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旋挖钻机与钻孔咬合桩施工工法
北京市三一重机有限公司黎中银龚高柏
前言:旋挖钻机在现代地基基础施工中的优势对诸位来说已经是耳熟能详了,但旋挖钻机在工民建及在地下工程开挖领域的基坑支护方面的巨大潜力,对****惯于传统设计理念和施工方法的设计大师们和施工专家来说,应该是一个值得倾注心血去关注或亲自尝试的新课题。笔者结合十余台三一重机生产的SR220C、SR180旋挖钻机在中东海湾地区参与重大工程项目建设的实践,并参考国内外地铁工程和高层建筑基坑围护工程方面钻孔咬合桩施工工法应用的成功经验,对在工民建及地下工程开挖领域的基坑支护工程中如何合理和有效地使用旋挖钻机进行钻孔咬合桩施工工法的施工工艺和过程管理规范,做出一个基本的探讨和归纳,以飨读者。
一、咬合桩施工工法的现状
基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。特别是20世纪以来,随着大量高层,超高层建筑及地下工程的不断涌现,旋挖钻机特别是钻深不超过40米的中小吨位旋挖钻机替代套管钻机、循环钻机、以及螺旋桩机,用钻孔咬合桩施工工法来完成主体基坑支护工程,得到了广泛的应用,并逐渐从理论和概念上得到完善和成熟,形成了一种新的现代基础施工工法:钻孔咬合桩基坑支护工法。如图1所示。

图1 钻孔咬合桩基坑支护工法的现场施工照片
二、工法特点
1、采用旋挖钻机施工,在成孔过程中有钢套管(一般直径为∮1000mm左右)护壁。无孔壁坍垮问题,且成孔垂直度能由旋挖钻机垂直度控制系统自动调整和保证。如三一重机生产的SR220C旋挖钻机可实现垂直度误差不大于千分之二的控制精度。因此,咬合桩终端持力层处错位交叉的偏离精度可控,桩型标准。即用旋挖钻机在桩身混凝土处于塑性状态下完成切割咬合过程形成的排桩围护结构整体性状好、支护强度大、防渗效果佳。一些厂家生产的旋挖钻机甚至可通过驾驶室内的HMI操控系统,可清楚判定和记录所穿越地层的土质情况及桩底持力层情况,因此成桩过程容易控制。
2、施工机械化程度高、成孔速度快、桩机就位迅速、成桩效率明显高于其他类型灌注桩。
3、施工无噪音、无振动,对地层及周边环境影响小,少泥浆作业,施工现场洁净,安全文明施工管理易达标。
4、钻孔咬合桩围护结构适用地层范围广,尤其在富水软地层中施工的排桩围护结构防渗效果好,无需另外增加辅助截水帷幕等防水措施,与其他达到相同工程要求的围护结构形式(如人工挖孔排桩、地下连续墙及泥浆护壁钻孔排桩等)相比较,造价低。
5、旋挖钻机施工钻孔咬合桩施工技术通用性强,易掌握,利于推广。
6、便于施行其他后处理技术:如后压密注浆技术,锚杆支护技术,旋喷加固技术等。
三、适用范围
本工法适用于风化石灰石岩层,沙砾石层及软土地层深基坑围护结构的施工,尤其在饱和富水软土层最能体现其优越性。
四、工艺原理
钻孔咬合桩是用旋挖钻机钻孔,桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构,如图2所示。
为便于切割咬合,桩的排列方式一般设计为一个素混凝土桩或异型钢筋混凝土桩(A桩)和一个钢筋混凝土桩(B桩)间接布置。为了减少施工过程中相邻孔间的扰动,一般采用隔四孔为一个单元序列施工工法。即施工时,先施工A1桩,再施工A2桩。紧跟着施工相邻的B桩。A桩用超缓凝型混凝土,要求必须在A桩混凝土凝结之前完成B桩的施工,以满足