地铁工程咬合桩围护结构施工及质量监理
摘 要:结合天津地铁 3 号线华苑站围护结构施工实践，介绍了地铁工程咬合桩围护结构施工工艺及施工质量监理控制要点，着重阐述了各工序监理过程中控制要点及技术要求，对今后同类咬合桩围护结构施工具有一定指导意义。
关键词:钻孔咬合桩，基坑，围护结构，监理
钻孔咬合桩是一种较新型的基坑围护结构形式，咬合桩单排布置，相邻桩相互咬合( 桩圆周相交) ，从而形成能起到挡土、承重、止水等作用的钢筋混凝土“桩墙”，目前已在多地的建筑深基坑围护结构中得到应用。天津地铁 3 号线华苑站围护结构即采用钻孔咬合桩，其刚度、防水等性能是否合格直接关系到车站基坑开挖及主体结构施工能否安全、顺利，这就要求在咬合桩施工过程中对桩体的混凝土强度、成桩垂直度、桩体之间的咬合厚度等进行严格控制，确保达到有关质量标准要求，才能实现围护结构的预期效果。对此，以下结合本工程实例浅述咬合桩施工及监理质量控制要点、方法及体会。
1 工程概况
天津地铁3 号线华苑站车站主体全长 204． 7 m，为两柱三跨双层框架结构，地下岛式站台。车站基坑开挖深度 16． 5 m ～18． 5 m，主体围护结构采用钻孔咬合桩直径为 1 000 mm、间距 750 mm，相邻两桩咬合 250 mm，桩长为 26 m ～29． 2 m，数量 693 根。咬合桩分为 A 桩和 B 桩，A 桩为 C30( 钢筋) 混凝土，B 桩为 C15 素混凝土。根据施工工作量，华苑站拟投入四台桩机同时进行施工，另外现场备用一台桩机以保证施工的连续性。
2 工艺介绍
钻孔咬合桩采用全套管钻机钻孔施工，桩的排列方式为一根钢筋混凝土桩( A 桩) 和一根素混凝土桩( B 桩) 依次排列，相邻单桩之间相互咬合而形成桩墙。为便于切割及达到咬合，B 桩混凝土应采用超缓凝混凝土，而且必须在 B 桩混凝土初凝之前完成 A桩的施工。A 桩成孔施工时采用全套管钻机取土并同时切割相邻B 桩相交部分的混凝土，再浇筑 A 桩混凝土与 B 桩实现咬合。总的施工原则是先施工 B 桩，后施工 A 桩，其施工工艺流程是: B1→B2→A1→B3→A2→B4→A3…，如图 1 所示。
3 施工质量监理控制要点
3． 1 施工准备工作监理
1) 检查场地平整、道路、施工用水、用电准备情况，障碍物的拆迁、改移工作; 2) 审查承包商的施工组织设计; 3) 组织设计单位向承包商进行设计交底; 4) 检查施工机械、设备、工器具是否齐全，状态是否良好，所用机械是否与施工组织设计一致; 5) 要求承包商对进场的钢筋、水泥、砂、石等材料及时报验，进场材料必须有出厂合格证及有关质保资料，并按有关规定见证送检。商品混凝土应提供配合比试验单; 6) 检查施工人员资质，审查是否持证上岗。检查各种衡器、量具、计量装置是否经过校验，是否合格。
3． 2 咬合桩施工过程监理
3． 2． 1 咬合桩混凝土导墙施工监理
为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，需在桩顶地面施作混凝土导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步。
1) 检查导墙沟槽开挖是否符合设计要求，应有承包商测量专业人员设定轴线及角点，并检查其布设导墙中线及桩位是否正确;2) 检查导墙的地基是否夯实，导墙背后是否用粘性土回填夯实; 3) 测量核对模板的位置，模板应具有足够的承载能力、刚性和稳定性能，能可靠的承受新浇筑混凝土的自重和侧压力，保证导墙混凝土的施工质量; 4) 导墙混凝土的施工质量应严格按照混凝土结构工程施工及验收规范的要求施工，导墙拆模后，做好养护。导墙内壁面垂直度允许偏差为 3‰。
3． 2． 2 咬合桩成孔施工监理
1) 因咬合桩 B 桩为超缓凝混凝土，咬合桩正式施工前应作试验，把握好施作 B 桩和 A 桩的最佳间隔时间，并在 B 桩初凝前及时切割成孔施作 A 桩。经现场试验确定 B 桩超缓凝混凝土缓凝时间不小于 72 h。2) 咬合桩桩孔钻进使用的双壁钢套管的厚度应不小于 40 mm，连接套管的螺栓和螺母要满足强度和刚度的要求，使其即使在坚硬地层仍可保持整体垂直。3) 套管安装时，其垂直度必须校验，套管安放的垂直度不得超过 3‰，特别是第一节套管垂直度将影响整个桩的垂直度。钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正。首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检查和校正。单节套管( 8 m) 的顺直度偏差应不大于4 mm，整根套管( 26 m ～30 m) 的顺直度偏差应不大于20 mm。另外，要加强成孔过程中地面以上及孔深范围内垂直度的检查与控制，发现问题，及时采取纠偏措施。4) 检查承包商制定的防止和克服 A 桩成孔时来自 B 桩混凝土“管涌”的措施方案，主要控制在施工过程中应使钻进中套管超前于冲抓面一定距离( 1． 5 m ～2． 0 m) ，使孔内留足一定厚度的反压土层，防止“管涌”。5) 当遇到坚硬地层套管很难进入时，应使用带有圆锥钻凿并配有捞取装置的短螺旋钻、旋转斗或岩心钻，将套管内的土壤破碎取出，直至预挖深度低于套管下端 0． 5 m 以上。预挖深度取决于地层的稳定性。6) 套管入土深度符合设计要求后，测量孔深，检查孔底地质情况是否与设计一致，确定终孔标高、桩长和入岩情况，检查孔内虚土和沉渣的清除，要求虚土沉渣厚度不得大于100 mm。若出现地质情况与勘查不符时，应请设计单位定出处理方案。
3． 2． 3 咬合桩钢筋笼施工监理
1) 检查钢筋笼是否按设计要求制作。2) 钢筋焊接前，必须对焊工进行焊接试验考核，考核合格后方可施焊。3) 检查主筋的搭焊接是否相互错开规定位置及同一接头区域接头数量不得超过钢筋总数的一半。
4) 主筋接头宜采用对焊，钢筋笼主筋也可采用搭接焊，焊缝长度单面焊为 10d，双面焊时不得小于 5d。
5) 钢筋笼吊运时检查承包商是否采取适当措施防止扭转、弯曲。6) 检查钢筋笼的保护层厚度是否满足设计要求( 80 mm) 。7) 钢筋笼制作允许偏差应符合设计和规范规定。8) 成孔检测合格后即可安放钢筋笼，钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为 ±100 mm。钢筋笼放至设计标高后立即固定。
3． 2． 4 咬合桩混凝土施工监理
1) 在混凝土浇筑之前，其配合比应通过试验确定并经监理工程师审批通过，混凝土内氯离子、碱含量均应满足设计要求数值。混凝土坍落度宜采用 160 mm ～220 mm。2) 混凝土配合比须满足设计要求的抗压强度等级、抗渗性能指标，配合比试配设计强度应按水下混凝土考虑，比设计图纸要求的强度高一等级。3) 孔内无水浇筑混凝土时，一般应用导管法浇筑。检查并保证导管口距桩底高度保持在 2 m 以内，连续浇筑，振捣密实，如需中断浇筑时，其中断时间 A 桩不得超过混凝土初凝时间( 约1．5 h ～2．5 h) ，
B 桩因为超缓凝混凝土，可适当放宽时限。4) 当孔内渗水多，漏水较大时，应采用水下灌注施工法，灌注水下混凝土的导管和隔水栓的构造及使用应符合施工规范中有关规定。开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入地下混凝土中 1 m 以上深度的混凝土储存量。为保证水下混凝土的灌注能顺利进行，灌注前应拟定灌注方案，主要机具应有备用，灌注前应进行试运转。5) 套管应随桩体混凝土灌注逐段拔出，并始终保持套管底端低于混凝土面 2． 5 m 以上，严禁强行上拔。同时，桩钢筋笼上应设置防止钢筋笼随套管“上浮”的装置。6) 对 B 桩混凝土应使用缓凝剂或小骨料混凝土，预拌混凝土的初凝时间应视地质
情况及钻孔速度而定，宜从最不利的情况考虑控制终凝时间。应督促承包商提前做好混凝土供应商提供的混凝土缓凝时间的试验，检查是否达到承包商的要求，做好记录以备查对。7) 灌注混凝土时，监理人员按规定进行旁站并做好记录。8) 每根桩留置混凝土强度试块不得少于一组; 抗渗试块组数按规范留取( 1 组/500 m3) 。
3． 3 咬合桩的检验和验收
1) 咬合桩的允许偏差应符合表 1 的规定。
2) 咬合桩抽芯检测数量按规程规范和设计图纸要求执行，按一般经验: 每车站( 区间) 咬合桩抽检数为 1%，且不少于 5 根。
3) 检查合格后，承包商填写混凝土和钢筋混凝土咬合桩分项工程质量检验评定表报监理进行验收，验收工作请业主、设计、勘察、质监等单位参加。
3． 4 特殊情况施工监理
对于施工中遇到的桩孔偏斜较大、地下障碍物、管涌以及分段施工接头的处理等特殊情况和部位，在咬合桩正式施工前要求施工单位编制应急处理措施及预案报监理审批，施工时遇到具体问题情况，要求承包商严格按照已审批的方案执行，保证施工正常进行。
4 结语
通过华苑站施工及监理，总体上达到了咬合桩围护结构预期的效果，基本上保证了深基坑土方开挖和主体结构施工的需要，存在的问题是，随着咬合桩及基坑深度的增加，桩间咬合止水的效果随之有所下降，尤其是在基坑转角部位渗漏较多，施工中也采取了高压旋喷注浆等措施进行处理，收到了一定效果。以上问题还有待于在今后工程实践中认真加以解决。
参考文献:
［1］ 徐勇强． 多种支护形式在基坑围护中的结合应用［J］． 山西建筑，2010，36( 4) :135-136．
地铁工程咬合桩围护结构施工及质量监理
摘 要:结合天津地铁 3 号线华苑站围护结构施工实践，介绍了地铁工程咬合桩围护结构施工工艺及施工质量监理控制要点，着重阐述了各工序监理过程中控制要点及技术要求，对今后同类咬合桩围护结构施工具有一定指导意义。
关键词:钻孔咬合桩，基坑，围护结构，监理
钻孔咬合桩是一种较新型的基坑围护结构形式，咬合桩单排布置，相邻桩相互咬合( 桩圆周相交) ，从而形成能起到挡土、承重、止水等作用的钢筋混凝土“桩墙”，目前已在多地的建筑深基坑围护结构中得到应用。天津地铁 3 号线华苑站围护结构即采用钻孔咬合桩，其刚度、防水等性能是否合格直接关系到车站基坑开挖及主体结构施工能否安全、顺利，这就要求在咬合桩施工过程中对桩体的混凝土强度、成桩垂直度、桩体之间的咬合厚度等进行严格控制，确保达到有关质量标准要求，才能实现围护结构的预期效果。对此，以下结合本工程实例浅述咬合桩施工及监理质量控制要点、方法及体会。
1 工程概况
天津地铁3 号线华苑站车站主体全长 204． 7 m，为两柱三跨双层框架结构，地下岛式站台。车站基坑开挖深度 16． 5 m ～18． 5 m，主体围护结构采用钻孔咬合桩直径为 1 000 mm、间距 750 mm，相邻两桩咬合 250 mm，桩长为 26 m ～29． 2 m，数量 693 根。咬合桩分为 A 桩和 B 桩，A 桩为 C30( 钢筋) 混凝土，B 桩为 C15 素混凝土。根据施工工作量，华苑站拟投入四台桩机同时进行施工，另外现场备用一台桩机以保证施工的连续性。
2 工艺介绍
钻孔咬合桩采用全套管钻机钻孔施工，桩的排列方式为一根钢筋混凝土桩( A 桩) 和一根素混凝土桩( B 桩) 依次排列，相邻单桩之间相互咬合而形成桩墙。为便于切割及达到咬合，B 桩混凝土应采用超缓凝混凝土，而且必须在 B 桩混凝土初凝之前完成 A桩的施工。A 桩成孔施工时采用全套管钻机取土并同时切割相邻B 桩相交部分的混凝土，再浇筑 A 桩混凝土与 B 桩实现咬合。总的施工原则是先施工 B 桩，后施工 A 桩，其施工工艺流程是: B1→B2→A1→B3→A2→B4→A3…，如图 1 所示。
3 施工质量监理控制要点
3． 1 施工准备工作监理
1) 检查场地平整、道路、施工用水、用电准备情况，障碍物的拆迁、改移工作; 2) 审查承包商的施工组织设计; 3) 组织设计单位向承包商进行设计交底; 4) 检查施工机械、设备、工器具是否齐全，状态是否良好，所用机械是否与施工组织设计一致; 5) 要求承包商对进场的钢筋、水泥、砂、石等材料及时报验，进场材料必须有出厂合格证及有关质保资料，并按有关规定见证送检。商品混凝土应提供配合比试验单; 6) 检查施工人员资质，审查是否持证上岗。检查各种衡器、量具、计量装置是否经过校验，是否合格。
3． 2 咬合桩施工过程监理
3． 2． 1 咬合桩混凝土导墙施工监理
为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，需在桩顶地面施作混凝土导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步。
1) 检查导墙沟槽开挖是否符合设计要求，应有承包商测量专业人员设定轴线及角点，并检查其布设导墙中线及桩位是否正确;2) 检查导墙的地基是否夯实，导墙背后是否用粘性土回填夯实; 3) 测量核对模板的位置，模板应具有足够的承载能力、刚性和稳定性能，能可靠的承受新浇筑混凝土的自重和侧压力，保证导墙混凝土的施工质量; 4) 导墙混凝土的施工质量应严格按照混凝土结构工程施工及验收规范的要求施工，导墙拆模后，做好养护。导墙内壁面垂直度允许偏差为 3‰。
3． 2． 2 咬合桩成孔施工监理
1) 因咬合桩 B 桩为超缓凝混凝土，咬合桩正式施工前应作试验，把握好施作 B 桩和 A 桩的最佳间隔时间，并在 B 桩初凝前及时切割成孔施作 A 桩。经现场试验确定 B 桩超缓凝混凝土缓凝时间不小于 72 h。2) 咬合桩桩孔钻进使用的双壁钢套管的厚度应不小于 40 mm，连接套管的螺栓和螺母要满足强度和刚度的要求，使其即使在坚硬地层仍可保持整体垂直。3) 套管安装时，其垂直度必须校验，套管安放的垂直度不得超过 3‰，特别是第一节套管垂直度将影响整个桩的垂直度。钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正。首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检查和校正。单节套管( 8 m) 的顺直度偏差应不大于4 mm，整根套管( 26 m ～30 m) 的顺直度偏差应不大于20 mm。另外，要加强成孔过程中地面以上及孔深范围内垂直度的检查与控制，发现问题，及时采取纠偏措施。4) 检查承包商制定的防止和克服 A 桩成孔时来自 B 桩混凝土“管涌”的措施方案，主要控制在施工过程中应使钻进中套管超前于冲抓面一定距离( 1． 5 m ～2． 0 m) ，使孔内留足一定厚度的反压土层，防止“管涌”。5) 当遇到坚硬地层套管很难进入时，应使用带有圆锥钻凿并配有捞取装置的短螺旋钻、旋转斗或岩心钻，将套管内的土壤破碎取出，直至预挖深度低于套管下端 0． 5 m 以上。预挖深度取决于地层的稳定性。6) 套管入土深度符合设计要求后，测量孔深，检查孔底地质情况是否与设计一致，确定终孔标高、桩长和入岩情况，检查孔内虚土和沉渣的清除，要求虚土沉渣厚度不得大于100 mm。若出现地质情况与勘查不符时，应请设计单位定出处理方案。
3． 2． 3 咬合桩钢筋笼施工监理
1) 检查钢筋笼是否按设计要求制作。2) 钢筋焊接前，必须对焊工进行焊接试验考核，考核合格后方可施焊。3) 检查主筋的搭焊接是否相互错开规定位置及同一接头区域接头数量不得超过钢筋总数的一半。
4) 主筋接头宜采用对焊，钢筋笼主筋也可采用搭接焊，焊缝长度单面焊为 10d，双面焊时不得小于 5d。
5) 钢筋笼吊运时检查承包商是否采取适当措施防止扭转、弯曲。6) 检查钢筋笼的保护层厚度是否满足设计要求( 80 mm) 。7) 钢筋笼制作允许偏差应符合设计和规范规定。8) 成孔检测合格后即可安放钢筋笼，钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为 ±100 mm。钢筋笼放至设计标高后立即固定。
3． 2． 4 咬合桩混凝土施工监理
1) 在混凝土浇筑之前，其配合比应通过试验确定并经监理工程师审批通过，混凝土内氯离子、碱含量均应满足设计要求数值。混凝土坍落度宜采用 160 mm ～220 mm。2) 混凝土配合比须满足设计要求的抗压强度等级、抗渗性能指标，配合比试配设计强度应按水下混凝土考虑，比设计图纸要求的强度高一等级。3) 孔内无水浇筑混凝土时，一般应用导管法浇筑。检查并保证导管口距桩底高度保持在 2 m 以内，连续浇筑，振捣密实，如需中断浇筑时，其中断时间 A 桩不得超过混凝土初凝时间( 约1．5 h ～2．5 h) ，
B 桩因为超缓凝混凝土，可适当放宽时限。4) 当孔内渗水多，漏水较大时，应采用水下灌注施工法，灌注水下混凝土的导管和隔水栓的构造及使用应符合施工规范中有关规定。开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入地下混凝土中 1 m 以上深度的混凝土储存量。为保证水下混凝土的灌注能顺利进行，灌注前应拟定灌注方案，主要机具应有备用，灌注前应进行试运转。5) 套管应随桩体混凝土灌注逐段拔出，并始终保持套管底端低于混凝土面 2． 5 m 以上，严禁强行上拔。同时，桩钢筋笼上应设置防止钢筋笼随套管“上浮”的装置。6) 对 B 桩混凝土应使用缓凝剂或小骨料混凝土，预拌混凝土的初凝时间应视地质
情况及钻孔速度而定，宜从最不利的情况考虑控制终凝时间。应督促承包商提前做好混凝土供应商提供的混凝土缓凝时间的试验，检查是否达到承包商的要求，做好记录以备查对。7) 灌注混凝土时，监理人员按规定进行旁站并做好记录。8) 每根桩留置混凝土强度试块不得少于一组; 抗渗试块组数按规范留取( 1 组/500 m3) 。
3． 3 咬合桩的检验和验收
1) 咬合桩的允许偏差应符合表 1 的规定。
2) 咬合桩抽芯检测数量按规程规范和设计图纸要求执行，按一般经验: 每车站( 区间) 咬合桩抽检数为 1%，且不少于 5 根。
3) 检查合格后，承包商填写混凝土和钢筋混凝土咬合桩分项工程质量检验评定表报监理进行验收，验收工作请业主、设计、勘察、质监等单位参加。
3． 4 特殊情况施工监理
对于施工中遇到的桩孔偏斜较大、地下障碍物、管涌以及分段施工接头的处理等特殊情况和部位，在咬合桩正式施工前要求施工单位编制应急处理措施及预案报监理审批，施工时遇到具体问题情况，要求承包商严格按照已审批的方案执行，保证施工正常进行。
4 结语
通过华苑站施工及监理，总体上达到了咬合桩围护结构预期的效果，基本上保证了深基坑土方开挖和主体结构施工的需要，存在的问题是，随着咬合桩及基坑深度的增加，桩间咬合止水的效果随之有所下降，尤其是在基坑转角部位渗漏较多，施工中也采取了高压旋喷注浆等措施进行处理，收到了一定效果。以上问题还有待于在今后工程实践中认真加以解决。
参考文献:
［1］ 徐勇强． 多种支护形式在基坑围护中的结合应用［J］． 山西建筑，2010，36( 4) :135-136．