咬合桩全套管回旋钻施工工艺

罗竣文 张云飞

【摘要】咬合桩全套管回旋钻是近年来我国新型就地灌注混凝土的施工工法，该技术具有高效、环保、防水性能好和成本低的优势，在地铁、深基坑围护、废桩清理、挡水墙等高难度先进工程中广为应用。本篇论文主要针对咬合桩全套管回旋钻的施工工艺做简要介绍，并对其特点以及其关键技术做浅要分析。

【关键词】咬合桩；全套管回旋钻；施工工艺

随着我国经济的不断发展和施工水平的提升，咬合桩全套管回旋钻施工工艺逐渐在各个工程中得到应用。该工艺是咬合桩技术和全套管回旋技术两种新型技术相结合的成果，其结合的成果完全呈现出壹加壹大于二的效果。

一、咬合桩全套管回旋钻的简介

20世纪先后研究出全套管钻机和咬合桩工艺，90年代中期将两者相互融合，使两种工艺得到更为广泛的应用，解决很多施工过程中的难题。例如面对地下水分析砂层，钻孔工序很难进行，并且套管由于沙层结构的特色，很难达到施工工艺的入土深度，全套管旋转钻机很好的解决这一施工难题。咬合桩的施工工艺主要采用机械切割或冲抓，利用桩与桩之间相互咬合的结构特点，形成一种围护效果。素混凝土桩与钢筋混凝土桩交叉排列，即先进行素混凝土施工，并采用超缓凝型混凝土，利用该混凝土凝结慢的特点，在其初凝之前完成钢筋混凝土桩的施工，并利用全套管回旋钻机切割两桩相交的部分，使其相互咬合，该结构具有良好的防渗作用。

二、施工工艺的特点

咬合桩全套管回旋钻的施工过程中采用全套管钻机，具有钢套管的全程防护，省略泥浆防护和排放泥浆的施工环节，有效防止孔壁坍塌，保证精确的垂直度和形状，并且具有良好的防水功效；该施工过程采用的机械设备噪声低、振动小的优势，降低因施工引起的噪声污染和环境污染的程度；对沉降与变位有很好的控制能力，从而可以实现在临近建筑物以及地下管道等工程的地方施工；采用回旋钻机取土，克服地下沙土层中施工的困难；利用注水反压的工艺，可以有效防止孔内流砂和涌泥的现象出现，提高成桩的综合水平；由于工序设计顺序，实施桩与桩之间的软切割咬合，在混凝土终凝之前实现桩与桩之间的咬合，达到无缝咬合的目的，形成严密的整体等。

三、施工工艺的流程

1.导墙施工

导墙建立的主要是为了钻机更为精确的定位，其厚度约为 350mm～450mm，定位孔直径一般比桩的直径要多20mm，导墙的顶端最少要高出地表面100mm，防止地表水流入。

2.钻机定位

导墙的厚度达到施工要求时拆除模板，将定位点反应到导墙顶的表面，将其作为定位孔的基准，将全套管回旋钻的专用定位底座与应导墙顶表面的定位点相对应，同时也要与咬合桩桩心相对应，并将其进行固定，防止在其它施工导致其定位点进行偏移。

3.套管的压入

第一节和第二节套管的安装位置直接影响桩孔的垂直度的精确度。因此在施工过程中不断利用经纬仪或其他垂直测量仪器对其进行测量，不断调整其位移，当其偏差不大时一般采用钻机夹对其进行微调，当其偏差过大时应及时将其拔出，重新将其压入，从而保证其垂直度的精确性。

4.注入反水，旋转取孔

套管在即将压入砂土层时，为了防止流砂和涌泥的现象，提前注入反水，对其施压，随时保持关内外的压力平衡，并且利用旋转钻机将土取走，继续压入，知道套管达到施工图纸所设定的位置。

5.终孔检验

对于定位孔的垂直度、直径、深度再次进行确认，并清除孔低虚土确保其满足设计图纸的要求，便于下一步施工的继续。

6.钢筋笼的吊放

对于钢筋混凝土桩的施工，终孔检验后要利用起重机对钢筋混凝土进行吊放，并且确保钢筋笼标高的精确度。

7.混凝土灌注

混凝土灌注由于孔内有水，采用水下混凝土灌注法，开始灌注时应应先灌入2cm左右的深度，然后不断提升套管20～30cm，灌注过程中要随时保证混凝土的灌注高度要高于套管2cm，防止套管提升过快，造成断桩的事故发生。

8.咬合桩的排桩工艺

将围护咬合桩分为A、B型两种，两种桩间隔排列，如图1所示。A桩素混凝土桩，B桩为钢筋混凝土桩，A桩要确保其垂直度的精确度；B桩除了确保其垂直精确度外，还要保证不对A桩造成破坏，采用超缓混凝土，在A桩的混凝土初凝阶段时实施B桩，可以有效解决这一难题。

图1咬合桩的排桩施工示意图

三、咬合桩全套管回旋钻机施工的关键技术

1.注水反压技术的控制

套管压入的施工环节中，为了防止套管涌泥和流砂，应该在套管进入砂层前注水，注水的高度将其控制在地下水以上的2.5cm左右，不得低于2cm，并在回旋钻机取土的过程中及时补水，保持水位，才能杜绝套管涌泥和流砂事故的发生。

2.超缓凝土“管涌”现象的控制

钢筋混凝土桩的施工过程中，素混凝土桩仍处于初凝阶段，很有可能造成素混凝土的超缓混凝土通过A桩和桩衔接处流入B桩孔内，为了杜绝这种现象应该达到以下几个标准：一是确保素混凝土桩的坍塌度不超过18cm；二是套管低口应始终保持高于开挖面2cm以上，防止因套管堵塞造成“瓶塞”现象，造成混凝土无法注入的事故；三是确保注水反压技术的控制的精确度，维持套管内外的压力平衡，始终保持水位等，从而杜绝超缓混凝土的管涌现象。

3桩体垂直度的控制

桩体垂直度在《地下铁道工程施工及验收规范》中明确规定，桩体的垂直度偏差不得超过千分之三。为了保证钻扣孔的定位效果首先要检验和矫正套管顺直度的精确度，从每一节套管的垂直度到整根套管的垂直度都要进行检验和矫正，若整根套管的长度在15m～25m的范围内，则要保证其套管的垂直偏差控制在10mm的范围内；其次是在成孔过程中的监测和检查，分为地面监测和孔内检查。地面检测利用经纬仪或线垂对地面以上的套管进行监测，及时发现偏差并纠正。孔内检查是在每节套管安装完，利用侧锤、测环或测斜仪对该套管孔内的垂直偏差进行检查，不符合要求及时进行纠正，确保每一节套管都符合技术要求等方面，从而确保桩体垂直度达到技术标准。

结束语

综上所述，咬合桩全套管回旋钻的施工是将全套管钻机和咬合桩技术相结合的工程，其优势在复杂工程中被广泛应用，有效解决工程中遇到的一定困难。为了确保该工程的顺利实施，在对注水反压技术、超缓混凝土的灌注和桩体垂直的精确度等方面都需进行精密的控制，从而推动我国先进工程施工的进一步提升。

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