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【摘 要】 钻孔灌注咬合桩作为一种新型围护结构形式，在国外早有应用并取得成功，国内地铁、地下停车场、高层建筑物等深基坑围护与止水施工中也有实践，公认为深基坑围护与止水结构中的新技术、新工艺，但应用于桥梁基础防护和止水却相对少见。本文以重庆木洞苏家浩大桥工程中的使用实例，以推广钻孔灌注硬切割法咬合桩连续墙在深水河道内桥梁土围堰止水工程中的广泛应用。
【关键词】 硬咬合桩；深水河道；围堰止水；应用
1.前言
地下连续墙是通过专用的挖、冲槽设备，沿着地下建（构）筑物的周边按预定的位置，利用泥浆护壁开挖或冲钻出一定宽度与深度的沟槽，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋骨架，用特殊的方法接头分段用导管灌注水下混凝土，使之形成整体封闭围合的连续地下钢筋混凝土墙体，在建筑基坑中具有挡土、防渗水兼承受上部建筑荷载的作用等。钻孔灌注桩技术是建筑基础施工方法的一项重大技术革新，有效的解决了水下基础的施工问题，把水下作业改为在水上进行，其技术经济优越性十分突出，在全国城建、铁路、公路、水利等系统的基础工程中得到广泛的推广应用。利用钻孔灌注咬合桩在深水河道土围堰内形成连续墙，不仅有效的解决了围堰内基坑防渗水的问题，同时利用钻孔灌注桩施工技术，降低了常规地下连续墙施工工艺复杂、施工难度大等技术难点。
2.工程简况及方案选择
重庆木洞苏家浩大桥起于茶涪路，横跨长江河汊，止于桃花岛。主桥桥跨布置为4×80m+87m，采用上承式钢筋混凝土连续箱型拱桥，引桥采用36.4m钢筋混凝土实心板拱桥，桥梁总长469m，主桥桥墩为空心薄壁墩，主墩基础为扩大基础。根据设计文件要求，主桥P2、P5桥墩在枯水期间填筑土围堰拦水施工，施工期间桥墩距离岸边约20m左右，围堰中线处最大水深约为9.5m。桥位区出露地层主要有第四系全新统冲洪积层粉细砂，残破积低液限粘土，崩坡积低液限粘土，局部含第四系全新统填筑土，下伏基岩为侏罗系上统遂宁组泥岩。
土围堰一般适用于水位浅、流速低、河床土质渗水性小的河道内结构物围护拦水施工，筑堰前先清除堰底河床上的树根、石块等杂物，筑堰宜用粘性土或砂质粘土，自上游开始向下游合拢，填土出水面后应分层夯实。苏家浩大桥P2、P5墩土围堰但因河床斜坡坡角较大，填土入水液化较快顺坡滑流导致成型困难，P2墩围堰填筑粘土量达2万立方米仍未出水面，经业主组织专家组实地勘察研究确定，围堰填筑宽度适当加大，水面以下填料改为泥岩填筑。按照专家组意见，虽顺利完成围堰填筑施工，但布设8台φ160mm口径大功率水泵抽水至-0.7m后因渗流过大水位再不能继续下降，我们对设置钻孔灌注咬合桩连续墙、堰体内抗渗钢板桩及堰体注浆固结三种止水方式进行了对比，各种方案技术经济指标情况如下：
围堰止水方案技术经济指标对比表
方案名称 钻孔灌注咬合桩连续墙 堰体内抗渗钢板桩 堰体注浆固结
技术可行性 可行性好，受场地限制较小，操作灵活，但后期拆除较困难。 基本不可行，围堰水面下填筑料为泥岩，而且河床内堰体下极可能有原施工遗留的脚手架钢管、钢模板等杂物，钢板桩施打十分困难。 可行性一般，因堰体水面下填料为泥岩，其孔隙率较大，浆液渗流量较大。
经济
指标 需设置φ80cm钻孔灌注桩约230根共3000m，预计投入320万元。 需投入钢板桩约372t，预计投入230万元。 按双排梅花形布孔，预估注浆量约为3450m3（未计浆液渗流量），预计投入350万元。
施工
工期 采取跳孔施工的方式，現场可安排2台旋挖钻机同时施工，预计工期20天。 现场可安排2套插打设备同时施工，预计工期25天。 采用套管跟进钻孔效率较低，预计工期30天。
安全性 基岩面至桩顶段设置钢护筒循环使用防止塌孔，安全性较好。 地面作业，主要安全风险为钢板桩吊运，安全性好。 无较大安全风险，安全性好。
质量
控制 采用硬切割法施工主要技术难点为咬合桩竖直度控制，采取旋挖成孔较易保证。 钢板桩的接口咬合必须紧密才能有效防止渗水，施工难度较大、质量较难保证。 浆液易渗流，可能达不到堰体固结防渗效果，质量难以保证。
从上表可以看出，钻孔灌注硬切割法咬合桩连续墙方案虽然投入资金量大于堰体内抗渗钢板桩方案，但技术可行性、质量控制及施工工期方面均优于其他方案，围堰止水效果可以得到充分保证。在业主组织有关专家对该方案的评审和比较后，认为该方案可行，同时同意增加该施工方案的措施费用。因此，我们决定采用该方案。
3.硬咬合桩连续墙方案简述
钻孔灌注咬合桩连续墙止水是利用咬合桩围护结构的原理，在土围堰平面上沿一轴线设置单排钻孔桩，相邻的桩互相搭接咬合形成桩列式地下止水墙。苏家浩大桥P2墩土围堰钻孔灌注咬合桩连续墙采用φ80cm桩径，根据旋挖钻机成孔竖直度控制工作性能指标确定咬合距离为10cm，即桩中心间距70cm，嵌入岩层不小于3倍桩径。桩采用跳孔方式施工，先钻孔导管法水下灌注奇数编号桩，待混凝土强度达到10Mpa后采取硬切割法进行偶数编号桩（即咬合桩）施工。因围堰水面下为泥岩填筑其孔隙率较大，不可采取泥浆护壁施工，基岩面以上采用长护筒护壁，在灌注混凝土后拔出护筒循环使用。为方便施工、增加墙体刚度及减少工程投资，在偶数编号桩内设置钢筋笼骨架，奇数编号桩不设置钢筋。
4.硬咬合桩连续墙单桩施工工艺
（1）钻机就位：先测定桩位，然后将钻机行驶到位，将钻头中心与孔位中心对准，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直。
（2）钻进成孔：桩顶至基岩面段先钻直径1.0m导孔，成孔后及时安装内径95cm钢护筒护壁，然后钻基岩面以下段直径80cm桩孔。钻进过程中应随时监测成孔竖直度，若达不到要求应及时进行纠偏。
（3）清空及终孔检查：终孔后用清孔钻头停留于孔底上5～10cm处开钻旋转清孔，检查孔位、孔径、竖直度符合要求后方可进行下道工序。
（4）钢筋笼制作与安装：钢筋笼严格按图纸及规范要求制作，运至现场后采用汽车吊安装，下放时要吊直扶正稳慢进行。
（5）灌注混凝土：采用导管法水下灌注，严格按照施工技术规范要求进行施工，灌注时边灌边拔护筒，应注意保持护筒底低于混凝土面不小于2m。
5.工程实践效果与分析
通过项目部的精心组织，工程技术人员跟班技术服务及质量监控，施工班组17个夜以继日的辛劳，提前预期3天时间保质、安全地圆满完成了苏家浩大桥P2墩土围堰钻孔灌注咬合桩连续止水墙的施工，抽干围堰内积水后未见明显渗流，止水效果良好，到达了预期目的。咬合桩的施工技术要点为桩的竖直度、混凝土的缓凝时间等，经过工程实践分析，旋挖钻机为数控系统控制钻孔竖直度，钻孔过程中可随时根据仪表盘显示数据及时调整纠偏，成孔竖直度精度可达3‰以内，完全能够满足咬合桩咬合厚度质量技术要求；改变了咬合桩利用相邻桩混凝土初凝时间差实现咬合的传统工艺，采用硬切割法施工，利用旋挖钻机成孔在先灌注桩壁形成的粗躁面进行咬合，无需依赖传统工艺对混凝土超缓凝时间的要求，避免发生“管涌”事故。另外，只要控制好桩端进入基岩层深度，破坏基坑内与外界水的连通器作用，就能达到较好的止水效果。
6.结束语
钻孔灌注硬切割法咬合桩可适用于人工填土、淤泥、流沙、富水等不良地层，具有占用场地小、劳动组织简单、施工功效高、连接灵活、施工环保、止水效果佳、经济性好等优点。随着我国基础设施建设的快速发展，将会有越来越广泛的推广价值和应用前景，应用在地质条件复杂情况的桥梁基础工程施工，一定会取得良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
1、钻孔咬合桩作业指导书.建筑工程质量安全网，2012-11-12
2、黄立平，陈湘生，冯开典.基坑围护工程新技术——钻孔咬合桩.第三届基坑工程学术讨论论文（《工业建筑》增刊，2004）
3、屠春军.硬切割法钻孔咬合桩施工技术的应用.《建筑施工》第32卷第11期
【关键词】 硬咬合桩；深水河道；围堰止水；应用
1.前言
地下连续墙是通过专用的挖、冲槽设备，沿着地下建（构）筑物的周边按预定的位置，利用泥浆护壁开挖或冲钻出一定宽度与深度的沟槽，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋骨架，用特殊的方法接头分段用导管灌注水下混凝土，使之形成整体封闭围合的连续地下钢筋混凝土墙体，在建筑基坑中具有挡土、防渗水兼承受上部建筑荷载的作用等。钻孔灌注桩技术是建筑基础施工方法的一项重大技术革新，有效的解决了水下基础的施工问题，把水下作业改为在水上进行，其技术经济优越性十分突出，在全国城建、铁路、公路、水利等系统的基础工程中得到广泛的推广应用。利用钻孔灌注咬合桩在深水河道土围堰内形成连续墙，不仅有效的解决了围堰内基坑防渗水的问题，同时利用钻孔灌注桩施工技术，降低了常规地下连续墙施工工艺复杂、施工难度大等技术难点。
2.工程简况及方案选择
重庆木洞苏家浩大桥起于茶涪路，横跨长江河汊，止于桃花岛。主桥桥跨布置为4×80m+87m，采用上承式钢筋混凝土连续箱型拱桥，引桥采用36.4m钢筋混凝土实心板拱桥，桥梁总长469m，主桥桥墩为空心薄壁墩，主墩基础为扩大基础。根据设计文件要求，主桥P2、P5桥墩在枯水期间填筑土围堰拦水施工，施工期间桥墩距离岸边约20m左右，围堰中线处最大水深约为9.5m。桥位区出露地层主要有第四系全新统冲洪积层粉细砂，残破积低液限粘土，崩坡积低液限粘土，局部含第四系全新统填筑土，下伏基岩为侏罗系上统遂宁组泥岩。
土围堰一般适用于水位浅、流速低、河床土质渗水性小的河道内结构物围护拦水施工，筑堰前先清除堰底河床上的树根、石块等杂物，筑堰宜用粘性土或砂质粘土，自上游开始向下游合拢，填土出水面后应分层夯实。苏家浩大桥P2、P5墩土围堰但因河床斜坡坡角较大，填土入水液化较快顺坡滑流导致成型困难，P2墩围堰填筑粘土量达2万立方米仍未出水面，经业主组织专家组实地勘察研究确定，围堰填筑宽度适当加大，水面以下填料改为泥岩填筑。按照专家组意见，虽顺利完成围堰填筑施工，但布设8台φ160mm口径大功率水泵抽水至-0.7m后因渗流过大水位再不能继续下降，我们对设置钻孔灌注咬合桩连续墙、堰体内抗渗钢板桩及堰体注浆固结三种止水方式进行了对比，各种方案技术经济指标情况如下：
围堰止水方案技术经济指标对比表
方案名称 钻孔灌注咬合桩连续墙 堰体内抗渗钢板桩 堰体注浆固结
技术可行性 可行性好，受场地限制较小，操作灵活，但后期拆除较困难。 基本不可行，围堰水面下填筑料为泥岩，而且河床内堰体下极可能有原施工遗留的脚手架钢管、钢模板等杂物，钢板桩施打十分困难。 可行性一般，因堰体水面下填料为泥岩，其孔隙率较大，浆液渗流量较大。
经济
指标 需设置φ80cm钻孔灌注桩约230根共3000m，预计投入320万元。 需投入钢板桩约372t，预计投入230万元。 按双排梅花形布孔，预估注浆量约为3450m3（未计浆液渗流量），预计投入350万元。
施工
工期 采取跳孔施工的方式，現场可安排2台旋挖钻机同时施工，预计工期20天。 现场可安排2套插打设备同时施工，预计工期25天。 采用套管跟进钻孔效率较低，预计工期30天。
安全性 基岩面至桩顶段设置钢护筒循环使用防止塌孔，安全性较好。 地面作业，主要安全风险为钢板桩吊运，安全性好。 无较大安全风险，安全性好。
质量
控制 采用硬切割法施工主要技术难点为咬合桩竖直度控制，采取旋挖成孔较易保证。 钢板桩的接口咬合必须紧密才能有效防止渗水，施工难度较大、质量较难保证。 浆液易渗流，可能达不到堰体固结防渗效果，质量难以保证。
从上表可以看出，钻孔灌注硬切割法咬合桩连续墙方案虽然投入资金量大于堰体内抗渗钢板桩方案，但技术可行性、质量控制及施工工期方面均优于其他方案，围堰止水效果可以得到充分保证。在业主组织有关专家对该方案的评审和比较后，认为该方案可行，同时同意增加该施工方案的措施费用。因此，我们决定采用该方案。
3.硬咬合桩连续墙方案简述
钻孔灌注咬合桩连续墙止水是利用咬合桩围护结构的原理，在土围堰平面上沿一轴线设置单排钻孔桩，相邻的桩互相搭接咬合形成桩列式地下止水墙。苏家浩大桥P2墩土围堰钻孔灌注咬合桩连续墙采用φ80cm桩径，根据旋挖钻机成孔竖直度控制工作性能指标确定咬合距离为10cm，即桩中心间距70cm，嵌入岩层不小于3倍桩径。桩采用跳孔方式施工，先钻孔导管法水下灌注奇数编号桩，待混凝土强度达到10Mpa后采取硬切割法进行偶数编号桩（即咬合桩）施工。因围堰水面下为泥岩填筑其孔隙率较大，不可采取泥浆护壁施工，基岩面以上采用长护筒护壁，在灌注混凝土后拔出护筒循环使用。为方便施工、增加墙体刚度及减少工程投资，在偶数编号桩内设置钢筋笼骨架，奇数编号桩不设置钢筋。
4.硬咬合桩连续墙单桩施工工艺
（1）钻机就位：先测定桩位，然后将钻机行驶到位，将钻头中心与孔位中心对准，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直。
（2）钻进成孔：桩顶至基岩面段先钻直径1.0m导孔，成孔后及时安装内径95cm钢护筒护壁，然后钻基岩面以下段直径80cm桩孔。钻进过程中应随时监测成孔竖直度，若达不到要求应及时进行纠偏。
（3）清空及终孔检查：终孔后用清孔钻头停留于孔底上5～10cm处开钻旋转清孔，检查孔位、孔径、竖直度符合要求后方可进行下道工序。
（4）钢筋笼制作与安装：钢筋笼严格按图纸及规范要求制作，运至现场后采用汽车吊安装，下放时要吊直扶正稳慢进行。
（5）灌注混凝土：采用导管法水下灌注，严格按照施工技术规范要求进行施工，灌注时边灌边拔护筒，应注意保持护筒底低于混凝土面不小于2m。
5.工程实践效果与分析
通过项目部的精心组织，工程技术人员跟班技术服务及质量监控，施工班组17个夜以继日的辛劳，提前预期3天时间保质、安全地圆满完成了苏家浩大桥P2墩土围堰钻孔灌注咬合桩连续止水墙的施工，抽干围堰内积水后未见明显渗流，止水效果良好，到达了预期目的。咬合桩的施工技术要点为桩的竖直度、混凝土的缓凝时间等，经过工程实践分析，旋挖钻机为数控系统控制钻孔竖直度，钻孔过程中可随时根据仪表盘显示数据及时调整纠偏，成孔竖直度精度可达3‰以内，完全能够满足咬合桩咬合厚度质量技术要求；改变了咬合桩利用相邻桩混凝土初凝时间差实现咬合的传统工艺，采用硬切割法施工，利用旋挖钻机成孔在先灌注桩壁形成的粗躁面进行咬合，无需依赖传统工艺对混凝土超缓凝时间的要求，避免发生“管涌”事故。另外，只要控制好桩端进入基岩层深度，破坏基坑内与外界水的连通器作用，就能达到较好的止水效果。
6.结束语
钻孔灌注硬切割法咬合桩可适用于人工填土、淤泥、流沙、富水等不良地层，具有占用场地小、劳动组织简单、施工功效高、连接灵活、施工环保、止水效果佳、经济性好等优点。随着我国基础设施建设的快速发展，将会有越来越广泛的推广价值和应用前景，应用在地质条件复杂情况的桥梁基础工程施工，一定会取得良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
1、钻孔咬合桩作业指导书.建筑工程质量安全网，2012-11-12
2、黄立平，陈湘生，冯开典.基坑围护工程新技术——钻孔咬合桩.第三届基坑工程学术讨论论文（《工业建筑》增刊，2004）
3、屠春军.硬切割法钻孔咬合桩施工技术的应用.《建筑施工》第32卷第11期