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基于咬合桩的深基坑围护结构施工技术探讨仝玉柱

发表时间：2021/7/28 来源：《基层建设》2021年第14期作者：仝玉柱

[导读] 我国近年来桩基础施工技术发展速度较快，咬合桩在深基坑围护结构施工中能起到良好的止水效果，是近年来深基坑围护结构施工快速止水的重要技术

        汕头市达濠建筑总公司广东汕头 515000
        摘要：我国近年来桩基础施工技术发展速度较快，咬合桩在深基坑围护结构施工中能起到良好的止水效果，是近年来深基坑围护结构施工快速止水的重要技术。本文针对当前咬合桩技术原理和特点进行分析，以某工程实例说明咬合桩在深基坑围护结构中具体应用，不断提升深基坑围护结构施工应用水平。
        关键词：咬合桩；深基坑；围护结构；施工技术；应用

        一、引言
        随着我国建筑工程行业高速发展，大量深基坑施工建设大大促进了工程技术应用发展，钻孔咬合桩围护结构是在综合长螺旋钻孔混凝土桩和地下连续墙二者的技术特点产生的新型施工工艺。长螺旋钻孔混凝土桩成孔时间短且能快速钻入成型，能在相邻两支桩混凝土初凝强度较弱时迅速咬合搭接，不同桩之间快速联结成整体，能在短期内形成类似于地下连续墙满足止水功能，咬合桩与地下连续墙相比较，工程成本大大降低、施工速度快，对于深基坑围护结构临时支护应用范围广泛。我国在咬合桩应用时间较迟，直至2001年才应用于深圳地铁工程深基坑施工中，通过咬合桩应用事后施工经验总结表明，应用紧密咬合钻孔桩止水速度快，对地铁开挖的深基坑支护结构的水平位移、基坑内部土体沉降、基坑周边建筑物的直接影响都产生正面的良好效果。在得到良好的施工技术应用评价后，钻孔咬合桩在我国大中城市广泛铺开推广应用，尤其是在地下水丰富的软土地区应用前景广阔，咬合桩施工工艺、施工作业机械、围护结构施工技术均得到了不同程度的创新、完善和发展。
        二、钻孔咬合桩围护结构技术原理与施工特点
        1、技术原理
        钻孔咬合桩围护结构主要由素混凝土桩和钢筋混凝土桩相互搭接咬合组成，施工顺序为先进行素混凝土作业，等待素混凝土桩满足强度要求条件后，通过长螺旋钻头强大的切削功能对素混凝土进行切削，切削咬合部分素混凝土桩体及其余土体成孔，施工钢筋混凝土桩形成围护结构达到止水目的。
        2、施工主要特点
        钻孔咬合桩基坑围护结构的施工工艺主要特点有：围护结构稳定性佳、采用后插钢筋笼施工工艺、不产生施工冷缝、咬合量大小可以调整等特点。钻孔咬合桩围护结构是在深基坑支护工艺中操作比较简单、质量可控、施工安全性高、工程成本较低且不产生泥浆污染的绿色基坑支护工法，桩底不出现沉渣、直接快速进入岩层，桩体质量容易控制，施工工法特点符合当前绿色施工需要，保证现场环境不产生较大污染。
        三、钻孔咬合桩围护结构技术实践应用
        基于对钻孔咬合桩围护结构施工工艺的经验认知，下面以某深基坑工程围护结构施工为例说明钻孔咬合桩施工工艺技术应用。
        1、工程概况
        某建筑工程场地占地面积约21275.4m2，拟建地上建筑31~32层，高度约100米，地下建筑两层，拟采用结构形式为剪力墙结构。基坑开挖深度按9.6米考虑。结合各基坑周边环境及岩土工程条件，基坑开挖深度北侧约为11.90～12.40m，西侧约为8.40～15.90m，东侧约为10.40～16.90m，南侧约为5.40～7.90m。西侧、北侧基坑边缘无重要管线及建筑物，南侧、东侧基坑深度范围内存在多层建筑物，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）规定，基坑安全等级为二级。
        2、工程地质及水文地质条件
        （1）、工程地质场地位于广东省珠江三角洲东南部，大地构造位置为高要—惠来东西向构造带中段南侧，北东向莲花山断裂的南西段，场地内从上到下主要地层为：
        ①素填土（层厚 2.40m~8.50m，平均值为4.94m）；
        ②含有机质粘土（厚度介于0.70m~2.90m，平均值为1.56m）；
        ③含砂粉质粘土（厚度介于0.70m~2.90m，平均值为1.61m）；
        ④粗砂（厚度介于0.60m~6.00m，平均值为2.55m）；
        ⑤砂质粘性土（厚度介于2.20m~18.90m，平均值为8.28m）以及混合花岗岩、中风化岩、全风化混合花岗岩、强风化混合花岗岩。
        （2）、水文地质条件
        该工程场地地下水埋深8.6 m～9.8 m，本区区域新构造运动以差异断块升降为主要特征。形成了多级河流阶地、海成阶地、水下岸坡、断陷盆地、断块三角洲、低山丘陵台地等一系列独特的地貌单元。
        3、咬合桩围护结构设计与施工
        （1）、设计特点
        由于该工程场地区域位于多级河流阶地，地下水补给非常丰富，加上周边建筑物比较多，施工环境复杂，对基坑围护结构变形控制的要求比较高。为确保基坑开挖时临近建筑物的安全，考虑到素填土、含有机质粘土、含砂粉质粘土、粗砂、砂质粘性土以及混合花岗岩、中风化岩、全风化混合花岗岩、强风化混合花岗岩，结合当地地质条件的特点分析，项目部技术人员经过严密的反复计算，决定在本工程的西南侧和西北侧采用咬合桩（满足砂层止水要求）+普通预应力锚索；东北侧和东南侧北段采用上部放坡+咬合桩+普通预应力锚索，局部采用桩撑支护；东南侧南段附近商会大厦侧采用悬臂桩支护。咬合桩要求采用全套管液压钻机成孔，在施工过程中比较容易发生管涌、钢筋笼上浮、钻进入岩等质量问题，特别是应对“管涌”问题需要有特别处理措施，因此钻孔咬合桩是桩基础支护工程的重难点。
        （2）、基坑支护施工顺序主要内容
        总体施工工序：场地平整—施工安全护栏及坑顶排水沟—咬合桩施工--冠梁施工—土方开挖至第1层锚索施工位置（局部开挖至内支撑位置）--施工锚索（中间土方继续开挖）--开挖至坑底--施工地下室—地下室外墙与支护结构间回填—拆撑--上部结构施工。
        其中咬合桩施工顺序（图1）：A桩为咬合桩中的素混凝土桩，B桩为咬合桩中的钢筋混凝土桩，混凝土强度为C30。A 桩混凝土采用超缓凝混凝土，水下商品混凝土灌注成桩，强度为C20，要求必须在A桩混凝土初凝前完成B 桩。