全套管法技術在钻孔咬合桩围护结构施工中的应用.doc

全套管法技术在钻孔咬合桩围护结构施工中的应用 刘雪教 （深圳中铁二局工程有限公司 深圳 518034） [摘要] 深圳地铁在国内首次采用钻孔咬合桩围护结构，根据钻孔咬合桩围护结构的特性和对各种钻孔桩施工方法的比较，引进了钻孔咬合桩全套管施工法，现已在深圳地铁工程中得到了广泛运用，并取得了成功经验。 关键词： 全套管法 套管钻机 咬合桩 1 采用钻孔咬合桩全套管法施工的原由 1.1 工程概况 金田站至益田站区间的明挖基坑采用钻孔咬合桩支护。钻孔桩的桩径为1.0m，间距为0.8m，咬合部分厚为100mm。钻孔咬合桩采用钢筋砼桩和素桩砼桩间隔布置，素砼桩深入基坑底3m，钢筋砼桩深入基坑底7m。 1.2 工程地质 区间范围内各层地质如下： a. 第四系全新统人工堆积层（Q4ml） 粘土：坚硬～硬塑，夹有砂砾、碎石、块石，厚0～6.6m。 粉质粘土(Q4ml):可塑～坚硬，夹有砂砾、碎石、块石，厚0～10.5m。 b. 第四系全新统冲积层（Q4al） 粉质粘土：坚硬～流塑，厚0.0～3.9m。 淤泥质粉质粘土：流塑。 中砂：松散，饱和为地震可液化层，厚0.0～2.6m。 砾砂：稍密～中密，饱和，厚0～7.4m。 c. 第四系中更新统残积层（Q2el） 砾质粘性土：坚硬～可塑，厚0.0～12.8m。 d. 燕山期花岗岩（γ53） 全风化：岩芯呈土夹砂状，厚0～9.8m。 强风化：岩芯呈砂砾状、砂土状。厚＞6.0m。 d. 不良地质现象 软土：素填土下分布着厚约3.8m的淤泥质粉质粘土，工程性质差。 1.3 水文地质特征 勘探期间地下水埋深3.1～6.3m,为第四系孔隙潜水,主要补给来源为大气降水,地下水水温26.0～27.4℃,水位变幅0.5～1.5m。经取样化验,地下水对砼结构具弱硫酸盐性腐蚀,弱分解性腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。 1.4 施工方法比较及选择 区间围护钻孔桩的数量较大（共约1148根），如采用常用的正、反转循环钻孔法及冲击钻孔法，都不能满足钻孔咬合桩的技术要求, 桩身质量和桩的咬合质量难以保证,且环境污染大。经过认真比较钻孔方法，区间的围护桩决定采用全套管施工法。 全套管施工方法同其他钻孔方法比较而言，具有以下优点：噪声低，振动小；用套管护壁，孔壁不会坍落，可靠近既有建筑物施工；易于控制桩断面尺寸形状；可挖掘小于套管内径1／3的石块；因使用套管护壁，挖掘土中的含水比例小，较容易处理孔底虚土，且对环境的污染小；钻机有导向纠偏机构，桩的垂直度容易控制。 全套管法也有一定的局限性，主要是：套管钻机自重大，采用全套管施工需要有较大场地，工地边界到边桩中心的距离也要求较大，此外，对场地地面的承载力要求也高一些。 但在本工程上由于场地较开阔，便于采用全套管法施工，故综合以上特点，决定采用全套管法施工钻孔咬合桩。 2 全套管法施工原理 全套管施工法（贝诺特（Benoto）灌注桩施工法）利用摇动装置的摇动，使钢套管与土层间的摩阻力大大减少，在摇动套管的同时并压入套管，再利用冲抓斗挖掘取土，直至套管下到桩端持力层为止。成孔后在套管内放入钢筋笼，再在钻孔中心下导管，灌注混凝土成桩，最后拔出导管。 3 全套管法施工程序 3.1 场地准备 为确保钻机安装及作业的稳定，施工作业场地地面要求平整，对软弱的地面硬化处理。 3.2 开孔和钻机就位 开孔前测量人员对排桩孔位进行定位放样，复核后并作出标记。开孔采用人工进行，以防施工过程中破坏地下管线。开孔后检查孔位后，施工孔口护圈钢筋混凝土。 钻机在桩孔上就位，安装第一节套管，使其对准所设标记，并在套管两个垂直方向架经纬仪，找好机械设备的水平度，控制套管的垂直度。 3.3 套管压入及钻进 在套管钻机就位后，开始进行套管埋设和钻进作业。 施工过程中，每节套管压入的精度直接影响排桩的施工质量。每节套管放入夹管装置，收缩夹管液压缸，使夹管装置将套管夹持住，利用钻机和导向与纠偏机构将套管的垂直精度调整到容许的范围内。并用垂球和经纬仪等，从两个垂直方向复核套管的垂直度。 每节套管连接好并检查垂直度后，通过套管钻机的两个摇动臂上的摆动液压缸来回顶缩，夹管装置和套管即在一定的角度内以顺时针和逆时针方向转动，套管剪切土体，减少套管与土体间的摩阻力，套管逐渐压入土中，然后用锤式抓斗挖掘管中的土体。 3.4 成孔 依次连接、摇动和压入套管，直至套管下到设计桩长为止。挖掘完成后立即测定挖掘深度、确认桩端持力层，并采用抓斗清除孔底虚土。 3.5 钢筋笼制安 钢筋笼的制作同传统的施工方法。对有钢筋的孔桩在验孔完后，将钢筋笼采用吊机放入孔内，并将钢筋笼固定到位。钢筋笼的接长采用焊接，同一截面接头数量要符合规范要求。素砼桩在验孔后，立即进入灌注砼施工。 3.6 灌注混