咬合桩加固施工工艺在联络通道中的应用研究

宋智琳

（杭州市地铁集团有限责任公司，浙江杭州 310000）

1 工程概况

机萧区间4#联络通道距萧山机场站243 m，距3#联络通道597 m；3#联络通道距萧山机场站840 m。

机萧区间4#联络通道左右线的间距约11.592 m，底部开挖深度约20 m，-24.25～0 m全为粉砂，24.25 m以下为淤泥质粉质黏土。

2 咬合桩工艺原理

咬合桩的工艺原理为采用套管钻机，配合超缓凝型混凝土，按照1根超缓凝型素混凝土A桩和1根钢筋混凝土B桩间隔排列和展开施工，在A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工，开展B桩施工时采用套管钻机完成B桩与A桩相浇部分混凝土的切割作业，实现相邻桩的咬合。

同排桩成桩施工顺序具体如图1所示。

图1 同排桩施工顺序

3 工程重点

咬合桩咬合质量会直接影响开挖施工的整体效果，为了提升咬合质量，防止在开挖过程中出现涌水涌砂问题，应从施工工法、流程以及精准定位、钻孔等多个施工重点入手加强控制。

3.1 施工准备

根据项目实际情况，确定本次钻孔咬合桩成孔作业采用用徐工XR280D旋挖钻机，联络通道采用咬合桩加固施工工艺，且桩均采用C15素砼桩。做好施工准备能够有效提升施工效率，在开始联络通道开挖作业前，应先将泥浆池设置在远离成桩区域，安排施工人员与施工设备统一进场，做好现场安装调试，完成技术交底，并再次确定打桩顺序后方可开始作业。

3.2 桩位测量

以总平面图、桩基平面图为参考基准，严格按照设计要求与规范进行测量放线，测量工程师应先确定各个轴线的位置，对隧道内4#联络通道中心里程进行实测，以实测结果作为参考，精准定位每个根桩对的桩位。采用木桩标注轴线位置，精准定位桩位后，在桩位上插入30～50 cm的钢筋，将钢筋头埋入地下，并在钢筋上进行标识，避免桩机以及其他施工设备在移动过程桩基钢筋标记[1]。

3.3 埋设护筒

采用厚度为5 mm的钢板制作护筒，并在护筒的上、中部外侧以及下段分别焊接一道加强钢筋，提升护筒钢护。护筒内径为“设计桩径+0.2 m”，长度为1.5～3.0 m，在护筒顶下20 cm位置设计溢浆孔，溢浆孔规格为20 cm×40 cm。

完成护筒制作后，即可进入护筒埋设工序，沿标记桩中心线确定护筒位置，采用挖机配合人工开挖的方式实现护筒的埋设，控制护筒埋设作业的偏差，确保其与桩位中心偏差不超过50 mm。采用水泥砂浆处理护筒底部，采用分层填充黏土的方式将护筒周围60 cm范围填充至护筒顶平位置[2]。

3.4 钻机就位钻孔

钢护筒埋设结束并达到设计要求后，继续开展施工，分析项目需求与现场实际情况，开展钢板铺设作业，调整钻机摆放位置，分析具体的地质情况，采用徐工XR280D旋挖钻机配合钻头开展施工，利用钻机上自动控制系统调直桅杆，确保钻机转盘、钻头、桩位中心均处于同一铅垂线上，确保每根桩杆的位置、垂直度均符合项目设计要求。选择C15素砼，提升凝固效率，确保在不添加外加剂的前提下，初凝时间为5～6 h，终凝时间为7～8 h，以满足在48 h内桩杆强度小于2 MPa的要求。统筹施工资源，优化施工顺序，确保相邻桩位施工时间为8～48 h，并在此过程中完成相邻桩位的咬合切割施工[3]。

钻孔作业应保持匀速平稳进行，采用优质膨润土作为护壁浆液拌制原料，品质优良、黏度、密度等均符合施工要求的泥浆，消除坍孔现象。在咬合桩施工过程中，应全过程动态地对隧道收敛情况进行监测，确保施工质量与施工安全。

4 咬合桩施工质量控制要点

4.1 垂直度控制

在咬合桩施工过程中，垂直度控制效果会直接影响钻孔质量，应加强桩机水平度的检查，充分利用经纬与线锤在两正交方向上调整控制每节套管的垂直度，确保套管垂直度符合设计规范值。若发现垂直度偏差超出允许范围时，应及时利用油缸对桩进行纠偏，纠偏类型可以根据偏差的大小和桩形进行分类，偏差较小或套管入土深度<5 m时，可直接通过钻机的两个顶升油缸与推拉油缸实现纠偏，可按照桩形分类，即A型桩纠偏和B型桩纠偏。

（1）A型桩纠偏。

若A型桩入土深度≥5 m时出现较大偏差，可先利用油缸对桩进行纠偏处理，如果纠偏后，桩的垂直度无法满足设计要求，应采用边填充砂或黏土，边拔起套管的处理方式，保证套管提升到上一次检查合格位置，确保垂直度达到合格值后继续下压。

（2）B型桩纠偏。

B型桩纠偏处理的施工工艺与A型桩基本一致，差异是边填充边拔起套管时，B型桩填入的混凝土与A型桩一致。

4.2 管涌控制

管涌指B型桩成孔时，A型桩混凝土依旧处于流动状态，尚未凝固，A型桩的混凝土可能从套管底部涌入B型桩。

（1）确保套管底口与开挖面保持一定距离，可以直接超前于开挖面，避免处于流动状态下的混凝土涌入B型桩。

（2）观察施工B型桩相邻两侧A型桩混凝土顶面，若观察到A型桩混凝土出现下陷情况，应立刻中止B型桩开挖作业，向B型桩内填土，尽可能下压套管，直至A型桩混凝土顶面停止下陷。

4.3 混凝土质量控制

如果在咬合桩加固施工过程中A型桩凝固过快，B型桩将无法正常成孔。必须选择符合咬合桩施工需求的超缓凝混凝土，延长A型桩混凝土的初凝时间，为相邻的B型桩成孔预留足够的时间，确保在钻进过程中能够完成相邻桩的咬合切割作业，提升相邻A型桩与B型桩的咬合效果。

超缓凝混凝土的凝结时间是混凝土质量控制的核心，应确保用于施工超缓凝混凝土满足混凝土缓凝时间≥60 h、混凝土坍落度为（180±20）mm、混凝土的3 d强度值<3 MPa的技术要求。试验室应根据项目需求开展配比试验，多次试验，设置参考组与对照组，确定最佳的配合比，明确外加剂的添加剂量，控制混凝土质量。

4.4 套管埋置控制

受到套管长时间处于不动状态的影响，土体、地下水以及混凝土对套管的吸附力不断增加，导致套管拔出困难或无法顺利拔出现象的出现。针对此问题，在成孔与混凝土灌注过程中，如果遭遇了机械故障或其他异常情况而无法继续开展施工时，操作人员应及时拔出套管或连续转动套管，以控制土体、地下水以及混凝土对套管的摩阻力与吸附力。同动态跟踪混凝土面高度，加强套管埋置深度的控制，确保套管埋深深度不超出4～10 m，在埋深过程中应不停摇摆套管或少量上拔套管，套管埋深深度接近10 m时，立即上拔套管。如果出现套管提升困难的情况，可采用吊车辅助上拔套管，如果还是无法将套管全部拔出，可以选择从底部逐节断开套管，逐节提升拔出套管，提升套管埋置施工效率。

4.5 钢筋笼上浮控制措施

考虑套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，在提升套管的过程中，钢筋笼可能也会随之上浮。基于此，应加强钢筋笼上浮控制，做好预防准备。

（1）严格控制钢筋笼加T的外径尺寸。

（2）合理选择B桩混凝土的集料级配，确保B桩的骨料粒径≤25 mm。

（3）提升套管前，可摇摆套管2～3次，降低套管与钢筋笼之间的摩擦力，减小钢筋笼上浮的出现概率。

4.6 砂桩处理

一般情况下，咬合桩施工常采用分段施工的方式。每一施工段的施工从B型桩开始，先开展成孔作业，后进行灌砂形成砂桩，并在后面的段与段的连接施工中重新成孔、灌注混凝土，实现与相邻A桩的咬合。与B型砂桩相邻的A型桩初凝时间长，混凝土流动性较大，会使得少量的混凝土被挤入B型砂桩。在B型砂桩重新成孔时，发现挤入砂桩的混凝土已经凝固，影响正常的套管下压与成孔作业。

（1）尽可能降低相邻A型桩混凝土的坍落度。

（2）严格按照施工要求开展灌注作业，确保砂桩的密实度。

（3）调整成孔方法，利用冲击锤完成B型桩成孔作业。

砂桩部位两咬合桩之间容易形成施工缝，施工缝的产生会为渗漏创造条件，应在接合处外侧附加旋喷桩位置做好防渗漏处理。

4.7 孤石处理

若在回填层中遭遇大块孤石，套管下压作业将无法顺利进行，因此必须清理回填层深度较小的填石，并换填填土，采用压路机压实后方可继续进行成孔作业。若只出现单个孤石，可直接采用十字冲击锤击碎孤石，提升孤石处理效率，避免影响成孔施工进度。

5 结语

综上所述，咬合桩支护加固技术施工安排紧凑，围护变形量在安全允许范围内，相邻桩咬合的效果良好，无渗漏缺陷，对周围环境的干扰较小，具有较高的推广应用价值。对此，施工单位在实际操作过程中，必须根据现场的具体情况展开分析，以更好地确保施工质量与施工安全。