(上海市水務(wù)建設(shè)工程安全質(zhì)量監(jiān)督中心站，上海 200232)

近年來，咬合樁被廣泛應(yīng)用于高層建筑和市政地下工程的深基坑圍護(hù)中。目前，國內(nèi)學(xué)者對(duì)咬合樁的研究主要集中在咬合樁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、施工技術(shù)和超緩凝混凝土的配置等方面。

咬合樁成孔垂直度高，各樁間緊密咬合，止水效果好；采用全套管鉆機(jī)，成樁過程中始終有鋼套管護(hù)壁，無需排放泥漿，有助于文明施工和城市環(huán)境保護(hù)；能有效防止孔內(nèi)流砂、涌泥，保證無坍孔，成樁質(zhì)量高；對(duì)沉降和變位容易控制，能緊鄰相近的建筑物和地下管線施工，可減少對(duì)周邊環(huán)境影響[1]。綜合以上優(yōu)點(diǎn)，咬合樁在施工環(huán)境要求高、樁基要求具有止水功能的城市水利建設(shè)中具有廣闊的發(fā)展前景。上海市咬合樁應(yīng)用于水利工程永久性結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的項(xiàng)目越來越多，但目前施工工藝參數(shù)控制和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)并未有相應(yīng)規(guī)范。本文將結(jié)合南外灘濱水岸線綜合改造工程實(shí)例，分析研究軟咬合樁施工工藝和相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

1 工程背景

南外灘濱水岸線綜合改造工程位于上海市黃浦江左岸，實(shí)施范圍北起復(fù)興東路輪渡站南邊界，南至萬豫碼頭街，西至外馬路東側(cè)人行道邊線，東至規(guī)劃碼頭前沿控制線，岸線全長約842m。主要建設(shè)內(nèi)容包括拆除重建老防汛墻，新建并加固親水平臺(tái)和綠化。防汛墻結(jié)構(gòu)采用單排咬合樁基礎(chǔ)+“L”形擋墻結(jié)構(gòu)型式。

2 咬合樁特點(diǎn)

綜合比較咬合柱和灌注樁兩種不同樁基方案(如圖1、圖2所示)，得出采用咬合樁斷面具有以下優(yōu)點(diǎn)：?在施工工作面有限的情況下，咬合樁占地少，施工距離地下管線較遠(yuǎn)，而灌注樁緊鄰?fù)怦R路下供電管線，施工很可能破壞管線；?咬合樁本身具有止水功能，且穿越富水地層時(shí)無需其他輔助措施，施工操作簡單，而灌注樁樁間需增設(shè)高壓旋噴樁止水；?咬合樁全回轉(zhuǎn)套管機(jī)結(jié)合清障一次性成孔，節(jié)省工期，而灌注樁需邊清障邊成孔，施工速度慢。

圖1 咬合樁基礎(chǔ)斷面 (單位：mm)

圖2 灌注樁基礎(chǔ)斷面 (單位：mm)

3 咬合樁施工工藝

3.1 咬合樁定義和適用范圍

咬合樁指在施工過程中通過機(jī)械磨孔、套管下壓、管內(nèi)抓斗取土等施工工藝，使得平面范圍內(nèi)相鄰混凝土樁相互咬合搭接形成的具有擋土和止水作用的連續(xù)樁墻[2]。咬合根據(jù)施工機(jī)械的不同，分為全套管鉆孔咬合樁、旋挖咬合樁；根據(jù)樁身材料的不同，分為素混凝土樁和鋼筋混凝土樁咬合、雙鋼筋籠咬合樁、水泥土砂漿樁。

咬合樁適用于軟土及富水地層中施工，尤其在工期緊、造價(jià)低、防水要求高、施工環(huán)境要求高的繁華市區(qū)和周邊建筑物密集地區(qū)。

3.2 排樁施工工藝原理

圖3 咬合樁施工順序

根據(jù)咬合樁按切割時(shí)混凝土是否凝固可分為硬切割全套管咬合樁和軟切割全套管咬合樁(軟咬合樁)[3]。軟咬合樁分為Ⅰ序(方鋼筋籠樁)和Ⅱ序樁(圓鋼筋籠樁)，Ⅰ序和Ⅱ序樁間隔布置，施工時(shí)先施工Ⅰ序樁，后施工Ⅱ序樁，Ⅰ序樁混凝土采用超緩凝混凝土，要求Ⅱ序樁必須在Ⅰ序樁混凝土初凝前進(jìn)行切割成孔。施工組織如圖3所示，應(yīng)按Ⅰ1→Ⅰ2→Ⅱ1→Ⅰ3→Ⅱ2→Ⅰ4→Ⅱ3順序組織施工，使回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在相同的阻力下切割，保證成孔精度控制。

3.3 單樁施工工藝流程

咬合樁單樁施工工藝流程如圖4所示：

圖4 單樁施工工藝流程

3.3.1 導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻厚度為300mm，導(dǎo)墻定位孔直徑應(yīng)大于套管直徑20mm，導(dǎo)墻頂部稍高于地面100mm，以防止地表水進(jìn)入樁孔內(nèi),導(dǎo)墻施工平面圖如圖5所示。導(dǎo)墻內(nèi)配φ16@250雙向鋼筋，與硬化地面鋼筋相連。導(dǎo)墻的混凝土等級(jí)不低于C25。

圖5 導(dǎo)墻施工平面

3.3.2 樁機(jī)和套管準(zhǔn)備

采用φ1000的雙壁鋼套管，使用前應(yīng)進(jìn)行套管順直度的檢查和校正。將全回轉(zhuǎn)套管機(jī)的中心或定位器中心與樁位中心對(duì)齊，并調(diào)整鉆機(jī)的水平度，保證導(dǎo)桿及套管的垂直度。鋼套管安裝好后，應(yīng)進(jìn)行垂直度復(fù)測。

3.3.3 樁成孔施工

該工程基礎(chǔ)施工時(shí)地面上部10m以上有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物，采用CD全回轉(zhuǎn)套管機(jī)結(jié)合清障一次性成孔，而灌注樁施工時(shí)清障難度高，咬合樁施工速度優(yōu)勢明顯。邊旋轉(zhuǎn)鋼套管邊抓土，鋼套管的深度比管內(nèi)土面深3～5m。Ⅰ序樁為方籠先施工無需咬合，Ⅱ序樁成孔時(shí)在Ⅰ序樁混凝土初凝前進(jìn)行軟咬合，切割咬合時(shí)要控制垂直度，放慢鉆進(jìn)速度，注意防止Ⅰ序樁管涌現(xiàn)象[4]。

3.3.4 吊放鋼筋籠

采用80t履帶吊雙勾多點(diǎn)緩慢起吊，嚴(yán)防鋼筋籠變形，鋼筋籠單節(jié)全籠吊裝，長度為18.5m。鋼筋籠的保護(hù)塊采用滾輪式的高強(qiáng)度水泥砂漿保護(hù)塊。為防止起拔鋼套管時(shí)鋼筋籠上浮，在鋼筋籠底部設(shè)置3～5mm抗浮鋼板。Ⅰ序樁方籠下放后咬合處用PVC管進(jìn)行固定保護(hù)，以防止Ⅱ序樁成孔時(shí)切割咬合損傷鋼筋，鋼筋籠安裝精度控制見圖6。

圖6 鋼筋籠安裝精度控制(單位：mm)

3.3.5 混凝土澆筑

Ⅰ序樁采用超緩凝混凝土，Ⅱ序樁采用普通水下混凝土。混凝土澆筑前進(jìn)行現(xiàn)場坍落度試驗(yàn)并制作混凝土試塊?；炷凉嘧?yīng)連續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)管埋入深度宜保持在3～10m之間。一邊灌注一邊拔套管，確保混凝土高出套管底端不小于2.5m?；炷恋膶?shí)際灌注高度宜超灌1～2m，確保樁頂混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

4 咬合樁施工質(zhì)量控制與檢測

鉆孔咬合樁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵是原材料質(zhì)量、樁身垂直度和混凝土緩凝時(shí)間。

4.1 導(dǎo)墻施工

在咬合樁頂部設(shè)置混凝土導(dǎo)墻，能保證鉆孔咬合樁孔口的精確度，并提高就位效率，導(dǎo)墻施工應(yīng)控制平面偏差和垂直度，具體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法見表1。

表1 導(dǎo)墻施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法

4.2 成孔施工

全套管回轉(zhuǎn)鉆成孔過程中，對(duì)孔位、孔深、垂直度和沉渣厚度等進(jìn)行檢查，具體量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法見表2。

表2 成孔施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法

4.3 鋼筋籠制作

在吊裝鋼筋籠前應(yīng)進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，檢查鋼筋籠直徑、主筋長度和間距、鋼筋籠安裝深度、混凝土保護(hù)層厚度等，具體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法見表3。

表3 鋼筋籠制作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法

4.4 混凝土灌注

混凝土澆筑過程中應(yīng)檢查混凝土坍落度、充盈系數(shù)等，超緩凝混凝土應(yīng)注意早期凝結(jié)時(shí)間控制，水下混凝土應(yīng)注意后期強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。施工結(jié)束后應(yīng)按一定比例進(jìn)行外觀檢查和樁身完整性檢測，具體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法見表4。

表4 混凝土澆筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法

4.5 質(zhì)量檢測

施工完成后應(yīng)按一定比例進(jìn)行外觀檢查和樁身完整性檢測(見表5)。開挖至樁頂標(biāo)高以下1.5m檢查樁身咬合效果和垂直度，是否滲水，應(yīng)采用超聲波方法進(jìn)行樁身完整性檢測。

表5 咬合樁質(zhì)量檢測

5 結(jié) 論

南外灘濱水岸線綜合改造工程防汛墻采用咬合樁基礎(chǔ)，施工速度快，環(huán)境影響小。咬合樁施工過程中按照以上檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際成樁樁體經(jīng)超聲波檢測均為Ⅰ類樁，施工質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良等級(jí)。本文研究成果可為今后城市水利工程中咬合樁的質(zhì)量控制提供參考和借鑒。