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钻孔咬合桩在天津地铁3号线华苑站施工中常见故障的处理方法 嗣回GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDvOL8N0_ll 钻孑L咬合桩在天津地铁3号线华苑 站施工中常见故障的处理方法 石教豪朱川鄂胡世山张红红冯哲 (1.吉林大学建设工程学院2.中铁四局集团四公司) 摘要天津地铁3号线华苑主体围护结构全部采用钻孔咬合桩,最大桩长深达32.8m..结合华苑站咬 合桩的施工,分析总结了常见故障的处理方法. 关键词钻孔咬合桩全套管钻机深基坑超缓凝混凝土 1工程概况2钻子L咬合桩工艺原理及施工过程 天津地铁3号线华苑站位于迎水道与桂苑路交 叉处,站北侧为规划中的天大天财科技园和麦迪逊 商贸广场,西侧为鑫茂民营科技园,南侧为日华里居 住区.华苑站为二柱三跨钢筋混凝土框架结构地下 岛式车站,全长200m,标准段基坑净宽20.54m,深 17.9m,地下市政管线错综复杂,共有电力,雨水,污 水,煤气等l4条管线穿越基坑.地下稳定水位埋深 约为2.9m.本基坑地层分布有第四系全新统人工 填土层,第1陆相层,第1海相层,第Ⅱ陆相层及第 Ⅲ陆相层,岩性主要为粘性土,粉土及粉砂,各土层 的性质,层序,厚度及力学性质见表1. 表1天津地铁3号线华苑站深基坑的土层特征 及其物理力学性质 . 土层厚度底层深含水量重力密度妒c 名称/m度/m/(%)/kN.mI3/(.)/kPa 主体结构深基坑开挖采用钻孑L咬合桩作为围护 结构,桩径为lO00mm,相邻两桩咬合量为250mm, 桩长为26.8—32.8m,共有693根.咬合桩分为A 桩和B桩,A桩为C15超缓凝水下素混凝土桩,B 桩为C30水下钢筋混凝土桩. ● (收稿日期]2005—6—7 76 钻孑L咬合桩采用全套管钻机钻孑L施工,在桩与 桩之间形成相互咬合排列的一种基坑围护结构.桩 的排列方式为一根A桩和一根B桩间隔布置,施工 时先施工A桩后施工B桩,并要求A桩的超缓凝混 凝土初凝之前必须完成B桩的施工,B桩施工时采 用全套管钻机切割掉相邻A桩相交部分的素混凝 土,从而实现咬合(图1). 图1哈合桩示意图 钻孑L咬合桩施工第一步是在桩顶上部施作混凝 导墙,目的是为了提高钻孑L咬合桩孑L口的定位精度 并提高就位效率,导墙设计为每侧宽50cm,厚 30cm,强度等级为C20素混凝土.桩墙即排桩的施 工工艺流程如图2所示. 图2咬合桩施工工艺流程图 3施工中常见故障的处理方法 (1)克服管涌的措施:如图3所示,在B桩 成孑L过程中,由于A桩混凝土尚未凝固,还处于流 动状态,A桩混凝土有可能从A,B桩相交处涌入B 桩孑L内,称之为管涌,克服管涌有以下几个方 岩土工程界第8卷第一一期嗣函 法:1)A桩混凝土的坍落度应尽量小一些,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I.5nl.3)如果遇地下障碍 物套管无法超前时,可向套管内注入一定量的水,使 其保持一定的反压力来平衡A桩混凝土的压力,以 阻止管涌的发生.4)B桩成孔过程中应注意观 察相邻两侧A桩混凝土顶面,如发现A桩混凝土下 陷,则应立即停止B桩开挖,并一边将套管尽量下 压,一边向B桩内填土或注水,直到完全制止管 涌为I匕 图3砼管涌现象示意图 (2)遇地下障碍物的处理方法:钻孔咬合桩A 桩超缓凝土要受到时间的限制,遇到地下障碍物处 理起来比较困难,因此它一般适用于软土地层的地 质环境中,而不宜在岩层中施工,施工前必须对地质 情况十分清楚,对一些比较小的障碍物,如卵石层, 体积小的孤石等,可以先抽干套管内积水,然后再吊 放作业人员下去将其清除当需进行桩端嵌岩时, 可采用十字冲锤进行冲击钻进至设计标高处. (3)分段施工接头的处理方法:本基坑主体围 护结构全部采用钻孔咬合桩,为保证工程进度,现场 配备四台液压摇动式全套管灌注桩机(简称全套管 钻机),同时,为处理好施工段的接头处能起到咬合 桩的三重功效,可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 砂灌满混凝土即可(图4). (4)事故桩的处理方法:在钻孔咬合桩施工过 程中,因A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,造成钻孔咬合桩的施工时 图4分段施工接头预设砂桩示意图 问过长而引起桩的咬合不良或无法施工,从而形成 事故桩,其处理办法有以下3种. 1)平移桩位单侧咬合:B桩成孔施工时,其一 侧A1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A1,A2桩,处理方法是向A2桩方 向平移B桩位,使套管钻机单侧切割A2桩,施工B 桩,并在Al桩和B桩外侧另增加一根旋喷桩作为 防水处理(图5). 图5平移桩位单侧咬合示意