咬合桩施工方案.doc

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湖南基础工程公司·基坑支护工程(咬合桩) 施工组织设计

咬合桩施工方案

主要施工方法
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咬合桩施工方案

主要施工方法
咬合桩钢筋笼分圆形钢筋笼和扁型两种。其中A桩内设圆形钢筋笼，B桩为扁型钢筋笼。A桩与B桩桩径均为1.2m。A桩采用C30砼，B桩采用C30砼（内掺适量高效缓凝减水剂，超缓凝混凝土的初凝时间不早于60小时，终凝时间不宜迟于72小时。）。咬合桩主要施工工艺如下：
（一）工艺原理
钻孔咬合桩是采用全套管钻机钻孔施工，在桩与桩之间形成相互咬合排列的一种围护结构。桩的排列方式为一根A桩一根B桩间隔布置。施工时先施工B桩后施工A桩，B桩混凝土采用超缓凝混凝土。B桩采用全套管钻机施工完毕后，相邻两A桩采用全套管钻机，在B桩混凝土初凝之前切割掉相邻B桩与A桩相交部分的混凝土，并完成两A桩施工，实现相邻两桩咬合。平面布置示意图如下：

（二）导墙的施工
为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率,在桩顶上部施作钢筋混凝土导墙,这是钻孔咬合桩施工的第一步。导墙宽为每侧1.5m，厚30cm，强度等级为C20混凝土。具体尺寸见下图。

具体步骤：
①挖探槽及平整场地：桩位处挖探槽，清除地表杂物，填平碾压地面管线迁移的沟槽。
②测放桩位：根据设计图纸提供的坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并作好护桩，作为导墙施工的控制中线。报监理复核。
③导墙沟槽开挖：在桩位放样线符合要求后即可进行沟槽的开挖，采用人工开挖施工。开挖深度为路面以下35cm，使导墙顶略低于原道路路面1～3cm。开挖结束后，立即将中心线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导墙中心线及高程的准确无误。
④模板施工：模板采用自制钢模，导墙预留定位孔模板直径为管套直径放大4cm。模板加固采用5×10cm方木或钢管支撑，支撑间距不大于1米，确保加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，混凝土浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经“三检”合格报监理检查通过后方可进行混凝土浇注。
⑤混凝土浇注施工：混凝土浇注采用商品混凝土，人工施工。混凝土浇注时两边对称交替进行，严防走模。如发生走模，应立即停止混凝土的浇注，重新加固模板，并纠到设计位置后，方可继续进行浇注。振捣采用插入式B50振捣器，振捣间距为600mm左右，防止振捣不均，同时也要防止在一处过振而发生走模现象。
⑥导墙预留孔中心与桩位中心的偏差不得大于20mm。
（三）单桩施工工艺流程
咬合桩设计分为A、B桩两种型式，其中A型单桩施工工艺流程如下图所示：

单桩施工工艺流程图

挖探槽，平整场地

测放桩位

施工混凝土导墙

套管钻机就位对中

吊装安放第一节套管

测控垂直度

压入第一节套管

校对垂直度

抓斗取土,跟管钻进

测量孔深

清除虚土,检查孔底

A桩吊放钢筋笼

放入混凝土灌注导管

灌注混凝土逐次拔套

测定混凝土面

桩机移位

说明：除施工先后顺序外，B型单桩施工工艺与A型桩相同。
具体步骤如下：
①钻机就位
当导墙强度达到100%后，重新定位桩中心位置，将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点。移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔设计桩位中心。
②取土成孔
在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为2.5—1.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。第一节套管全部压入土中后（地面以上要留1.2—1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土……，如此继续，直至达到设计孔底标高。
③钢筋笼制作、吊放
钢筋笼制作要符合《钢筋焊接及验收规程》要求。钢筋制作在加工场进行，加工要符合图纸尺寸要求，笼体完整牢固。为使钢筋笼有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，每隔2m用φ20mm钢筋设置一道加强箍。具体施工要求如下：
a场地的原材钢筋妥善保管。分类堆放，设置标志牌并存放在距离加工场地较近处。原材钢筋底部垫上原木或方（枕）木，使其与地面隔离，并备用彩条布等防雨材料。
b加工时，先清除原材钢筋表面的污渍，例如漆皮、鳞锈、附着的泥土、油污等（注：钢筋加工完成后，在成型钢筋上用粉笔、石笔等作的尺寸记号也应擦拭干净），使其表面保持清洁。如果原材钢筋有弯折，应在加工之前进行调直。
c焊接前，先进行试焊，合格后再正式施焊。钢筋的纵向焊接采用对焊或电弧焊，焊接接头均应符合规范要求。
d骨架的绑扎顺序为先加工φ20mm加强箍，然后按照设计尺寸进行绑扎Φ25主筋，主筋的绑扎顺序应隔筋对称绑扎。最后点焊（或者梅花形绑扎）螺旋箍筋。
成孔检测合格后进行安放钢筋笼工作。钢筋笼安放时需注意以下几点：
a钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±100mm。
b钢筋笼下放时，应对准孔位中心，缓慢地逐步下放，放至设计标高后立即固定。
c为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮，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。
④灌注混凝土。混凝土灌注过程中需注意以下几点：
a水下混凝土灌注采用导管法，导管采用直径为Φ250的螺旋式接头钢管。导管埋入混凝土的深度宜保持在2m~6m之间，最小埋入深度不得小于1m。严禁将导管提出混凝土面或埋入过深，一次拔出高度不得超过4m。
b混凝土浇灌中应防止钢筋笼上浮，当混凝土进入钢筋笼底端1~2m后，可适当提升导管，导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。
c对于B桩每车混凝土均取三组试件，监测其缓凝时间及坍落度情况，直至该桩两侧的A桩全部完成为止。如发现问题及时反馈信息，以便采取应急措施。
⑤拔管成桩：
一边浇注混凝土一边拔管，应注意始终保持套管底低于混凝土面不小于2m。
（四）排桩的施工工艺流程
总的施工原则是先施工B桩，后施工A桩，其施工工艺流程是：
B1—B2—A1—B3—A2—B4—A3……，如图所示：

分段施工接头的处理方法。往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在与先施工段的接头问题。处理方法为在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂子，灌上混凝土即可。图示如下：

四、关键技术的质量控制办法
（一）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，将第一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。
（二）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。根据设计要求，桩身垂直度偏差不大于3‰。
成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作。
1.套管的顺直度检查和校正
钻孔咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来，套管顺直度偏差控制在1‰~2‰。检测方法：于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锥和直尺进行检测。
2.成孔过程中桩的垂直度监测和检查
①地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用经纬仪或线锥监测地面以上部分套管的垂直度，发现偏差随时纠正。这项检测在每根桩的成孔过程中应自始至终坚持，不能中断。
②孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用“测环”或“线锥”进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。
3.纠偏
成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，纠偏的常用方法有以下三种：
①利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大或套管入土不深（5m以上），可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的。
②B桩纠偏：如果B桩在入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。
③A桩纠偏：A桩的纠偏方法与B桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与B桩相同的混凝土，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。
（三）超缓凝混凝土的施工质量控制
B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。根据咬合桩施工工艺，B桩初凝时间应为： T=3t+k
t为单桩成桩时间，一般取12h
k 为预留时间，取24h
因此，本项工程初步控制B桩初凝时间为T=60h，并在施工中根据现场情况进行调整。
超缓凝混凝土的施工质量控制办法如下：
1.生产
对超缓凝混凝土的技术参数要求：
①自混凝土灌注时间计算，混凝土的初凝时间须≥60小时；
②采用Ｃ25超缓凝水下混凝土；
2.使用
使用过程中采用严格的检查制度和监控措施：
①每车混凝土在使用前必须由试验室检查其坍落度及观感质量是否符合要求，坍落度超标或观感质量太差的坚决退回，绝不使用。
②每车混凝土均取一组试件，监测其缓凝时间及坍落度损失情况，直至该桩两侧的A桩全部完成为止，如发现问题及时反馈信息，以便采取应急措施。
③按规范要求取试件检查混凝土最终强度，混凝土最终强度必须满足设计要求。
五、常见工程事故的预防及处理措施
（一） 克服“管涌”的施工控制
“管涌”是指在A桩成孔过程中，由于B桩混凝土未凝固，还处于流动状态，B桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内。克服“管涌”有以下几个方法：
①B桩混凝土的坍落度应相对小一些，不宜超过18cm，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A桩混凝土的压力，阻止“管涌”的发生。
④A桩成孔过程中应注意观察相邻两侧B桩混凝土顶面，如发现B桩混凝土下陷应立即停止A桩开挖，并一边将套管尽量下压。一边向A桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。
（二）克服钢筋笼上浮的方法
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：
①A桩混凝土的骨料粒径应小一些，不宜大于31.5mm；
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混凝土灌注必须按操作规程进行。
（三）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，可采用“二阶段成孔法”进行处理：第一阶段，不论A桩或是B桩，先钻进取土至岩面，然后卸下抓斗改换冲击锤，从套管内用冲击锤冲钻至桩底设计标高，成孔后向套管内填土，一边填土一边拔出套管，即第一阶段所成的孔用土填满；第二阶段，按钻孔咬合桩正常施工方法施工。
（四）事故桩的处理方法
在钻孔咬合桩施工过程中，因B桩超缓凝混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩，事故桩的处理主要分以下几种情况：
1.平移桩位单侧咬合
A桩成孔施工时，其一侧B1桩的混凝土已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割咬合B1、B2桩。处理方法为向B2桩方向平移A桩桩位，使套管钻机单侧切割B2桩施工A桩（凿除原桩位导墙，并严格控制桩位），并在B1桩和A桩外侧另增加一根旋喷桩作为防水处理。如下图所示：

说明：原设计B1、B2桩桩位保持不变。
2.背桩补强
A1桩成孔施工时，其两侧B1桩、B2桩的混凝土均已凝固，处理方法为放弃A1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在A1桩外侧增加三根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖后中将B1和B2桩之间的夹土清除喷上混凝土即可。如下图所示：

3.预留咬合企口
在A1桩成孔施工中发现B1桩混凝土已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩可及时在B1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。如下图所示：
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咬合桩施工方案

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