隨著城市建設的發(fā)展和地下空間的開發(fā)利用,深基坑工程圍護結構技術取得了飛速發(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構形式,在國外早有應用,近年來,在國內深圳、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驗,但還不足以形成咬合樁的系統(tǒng)理論,在全國范圍內推廣應用。
1、工程概況
本工程周圍建筑物已經全部建成，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)的圍護結構很難達到環(huán)境保護的要求，因此部分圍護結構采用鉆孔灌注咬合樁形式。
1.1圍護結構
深度處理綜合池基坑圍護長154.1m，平挖深度為6-7m，由于南側已經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構。
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工程地質情況
工程現(xiàn)場地下水類型屬孔隙潛水型，開挖深度以內土層以粉砂土為主，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，易產生流砂和管涌。具體地質情況見表1。
表1
、
2.1地下連續(xù)墻方案
該方案目前在我國技術已經比較成熟，其主要優(yōu)點可集擋土防滲于一體，整體性好，圍護結構穩(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摩擦角。
依據地質勘探資料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，因此圍護結構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，降低圍護結構成本。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，在樁頂上部開設相應的導流槽兩側流筑鋼筋混凝土導墻，導墻采用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在導墻孔位中心。
?。?）進鉆成孔：鉆機在人土中的過程中，用兩臺經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，直至達到設計孔底。
?。?）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。
?。?）灌注成樁：根據導管在混凝土中的埋置深度適時提升、拆除，注意始終保持導管埋深2～4m。
3.3關鍵質量技術措施
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、條石基礎等，可采用套管護壁，先抽干套管內積水，然后用十字錘將其擊碎后抓出。
3.3.2施工導墻
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墻。導墻面應平整，以確保鉆機基座水平，從而保證成孔的垂直度。導墻在拆模后，必須立即放置木撐，以免樁孔受周邊土的側壓力和導墻上鉆機的下壓力影響而內縮。導墻可在樁孔處設成┐┌下翻口的斷面形式，防止坍孔。
3.3.3樁孔定位
導墻上定位樁孔徑比設計樁徑大20mm，孔口定位允許偏差在±10mm以內。為滿足基坑內建筑限界要求，導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，并考慮圍護結構基坑開挖時，在外側土壓力作用下向基坑內位移和變形而造成的基坑內襯墻結構凈空減小的變化。
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墻上。先將定位鋼板的圓心對準導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《地基基礎工程施工及驗收規(guī)范》，樁的垂直度控制在3‰以內，而采用CD1500鉆機全回轉工藝，樁身可達到2‰垂直度。施工中要控制好垂直度，應注意把握以下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)。此時按序將各鉆桿編號，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
?。?）地面監(jiān)測在地面沿正交方向布置2臺經緯儀，每根樁成孔過程中，同步監(jiān)測鉆機上外露鉆桿的垂直度，應自始至終不間斷。
?。?）孔內檢查每節(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?？煞謩e調整鉆機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“繞流管涌”的要求。
3.3.7有關鋼筋籠的技術要求
1.鋼筋籠吊裝和安放
鋼筋籠應設置加強筋，以確保鋼筋籠在吊裝過程中不發(fā)生彎曲和扭曲。鋼筋籠底端應做30°的收口，便于吊裝入孔。在鋼筋籠吊放安裝時，應注意鋼筋籠朝向坑內側和坑外側配筋不同，不得調轉方向放反，確保受力符合設計意圖。并且鋼筋籠應正對基坑內，若偏轉到兩樁咬合處，則B樁咬合碰到A樁鋼筋籠時，將難以成孔。
2.澆混凝土時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片φ16@100，以增加其抗浮能力。
3.上拔導管時防止A樁鋼筋籠旋轉扭曲在澆混凝土過程中，上拔道管時，嚴禁回轉，以防止導管回轉時帶動道管內的混凝土和鋼筋籠一起旋轉。鋼筋籠偏離設計位置，不僅影響圍護受力，更影響到B樁咬合A樁。
3.3.8澆混凝土時拔混凝土導管要求
混凝土導管埋在混凝土內的深度，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措施外，還應將常用的錐型鉆頭改為筒型鉆頭形式。
?。?、結束語
?。?）實踐證明，鉆孔灌注咬合樁圍護結構在該水廠軟土深基坑工程中的應用取得了成功。
（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構。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構形式，選合在城市內環(huán)境保護要求高的區(qū)域施工，具有推廣價值。
