隨著城市建設(shè)的發(fā)展和地下空間的開發(fā)利用,深基坑工程圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)取得了飛速發(fā)展,地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁加攪拌樁止水帷幕、型鋼水泥土攪拌樁（SMW）等成熟施工工藝得到了廣泛運用。鉆孔咬合樁作為一種新型圍護結(jié)構(gòu)形式,在國外早有應(yīng)用,近年來,在國內(nèi)深圳、廣州、南京、杭州等城市咬合樁工藝也有實踐,在施工工藝方面已積累了一些經(jīng)驗,但還不足以形成咬合樁的系統(tǒng)理論,在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。
1、工程概況
本工程周圍建筑物已經(jīng)全部建成，施工場地十分狹小，又由于靠近旅游景點的特殊地理位置，因此環(huán)境保護要求相當高。利用常規(guī)的圍護結(jié)構(gòu)很難達到環(huán)境保護的要求，因此部分圍護結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注咬合樁形式。
1.1圍護結(jié)構(gòu)
深度處理綜合池基坑圍護長154.1m，平挖深度為6-7m，由于南側(cè)已經(jīng)建成一期深度綜合處理池。因而采用高壓旋噴樁止水，其余均采用鉆孔灌注咬合結(jié)構(gòu)。
鉆孔灌注咬合樁中素混凝土樁的直徑為700mm，混凝土標號為C15。鋼筋混凝土嵌樁的直徑為600mm，混凝土標號為C25。相鄰素混凝土樁的間距和相鄰鋼筋混凝土的間距均為800m，樁長均為13m。
1.2工程地質(zhì)情況
工程現(xiàn)場地下水類型屬孔隙潛水型，開挖深度以內(nèi)土層以粉砂土為主，滲透系數(shù)較大。地下水位埋深0.50-2.10m，水位受大氣降水影響明顯。開挖范圍的土層總體特征是：高含水量和大孔隙比、高壓縮性、低強度、透水性強、易液化，易產(chǎn)生流砂和管涌。具體地質(zhì)情況見表1。
表1
、
2.1地下連續(xù)墻方案
該方案目前在我國技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其主要優(yōu)點可集擋土防滲于一體，整體性好，圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，施工無噪聲，適宜于城市環(huán)境的深基坑施工，但其成本較高。并需在成槽過程中采用泥漿護壁，選用此方案需計算成槽過程中槽壁的穩(wěn)定性，不然會產(chǎn)生槽壁坍塌。在成槽過程中的穩(wěn)定性如遇地下水位較高的情況，泥漿對槽壁作用的水平力必須平衡土的側(cè)壓力與地下水壓力之和，連續(xù)墻施工中在地下砂土層中采用泥漿護壁時.其槽壁穩(wěn)定安全系數(shù)Kw可由下式計算：
Kw=2×（γ×γ1）1/2×tgφ/（γ-γ1）
式中Kw-在有地下水的土層中成槽穩(wěn)定安全系數(shù)Kw>1；
γ-砂土層平均浮容重；
γ1-泥漿的浮容重，一般泥漿相對密度取1.15g/cm3
其γ1=1.15-l=0.15（g/cm3）；
φ-地下水中非粘性砂土層的平均內(nèi)摩擦角。
依據(jù)地質(zhì)勘探資料γ=0.931、γ1=0.15、φ=27.63°則
Kw=2×（0.931×0.15）1/2×tg27.63°/（0.93l-0.15）=0.496<1
因為Kw=0.496<l采用連續(xù)墻在成槽過程中不能保證槽壁的穩(wěn)定性，容易坍槽，所以不予采用。
2.2鉆孔灌注樁+止水帷幕
該方案目前在深基坑中較為多用，止水采用二重管高壓旋噴樁，施工技術(shù)成熟，但在該工程中鉆孔灌注樁成孔穿透的地層②-3層和②-4層砂質(zhì)粉土性能較差，鉆孔樁壁易坍塌，并且在止水帷幕高壓旋噴樁的施工中容易引起縮徑.基坑較深，存在地下障礙物，容易引起樁間開叉，因此圍護結(jié)構(gòu)的止水效果很難保障，容易在后期基坑開挖施工中引發(fā)突水、涌砂、管涌等不良現(xiàn)象。這就不僅增加經(jīng)濟成本，且易造成環(huán)境污染。
2.3鉆孔咬合樁
鉆孔咬合樁是一種新型的基坑圍護形式，它具有占地面積小，操作靈活的優(yōu)點。由于施工可隨時監(jiān)測調(diào)整垂直度，所以能很好地控制樁的垂直度。樁間搭接可靠，易于形成封閉，止水效果好，可省去止水帷幕，降低圍護結(jié)構(gòu)成本。施工中磨樁噪聲小。綜合以上條件考慮，最終選定采用鉆孔咬合樁的深基坑圍護方案。
3、鉆孔咬合樁的施工工藝
3.1咬合灌注樁的施工工序
為保證施工要求和樁位的定位精度，在樁頂上部開設(shè)相應(yīng)的導(dǎo)流槽兩側(cè)流筑鋼筋混凝土導(dǎo)墻，導(dǎo)墻采用CD1000型和CD2000型樁相配合施工，總體原則是先施工Ａ序樁后施工Ｂ序樁，其施工工序是：A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3…………如圖2所示
3.2單樁施工工藝
?。?）鉆機就位：待導(dǎo)墻混凝土有足夠的強度后，移動鉆機，使磨樁機中心嚴格對應(yīng)在導(dǎo)墻孔位中心。
?。?）進鉆成孔：鉆機在人土中的過程中，用兩臺經(jīng)緯儀隨時檢測垂直度，如不合格則進行糾偏，如合格則繼續(xù)下行，如此重復(fù)，直至達到設(shè)計孔底。
?。?）吊放鋼筋籠（B序樁）：成孔檢測合格后安放鋼筋籠。采取措施保證鋼筋籠標高的正確。
?。?）灌注混凝土：采用水下混凝土灌注法施工。
（5）灌注成樁：根據(jù)導(dǎo)管在混凝土中的埋置深度適時提升、拆除，注意始終保持導(dǎo)管埋深2～4m。
3.3關(guān)鍵質(zhì)量技術(shù)措施
3.3.1清除地下障礙物
地下障礙物將會影響鉆孔的垂直度和鉆孔時間，而時間上Ｂ樁咬合Ａ樁受Ａ混凝土凝結(jié)時間和強度的影響，因此施工前必須徹底清除地下障礙物。如遇大的卵石層、孤石、條石基礎(chǔ)等，可采用套管護壁，先抽干套管內(nèi)積水，然后用十字錘將其擊碎后抓出。
3.3.2施工導(dǎo)墻
為保證鉆孔咬合樁樁孔定位精度，并滿足鉆機基座地面承載力要求，需在地面樁頂上部施作鋼筋混凝土導(dǎo)墻。導(dǎo)墻面應(yīng)平整，以確保鉆機基座水平，從而保證成孔的垂直度。導(dǎo)墻在拆模后，必須立即放置木撐，以免樁孔受周邊土的側(cè)壓力和導(dǎo)墻上鉆機的下壓力影響而內(nèi)縮。導(dǎo)墻可在樁孔處設(shè)成┐┌下翻口的斷面形式，防止坍孔。
3.3.3樁孔定位
導(dǎo)墻上定位樁孔徑比設(shè)計樁徑大20mm，孔口定位允許偏差在±10mm以內(nèi)。為滿足基坑內(nèi)建筑限界要求，導(dǎo)墻上的樁位需外放一定尺寸，以抵消樁身自身垂直度的偏差，并考慮圍護結(jié)構(gòu)基坑開挖時，在外側(cè)土壓力作用下向基坑內(nèi)位移和變形而造成的基坑內(nèi)襯墻結(jié)構(gòu)凈空減小的變化。
3.3.4鉆機就位
因鉆機自重較大，故鉆機精確就位較費時。為此，采用定位鋼板輔助就位，以提高鉆機就位效率，節(jié)省單樁成樁時間。事先將各樁孔圓心位置測線放樣到導(dǎo)墻上。先將定位鋼板的圓心對準導(dǎo)墻樁孔圓心位置安放固定后，再將鉆機的4個基腳對準定位鋼板上基腳限位鐵位置，用50t吊機吊放到定位鋼板上即完成就位。鉆機4個基腳可獨立調(diào)整高低，以達到機身水平，確保鉆桿垂直度。
3.3.5成孔垂直度
咬合樁的咬合厚度，直接關(guān)系到連接各樁形成整體，并決定圍護的抗?jié)B止水效果。而樁身垂直度又影響到相鄰兩樁間的咬合厚度。目前，咬合樁的施工，參照國家規(guī)范《地基基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范》，樁的垂直度控制在3‰以內(nèi)，而采用CD1500鉆機全回轉(zhuǎn)工藝，樁身可達到2‰垂直度。施工中要控制好垂直度，應(yīng)注意把握以下2個環(huán)節(jié)。
1.成孔前的鉆桿檢查
第1次成孔前，必須在平整的場地上進行鉆桿全樁長的試拼裝，檢驗鉆桿順直度，通過調(diào)整各節(jié)鉆桿的位置，使拼裝好后的順直度處于最佳狀態(tài)。此時按序?qū)⒏縻@桿編號，今后施工時依序號下。單節(jié)鉆桿（6～9m長）順直度允許偏差5mm，全樁長鉆桿順直度允許偏差為樁長的萬分之五。
2.成孔中的垂直度監(jiān)測和檢查
（1）地面監(jiān)測在地面沿正交方向布置2臺經(jīng)緯儀，每根樁成孔過程中，同步監(jiān)測鉆機上外露鉆桿的垂直度，應(yīng)自始至終不間斷。
?。?）孔內(nèi)檢查每節(jié)鉆桿壓完后安裝下一節(jié)鉆桿之前，都要用線錘進行鉆桿內(nèi)垂直度檢查。
（3）井徑儀抽檢鉆孔完成后，下放鋼筋籠前，由監(jiān)理采用井徑儀，對鉆桿成孔全樁長進行垂直度檢測，現(xiàn)場抽檢總樁數(shù)的10‰。
3.糾偏
成孔中當發(fā)現(xiàn)有機身傾斜或鉆桿偏斜跡象時，必須立即進行糾偏。可分別調(diào)整鉆機4個基腳的高度，達到鉆機水平、鉆桿垂直的目的。
3.3.6坍落度
混凝土坍落度宜為16～20cm，滿足水下混凝土灌注和防止A樁向B樁內(nèi)“繞流管涌”的要求。
3.3.7有關(guān)鋼筋籠的技術(shù)要求
1.鋼筋籠吊裝和安放
鋼筋籠應(yīng)設(shè)置加強筋，以確保鋼筋籠在吊裝過程中不發(fā)生彎曲和扭曲。鋼筋籠底端應(yīng)做30°的收口，便于吊裝入孔。在鋼筋籠吊放安裝時，應(yīng)注意鋼筋籠朝向坑內(nèi)側(cè)和坑外側(cè)配筋不同，不得調(diào)轉(zhuǎn)方向放反，確保受力符合設(shè)計意圖。并且鋼筋籠應(yīng)正對基坑內(nèi)，若偏轉(zhuǎn)到兩樁咬合處，則B樁咬合碰到A樁鋼筋籠時，將難以成孔。
2.澆混凝土?xí)r克服鋼筋籠上浮方法
B樁混凝土的骨料粒徑不宜大于25mm。在鋼筋籠底部焊上鋼筋網(wǎng)片φ16@100，以增加其抗浮能力。
3.上拔導(dǎo)管時防止A樁鋼筋籠旋轉(zhuǎn)扭曲在澆混凝土過程中，上拔道管時，嚴禁回轉(zhuǎn)，以防止導(dǎo)管回轉(zhuǎn)時帶動道管內(nèi)的混凝土和鋼筋籠一起旋轉(zhuǎn)。鋼筋籠偏離設(shè)計位置，不僅影響圍護受力，更影響到B樁咬合A樁。
3.3.8澆混凝土?xí)r拔混凝土導(dǎo)管要求
混凝土導(dǎo)管埋在混凝土內(nèi)的深度，以3～10m為宜，不宜過深，以防止混凝土澆搗困難堵塞導(dǎo)管，最小不小于2m。
3.3.9防止管涌的措施
1.在地下水豐富有活動水的砂層施工時，應(yīng)盡量增加泥漿的比重，達到土壓平衡，起到防止管涌的作用。
2.對于地下水位變化較大的情部可以采取加高護筒，以平衡護筒外的水壓力平衡。
3.在施工過程中隨時觀測有無涌砂的情況。
3.3.10鉆頭改進措施
為了保證Ｂ樁即鋼筋混凝土樁能順利嵌樁，除在Ａ樁中增加緩凝劑減少Ａ樁混骨料粒徑等技術(shù)措施外，還應(yīng)將常用的錐型鉆頭改為筒型鉆頭形式。
４、結(jié)束語
?。?）實踐證明，鉆孔灌注咬合樁圍護結(jié)構(gòu)在該水廠軟土深基坑工程中的應(yīng)用取得了成功。
（2）鉆孔灌注咬合樁與普通鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻二墻合一相比，具有施工噪音低，造價低，止水效果好等優(yōu)點。但是鉆孔咬合樁對施工精度，工藝和混凝土配合比均有嚴格要求，否則樁體無法充分咬合。
?。?）鉆孔灌注咬合樁，作為一種基坑圍護結(jié)構(gòu)。適用于淤泥、流砂、富水等不良地層，相對于地下連續(xù)墻、SMW工法、鉆孔灌注樁加旋噴等具有明顯優(yōu)點，是一種新弄的深基坑圍護結(jié)構(gòu)形式，選合在城市內(nèi)環(huán)境保護要求高的區(qū)域施工，具有推廣價值。
