咬合桩施工工艺介绍

1概述

钻孔咬合桩是采用全回转钻机（或搓管机、旋挖钻机）钻孔施工，在相邻单桩之间形成相互咬合排列的桩墙围护结构。为了便于桩身的切割，桩的排列形式采用素混凝土桩( A桩)和钢筋混凝土桩( B桩) 间隔交错布置。施工顺序为先施工A桩，在A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工。其中A桩采用超缓凝混凝土，B桩采用普通钢筋混凝土，并在施工时采用全套管钻机，将相邻A桩相交部分的混凝土切割掉，实现桩身咬合，如图所示。

咬合桩施工平面布置示意图

2、咬合桩的施工工艺

2.1 导墙施工

导墙是在施工咬合桩的地面上浇筑一道用来控制咬合桩平面位置和垂直度的混凝土导向墙，以提高套管钻机就位效率，确保钻机平稳，同时起到防坍、支撑机具及其他机具行走的作用。

咬合桩导墙示意图

导墙施工前应清除地下障碍物，探明地下管线、既有基础等，以防钻孔困难。导墙地基应夯实。立模时内侧圆模板直径比桩径大20mm~40mm，孔径误差±10mm，对导墙的平整度应严格把关，以便钻机调整垂直度。导墙拆模后应在孔内加横向支撑或回填土，以增加导墙的横向稳固。咬合桩导墙施工工艺流程为：开挖基槽→清理虚渣处理基层→钢筋绑扎→立模板→混凝土入模振捣→拆模养护。

2.2咬合桩单桩施工工艺流程

咬合桩设计分为A、B桩两种型式，其中B型单桩施工工艺流程如下图所示（以全回转全套管施工桩为例）：

2.3排桩的施工工艺流程

   施工原则是先施工A桩，后施工B桩，其施工工艺流程是：

A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……，如图所示：

排桩施工工艺

流程图

3、咬合桩关键技术的质量控制办法

3.1 孔口定位误差的控制

  为了保证钻孔咬合桩底部有足够的咬合量，应对其孔口的定位误差进行严格的控制。在钻孔咬合桩桩顶以上设置钢筋混凝土导墙，导墙上设置定位孔，其直径宜比桩径大20～40mm。钻机就位后，将******节套管插入定位孔并检查调整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。

3.2桩的垂直度的控制

控制了桩身垂直度，也就能保证了钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量。除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据规范和设计要求，桩身垂直度偏差一般不大于5‰。

3.3 超缓凝混凝土的施工质量控制

桩混凝土缓凝时间应根据单桩成桩时间来确定，单桩成桩时间与施工现场地质条件、桩长、桩径和钻机能力等因素相关

4、咬合桩常见工程事故的预防及处理措施

4.1克服“管涌”的施工控制

“管涌”是指在B桩成孔过程中，由于A桩混凝土未凝固，还处于流动状态，A桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内。克服“管涌”有以下几个方法：

1、B桩混凝土的坍落度应相对小一些，不宜超过20cm，以便于降低混凝土的流动性。

2、套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止混凝土的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于2.5m。

3、必要时（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定量的水，通过水压力来平衡B桩混凝土的压力，阻止“管涌”的发生。

4、A桩成孔过程中应注意观察相邻两侧A桩混凝土顶面，如发现A桩混凝土下陷应立即停止B桩开挖，并一边将套管尽量下压。一边向B桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。

4.2防止钢筋笼上浮的方法

由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮。其预防措施主要有：

1、B桩混凝土的骨料粒径应小一些，不宜大于20mm；

2、在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力；

3、钢筋笼导正器必须制作；

4、混凝土灌注必须按操作规程进行。

4.3钻进入岩的处理方法

钻孔咬合桩仅适用于软土地质，但施工中遇到局部小范围区域少量桩入岩情况，不论A桩或是B桩，先钻进取土至岩面，然后改旋挖钻机进行配合钻进至桩底设计标高，施工过程中注意始终保持套管超出开挖面1.5-2.5m，成孔后按正常操作规程灌注混凝土。

5、咬合桩的应用范围及特点

钻孔咬合桩是平面布置的排桩,相邻单桩相互咬合(桩圆周相嵌),从而形成能起到挡土、止水作用的钢筋混凝土“桩墙”,主要用于构筑物的深基坑临时支护结构。

咬合桩广泛用于市政、地铁、隧道、城市深基坑支护等领域。

钻孔咬合桩与地下连续墙功能基本相同，但又优于连续墙，主要表现在：A、配筋率较低。咬合桩通常是采用钢筋砼桩和素砼桩间隔布置的排列方式，大大地降低了支护结构的配筋率。B、抗渗能力更强。钻孔咬合桩是连续施工的，桩间不存在施工缝，而地下连续墙分幅接头处的施工缝往往是防渗的薄弱环节；C、施工灵活，由于钻孔咬合桩施工时可以根据需要转折变线，所以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。

高压旋喷桩施工工艺简介

高压旋喷桩是对需+要加固的软弱地层，利用高压喷射液流（水泥浆），强力冲击劈裂土体，使液流与之混合，经过凝结固化，在土体中形成强度较高的桩体，达到提高承载力和减小沉降量的目的。
高压旋喷桩具有施工占地少、振动小、噪音较低特点，但对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。
1、加固机理
高压喷射注浆法是先利用工程钻机钻孔作为导孔，将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度，然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴内射出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动压等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的固结体，到达增强地基承载力的目的。
2、适用地层
适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、素填土和碎石土等地基。对土中含有较多大直径块石、大量植物根茎和高含量的有机质，以及地下水流速较大的工程，应根据现场试验结果确定其适应性。
高压喷射有旋喷、定喷、和摆喷等三种基本形状，他们均可用下列方法实现。
①单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；
②双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；
③三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。
3、高压旋喷施工方法
3.1施工准备
a．施工控制及轴线测设
应根据业主提交的测量资料，对坐标控制点，水准点进行检查复核，确认准确无误后，用全站仪放出整个施工范围内的基桩轴线控制点，并应设在不受施工影响的地方。
b、桩位定位
清障完毕后，根据设计桩顶标高平整并压实处理区域后，再根据复核过的控制点，测设定位轴线进行桩位放样，样桩尺寸应符合设计施工图纸尺寸要求，允许偏差控制在10mm以内。
c．设备安装和调试
旋喷设备进场后，设备组装完毕，钻孔、搅拌、搅浆和泵送设备应分别调试，计量设备还必须经计量监督部门标定，确认合格后再进行组合调试，调试合格后方能投入使用。吊移时地面应有专人指挥，桩机移位要求稳、平、慢，必须牢固可靠，且距离较远时，严禁一步到位，必须分步移近。
   d．就位及对中
旋喷设备就位之后，应精心调平，并支撑牢固，确保施工中不发生倾斜，移位。
3.2高压旋喷施工流程
   （1）施工工艺

高压旋喷施工工艺流程图

（2）引孔
    施工机械必须经鉴定合格，不合格机械不得使用。施工设备就位后，必须平整、稳固、确保在施工中不发生倾斜移位。然后启动电机、放松卷扬机钢丝绳,使钻杆沿导向架搅拌下沉,下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制,工作电流不应大于额定值。
（3）处理深度的确定
根据地质报告及施工图初步设定桩的深度，在实际预搅过程中注意会同有关单位共同进行检查和判断，确定是否加固土层深度与设计和地勘报告显示深度相符合。多次检查确定加固深度。
（4）制备浆液：预搅下沉同时，后台拌制固化剂浆液，浆液的搅拌在搅浆桶内必须搅足90s，储浆桶内必须要有慢速搅动电机，防止浆液沉淀而造成浆液变稀，影响加固质量。
（5）喷浆搅拌提升：下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口，边喷浆、边提升，提升速度宜为10～20cm/min。桩头回灌补浆→土方检底，同时桩体养护→地基加固效果检测→裁弃桩头及褥垫层施工→砼垫层施工→基础施工。
  （6）施工控制标准：采用复检合格的普通硅酸盐水泥。浆液水灰比0.8～1.2；喷射注浆压力大于20MPa；流量大于30L/min；气流压力大于0.7MPa，当注浆压力增大时，可适当调整转、提速。
   （7）移位：重复进入下一桩根的施工。
（8）清洗：每天成桩结束后，输浆应清洗干净，严防水泥浆结块，灰浆泵应定期拆开清洗，注意保持齿轮减速箱内润滑油的清洁。
（9）记录：施工全过程应有专人进行记录，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5S，对桩位、搅拌深度、桩顶标高、停浆面、施工日期、开钻时间、开始注浆时间、注浆结束时间、钻机钻速、钻进和提升速度、水泥浆水灰比和水泥用量、及施工中发生问题的处理情况，若有未达到要求的情况，应作好记录，根据其位置和数量，应采取补桩或加强邻桩等措施。
  （10）因故停浆处理
施工时如因故停浆，宜将钻杆下沉至停浆点以下1.0m处空转，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过半小时，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，进行清洗。
 3.3施工操作注意事项及要点
（1）施工所采用的各类材料、半成品必须符合设计和规范要求，对进入施工现场的水泥材料除了具有材质检验单、出厂合格证外，还必须进行现场抽样，检测合格后才能进行使用。
（2）进入施工现场的所有施工机械必须经过检查、测试不存在故障或安全隐患后才能进行施工作业。
（3）钻机钻斗直径必须与设计桩径相匹配，钻斗外径为设计桩径＋60mm，施工中必须经常检查钻斗直径及钻头磨损情况，随时对钻斗和钻头进行维修和更换。
   （4）钻机开钻后应分班连续施工，未出现特殊情况不应中断施工。在施工时应时时对施工过程进行检测，及时调整钻机的垂直度。
（5）钻孔过程中，必须设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质分布情况、水泥浆浓度、开钻及终孔时间、机械设备维修保养、障碍物等情况。
4高压旋喷桩质量通病
4.1不冒浆或冒浆量少。 
通常原因是加固土层粒径过大，孔隙较多，可采取以下措施：
①加大浆液浓度。
②灌注粘土浆或加细砂、中砂，待孔隙填满后再继续正常喷射。
③在浆液中掺加骨料。
④加泥球封闭后继续正常喷射。
    ⑤灌注水泥砂浆后，再将孔内水泥浆置换成粘土浆，待孔隙填满后继续正常喷射。
4.2冒浆量过大。 
通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关，可采取以下措施：
①提高喷射压力。  
②适当缩小喷嘴直径。 
③适当加快提升速度。由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体，目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法，在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。
4.3凹穴处理。 
①在喷射灌浆完毕时，即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液，直至孔内混合液凝固不再下沉。  
②在喷射灌浆完成后，向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆，浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料。
旋喷作业完成后，应将不断冒出地面的浆液引回到桩孔内，避免浆液凝固收缩在孔口形成空洞。

基坑工程—排桩支护施工简介

一、基坑工程简介
随着经济的发展，城市化步伐的加快，开发地下空间已成为一种必然趋势，诸如修建高层建筑地下室、地下停车场、地铁站等地下民用及工业设施等。因此，基坑工程应运而生。
基坑工程***基本的作用是为了给地下工程的敞开开挖及后期施工创造条件，因此必须满足以下要求：
1、适度的施工空间。围护结构能够起到挡土的作用，为地下工程的施工提供足够的作业场地。
2、干燥的施工空间。通过降水、排水、隔水等措施，保证地下工程的施工作业面在地下水位面以上，方便地下工程的施工作业。
3、安全的施工空间。在地下工程施工期间，应确保基坑本体的安全和周边环境的安全。
从地表开挖基坑***简单的方法就是放坡大开挖，既经济又安全，在空旷地
区优先采用。
但随着城市化进程的加快，用地空间受到限制，很多工程已无足够的场地进行放坡。需要一种占地小，稳定性高的基坑维护体系。排桩围护体系应运而生。排桩围护体是利用常规的各种桩体，例如钻孔灌注桩、挖孔桩、预制桩及混合式桩等，按一定间距或连续咬合排列，形成的地下挡土结构。
二、排桩支护机理
排桩是通过桩体、桩间网喷及桩侧“土拱”作用共同作用，从而达到围护基坑稳定性的要求。由于土体自身稳定性及顶部荷载相对较大容易造成悬臂桩顶部位移偏大，故需在顶部设置混凝土冠梁。冠梁的作用是将排桩连成整体，调整各桩受力不均匀性。若基坑较深，设计计算悬臂桩位移过大时，可在桩位移******的部分设置预应力锚索，形成桩锚结构。同时在锚索打入的部位设置腰梁。腰梁可采用混凝土腰梁或型钢腰梁。采用桩锚结构时，由于坑外土剪切力相对减弱，故支护桩的锚固深度应适度减少。
三、施工流程及施工工艺   
   1、施工流程

2、施工工艺
2.1、测量放样
采用全站仪进行桩的中心位置放样，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。桩位用ø10mm、长度35-40cm钢筋打入地面30cm作为桩的中心点，然后在桩位周围做上标记，既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点。
2.2、护筒的埋设
护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。
2.3、钻孔
2.3.1钻机就位
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
2.3.2调制护壁泥浆
护壁泥浆调制的好坏是钻孔桩施工是否顺利的一个关键性指标，泥浆可采用优质膨润土制成。膨润土主要成分为蒙脱石，分钙土和钠土，使用时加入纯碱改造成钠土用于配浆。具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、造浆能力大等优点。   
2.3.3泥浆循环系统的布置
    泥浆循环系统的布置一般如下图：

2.3.4钻进
  当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在80cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳,提斗要慢，特别是在孔口5～8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。同时，做好整个过程中的钻进记录，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。在钻孔过程中，根据不同的地质情况，可以选用四种钻头：挖土钻头、挖砂钻头、筒钻、螺旋钻头。

    弃渣外运与钻进同步进行，每从孔内出几桶钻渣，就用装载机及时的外运至弃渣场，以减少现场施工干扰，减少弃渣对桩孔的压力，确保施工现场的文明和质量安全。
2.3.5清孔、成孔验收
   （1）清孔
   根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。清孔采用挖斗反复捞取沉渣，直到其厚度符合规范和设计要求，然后注入纯度较高的化学泥浆，置换出孔内的钻孔泥浆，保证清孔后的各项指标符合现场实际地质情况的需要。
  （2）成孔验收
    成孔达到质量标准后，即可进行下一到工序的施工。
2.4、钢筋笼的制作和安装
采用现场加工制作，按设计和施工验收规范进行施工。对钢筋制作加工、绑扎、安装各个环节加以质量控制。
2.5、导管安装
2.5.1导管的选用和检查
    在下导管前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。再进行水密承压和接头抗拉实验，以检查导管的密封性能、接头抗拉能力。
2.5.2导管长度的计算和吊放
    以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配置需要导管长度，并欲留30-50cm的悬空高度。拼装时要严格检查导管内壁和法兰盘表面，确保干净无杂物，变形和磨损严重的导管严禁使用，导管的吊放用吊机，要确保其居于孔的中心位置，下放速度要慢，防止卡挂钢筋笼骨架。
 2.6、混凝土的灌注
 2.6.1混凝土的浇注过程
水下混凝土的灌注应该在***短的时间内完成。导管下好后，根据孔内泥浆指标和沉淀层厚度进行必要的二次清孔，确保混凝土浇注的顺利进行。
在灌注时，用汽车吊的主勾吊起储料斗，与导管相连接，把隔水栓堵放在其底部，向斗内注满混凝土后，用吊机副勾钢丝绳把隔水栓快速提出，使混凝土在很短的时间内降落到孔底，完成封底工作，之后，应连续、紧凑的进行灌注，严禁中途停工。
2.7 冠梁施工
施工工艺：开挖工作面→凿浮浆→清除余土→绑扎、固定钢筋网→模板支设→混凝土浇筑→拆模板。
在进行冠梁施工之前，应按设计要求标高对桩顶进行量测，凡标高超出要求在10cm以外的灌注桩都必须进行凿桩头工作。凿桩头采用气动风镐，要求凿出的桩头平整。凿桩工作完毕后，开始进行冠梁施工。
冠梁施工分段进行，钢筋连接采用焊接连接，箍筋与主筋采用绑扎连接，冠梁同一截面主筋搭接率达到50%。
采用钢模板或直接在土中挖槽做模。施工中要求放线准确，模深一致，模壁平直，有塌土处，可用灰土抹平或用模板支平。然后进行混凝土浇筑，浇注完毕后注意养护。
2.8 桩间土支护施工
    对于按照一定间距布置的排桩，桩间土一般采用网喷支护。桩间网喷施工工艺一般为：制作钢筋网→铺设钢筋网→植入强筋筋→混凝土配料→喷射混凝土→砼面板养护→制作泄水孔
2.8.1制作钢筋网
钢筋网钢筋一般采用Φ8.0~10mm盘条，现场按要求调直。
2.8.2铺设钢筋网
在护壁面人工清理工作完成后即可铺设制作好的钢筋网。
2.8.3加强筋植筋
桩间网喷的加强筋采用植筋方式与支护桩相连，加强筋植入桩体深度按照设计要求。
2.8.4混凝土配料
网喷混凝土采用干喷法，混凝土干料采用人工现场搅拌的方式拌和。水泥与砂、石重量比宜为1：4.0～4.5。施工前应现场抽取混凝土原材料，并送试验室做喷射混凝土C20强度等级的配合比报告。现场根据该报告进行原材料的称重计量拌和。一般采取随拌随用的方式施工，以避免拌和混凝土干料中水泥超过初凝时间，影响混凝土质量。
2.8.5喷射混凝土
    一般采用采用PZ-5B系列干喷混凝土设备，用9～12m³压缩空气作动力，在施工前应对机械设备、风、水管路、输料管和电缆线路等进行全面检查及试运行，确保施工过程的顺利。
2.8.6砼面板养护
    在混凝土喷完后2h应按规定进行喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7d，确保混凝土面层的后期质量。
2.8.7制作泄水孔
每层支护施工完成后，即在基坑壁面上按照一定间距凿出泄水孔，以保证壁外积水排放，泄水孔必须击穿混凝土护壁达到原土层，有明显渗水的地方，设置塑料排水管，以便更好的排出积水或渗水。
四、悬臂式排桩特点
1、悬臂式排桩适用于基坑深度较浅的工况，当基坑深度较深时，需要配合锚索、腰梁共同使用。
2、在地下水丰富的地层工况中，悬臂式排桩需要先进行降水，待地下水位降至开挖面以下时才可进行开挖。
3、悬臂式排桩桩缝间容易流泥、流砂，软土地区，软土地层和开挖深度大时不宜采用。一般多用于土质好，开挖深度浅和四周较为空旷的工程。

大型土方和开挖较深的基坑工程，施工前要认真研究整个施工区域和施工场地内的工程地质和水文资料、邻近建筑物或构筑物的质量和分布状况、挖土和弃土要求、施工环境及气候条件等，编制专项施工组织设计（方案），制订有针对性的安全技术措施，严禁盲目施工。

相关照片：

基坑

深基坑开挖

土方开挖

 挖机设备