通过试桩施工效果的情况分析，对入岩比例较高的东南段咬合桩改用硬咬合施工工艺，能有效的避免钻头削截面强度不均匀的问题，有利于减少对素桩桩身的扰动，也利于桩身的垂直度控制，同时改善超缓凝混凝土造价过高、钻头的磨耗大等成本问题。
对于无入岩的西北段咬合桩，考虑到基坑北侧紧邻现有楼房，且地下管线复杂，排水管道老旧，为有效控制周边建筑和管线的沉降变形，确保施工安全，同时保后期基坑土石方开挖阶段有良好的止水效果，将保留软咬合的施工工艺，施工机械改为液压钢管套筒全长护壁+机械冲抓成孔，这样既保留软咬合的优点，也保证后期开挖后的止水效果，同时保证成孔不塌孔，可以在两侧素桩初凝前提前进行荤桩的施工，大大缩短了施工工期，避免了荤桩成孔过程中素桩混凝土“窜孔流淌“或“早凝”的现象。
结束语
软咬合施工工艺有着桩墙整体性好，在后期基坑开挖后止水效果显著的优点，但超缓凝混凝土造价高于普通混凝土，且对咬合桩的施工顺序及间隔时间要求苛刻，对两侧素桩的初凝时间难以控制一致。但如果辅以液压钢管套筒全长护壁+机械冲抓成孔，可充分发挥出两者的优势，保留了软咬合止水效果好的优点，可在全护筒的保护下，在素桩混凝土初凝前提前进行荤桩的施工，大大缩短了工期，也避免了荤桩成孔时两侧素桩超缓凝混凝土初凝时间不一致造成的问题，有效防止混凝土“窜孔流淌“或“管涌”现象，但液压钢管套筒+机械冲抓成孔设备不适用于入岩的桩段。
硬咬合施工工艺，适应较复杂地质条件，入岩比例较高的咬合桩，成桩垂直度偏差易控制在小于0.3%内，与软咬合不同，硬咬合采用普通混凝土，避免了超缓凝混凝土受缓凝剂及配合比偏差的影响，引起缓凝时间长、强度低的问题，普通混凝土的成本也低于超缓凝混凝土，施工顺序可灵活安排等优点，但止水效果不如软咬合。