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摘要：素混凝土咬合桩在深基坑止水中的应用取得了成功，证明了素混凝土咬合桩作为基坑止漏的一项补救措施是可行的。本文结合广州市仑头~生物岛隧道工程岸上段深基坑施工，分析了素混凝土咬合桩的施工要点，总结了施工经验，为类似工程提供参考。
关键词：素混凝土咬合桩施工技术
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1工程概况
广州市仑头~生物岛隧道工程北岸端头位于仑头海河道，伸出堤岸约20米，里程为K0+449，河道施工区域采用了模袋砂围堰及填砂筑岛形成岸上施工平台，砂岛顶面标高为7.5米。端头原设计采用了钢管桩+桩间旋喷+素混凝土连续墙的围护结构形式，钢管桩底标高-27.7米，素混凝土连续墙及桩间旋喷桩底标高-16.386米。基坑底标高为-13.286米，内支撑采用2道钢筋混凝土支撑和4道钢支撑。
本次进行施工的为增加部分，即在素混凝土连续墙外侧2.5米位置增加一排钻孔咬合灌注素混凝土桩（φ1000@850），桩间采用120度摆喷桩（直径为800mm），灌注桩及摆喷桩桩长均为37.1米。施工桩数为：钻孔灌注桩61条，摆喷桩120条。
2钻孔咬合桩施工方法及技术措施
2.1施工放样及护筒埋设
根据布设的测量控制网（点）進行桩位放样，并把桩位点固定在木桩上。护筒采用内径比桩径大50mm、高1500mm的钢护筒，护筒埋设时，将木桩上的桩位点外放，并在周边填实粘土。钢护筒埋设后，再将桩位回放并经校核后，在钢护筒顶面上标出桩中心“十字”控制点，并测定护筒顶面控制点高程。
2.2护壁泥浆的拌制及控制指标
泥浆主要起维护孔壁的稳定，悬浮碴土和冷却、润滑钻头的作用，本工程采用膨润土制备泥浆并辅助粘土块抛入槽孔制浆，泥浆质量控制指标见下表：
膨润土泥浆性能指标表
在施工过程中，经常对泥浆的性能进行测定，发现问题及时纠正。
2.3造孔
(a) 造孔机具
根据工程地质情况，造孔机具选用SP-300型钻机，钻头选用的笼式钻头（镶
焊硬质合金）。
(b) 钻孔
钻机就位平正、准确，钻孔前以护筒顶面标定的桩中心“十字”控制点校正
钻孔孔位。钻孔时，利用泥浆泵压送高压泥浆通过钻杆从钻头底端喷出，与钻碎的渣土混合，然后不断由孔底向孔口溢出，如此连续钻进、排渣形成桩孔。
2.4成孔垂直度控制
本项目钻孔桩垂直度要求达到1/150~1/200，为了达到此项要求，采取如下措施：
① 采用SP-300型钻机，钻杆不小于89mm，确保钻杆具备较大的刚度。
② 成孔前必须在孔口设圆形钢护筒，主要用于开钻时定位导向，同时起保护孔口和维护泥浆面的作用。钢护筒深1500mm，内径比桩径大50mm。开钻前钻头对准护筒中心，偏差不超过5mm，要求缓慢钻进，确保开孔垂直度良好。
③ 成孔过程中钻进速度根据不同地层选用相应的钻进速度，在淤泥或淤泥质土层中的钻进速度控制在≤5m/h，在砂层中的钻进速度控制在≤3m/h，在硬土或风化岩的钻进速度控制在≤2m/h并确保钻机不发生跳动、电机不超负荷，咬合部分钻进速度控制在≤1.2m/h。在同一地层中的钻进速度尽量保持匀速，在临近下一土层时，将钻进速度减慢，缓缓进入并穿过交接面后再对进尺速度进行适当调整。 (各阶段的钻进速度通过工艺性试桩后再进一步优化)
④ 成孔过程中，每进尺1~2m要吊线锤检查钻杆垂直度情况，如发现钻杆偏斜应立即停止钻进，进行纠偏。钻孔达到设计深度后，提起钻头，吊放检孔器，检查成孔的垂直度，检孔器采用长2m、外径为900mm（600mm）的钢筒，用钢丝绳一端系于钢筒的轴心，另一端以滑轮固定在孔口上方２～３米位置，于孔口对中后开始吊放，检测成孔的垂直度，如果达不到要求，需采用砂土回填，静止24小时后重新钻孔或召开技术专题会议进行处理。
2.5 清孔质量控制
成孔作业完成后，进行孔深及垂直度检查，经驻地监理工程师对成孔质量检验合格后清孔，清孔时采用钻头空转不进尺，循环换浆的清孔方法要把沉积在孔底的沉渣清出，清孔过程中要不断向孔内泵送泥浆或清水（视孔内泥浆密度定），清孔要求沉渣厚度不大于200mm，孔内泥浆相对密度要求不大于1.25，含砂量不大于5%，粘度不大于20S。
2.6 水下混凝土浇筑及质量控制
水下混凝土浇筑是钻孔桩施工的最后一道工序，也是最关健的一道工序。
a) 水下混凝土质量要求
水下混凝土采用商品混凝土，设计要求成桩后强度不超过C15，混凝土配合比由供应商通过试配确定，报经监理审核，业主批准后实施，建议施工前召开低强度水下混凝土专题研讨会（业主、监理、设计、施工及供应商参加）。
水下混凝土进场质量要求：坍落度（孔口检验值）控制在180～220mm，初凝时间≥4h，水灰比≤0.55，砂率控制在45%左右。
水下混凝土生产及运输过程的质量控制由供应商负责。混凝土到达现场后核对混凝土供应商出具的“收货单”，并检测坍落度，符合要求方能卸料灌注。
b) 水下混凝土的灌注
灌注水下混凝土采用混凝土搅拌车直接卸料入料斗，用卷扬机或吊车辅以提升导管的方法，即直升导管法灌注水下混凝土，导管距槽孔底部不得超过1.5m。隔水栓则采用预制混凝土隔水栓。
为保证灌注质量，在灌注水下混凝土时，按下列规定执行：
①导管接驳完毕后，将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置，导管底端到孔底的距离控制在0.4m左右，以便能顺利排出混凝土隔水栓。
②开始灌注混凝土前，储料斗内储备的混凝土量≥1.0m3，以便当混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端一次性埋入水下混凝土中的深度＞0.8m。
③加强与混凝土供应商的联系，确定混凝土的供应强度，确保混凝土灌注的上升速度＞2m/h，埋管深度控制在1～6m，并且使每条桩灌注砼时间≤6h。
④指定专职技术人员，经常测量导管埋深，适时提升或拆卸导管，确保导管底端埋入砼面以下1～6m，并填写水下混凝土灌注记录表。
⑤水下混凝土的灌注要连续进行，不得中断。一旦发生机具故障或停电停水以及导管堵塞或进水等事故时，立即采取有效措施进行处理，以便尽快恢复灌注混凝土，同时作好记录备查。
⑥在灌注水下混凝土的过程中，派专职试验员对混凝土的质量进行控制，检测混凝土坍落度，不合格的混凝土不得灌注入槽孔。按要求取样制作混凝土抗压试件，如无特别要求，每条桩做混凝土抗压试件1组。
2.7排浆系统
按文明施工要求，现场泥浆严禁排入仑头海河道，必须排到施工现场东侧的废浆存放池，经沉淀处理后，一部分重新利用，另一部分外运处理。
2.8施工质量控制
（a）所有原材料（如水泥、砂、碎石等）均必须按规定取样检验，合格后方可使用。
（b）钻孔桩施工过程中的各工序均需通过检验合格后才能进行下续工序的施工，其中造孔、终孔、清孔、终孔垂直度等需会同驻地监理等有关单位检验合格或进行隐蔽验收后才能进行下一道工序的施工。
（c）钻孔桩施工质量要求见下表
2.9工艺性试桩
根据设计要求，安排一序桩的第一条桩及二序桩的第一条桩进行工艺性试桩，根据本方案的技术要求严格控制施工过程并作好详细记录，包括泥浆质量检测记录、进尺速度记录、垂直度控制记录、清孔质量检查记录、混凝土现场检测记录、混凝土现场灌注记录等。各项记录必须在监理旁站或相关单位现场代表到场的情况下于现场签字认可，成桩完成后根据设计的具体要求再对桩身作进一步的检验。试桩参数将作为下一步施工的依据和施工控制指标。
3 施工评价
根据试桩成果确定施工泥浆比重、界面判别、各地层护壁、孔深确定、各地层的钻进速度、成桩垂直度等工艺流程和技术参数后，按试桩经验进行施工。各桩施工成果如下图：
部分咬合桩垂直度超标，但经过理论计算表明仍能咬合。
施工中Ⅰ期桩施工时间基本控制在2天以内，Ⅱ期桩施工时间在6~7天。为了提高Ⅱ期桩施工进度，将混凝土配合比进行了修改（见下表），使得Ⅱ期桩施工时间缩短为4~5天。
注：1、水泥采用P.O，42.5R；
2、砂采用Ⅱ区级配，细度模数为2.7，含泥量0.2%；
3、石采用花岗岩，筛分析为5-20mm，含泥量0.3%；
4、掺合料采用Ⅱ级粉煤灰；
5、外加剂采用UNF-5AE，掺量2.5%。
关键词：素混凝土咬合桩施工技术
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1工程概况
广州市仑头~生物岛隧道工程北岸端头位于仑头海河道，伸出堤岸约20米，里程为K0+449，河道施工区域采用了模袋砂围堰及填砂筑岛形成岸上施工平台，砂岛顶面标高为7.5米。端头原设计采用了钢管桩+桩间旋喷+素混凝土连续墙的围护结构形式，钢管桩底标高-27.7米，素混凝土连续墙及桩间旋喷桩底标高-16.386米。基坑底标高为-13.286米，内支撑采用2道钢筋混凝土支撑和4道钢支撑。
本次进行施工的为增加部分，即在素混凝土连续墙外侧2.5米位置增加一排钻孔咬合灌注素混凝土桩（φ1000@850），桩间采用120度摆喷桩（直径为800mm），灌注桩及摆喷桩桩长均为37.1米。施工桩数为：钻孔灌注桩61条，摆喷桩120条。
2钻孔咬合桩施工方法及技术措施
2.1施工放样及护筒埋设
根据布设的测量控制网（点）進行桩位放样，并把桩位点固定在木桩上。护筒采用内径比桩径大50mm、高1500mm的钢护筒，护筒埋设时，将木桩上的桩位点外放，并在周边填实粘土。钢护筒埋设后，再将桩位回放并经校核后，在钢护筒顶面上标出桩中心“十字”控制点，并测定护筒顶面控制点高程。
2.2护壁泥浆的拌制及控制指标
泥浆主要起维护孔壁的稳定，悬浮碴土和冷却、润滑钻头的作用，本工程采用膨润土制备泥浆并辅助粘土块抛入槽孔制浆，泥浆质量控制指标见下表：
膨润土泥浆性能指标表
在施工过程中，经常对泥浆的性能进行测定，发现问题及时纠正。
2.3造孔
(a) 造孔机具
根据工程地质情况，造孔机具选用SP-300型钻机，钻头选用的笼式钻头（镶
焊硬质合金）。
(b) 钻孔
钻机就位平正、准确，钻孔前以护筒顶面标定的桩中心“十字”控制点校正
钻孔孔位。钻孔时，利用泥浆泵压送高压泥浆通过钻杆从钻头底端喷出，与钻碎的渣土混合，然后不断由孔底向孔口溢出，如此连续钻进、排渣形成桩孔。
2.4成孔垂直度控制
本项目钻孔桩垂直度要求达到1/150~1/200，为了达到此项要求，采取如下措施：
① 采用SP-300型钻机，钻杆不小于89mm，确保钻杆具备较大的刚度。
② 成孔前必须在孔口设圆形钢护筒，主要用于开钻时定位导向，同时起保护孔口和维护泥浆面的作用。钢护筒深1500mm，内径比桩径大50mm。开钻前钻头对准护筒中心，偏差不超过5mm，要求缓慢钻进，确保开孔垂直度良好。
③ 成孔过程中钻进速度根据不同地层选用相应的钻进速度，在淤泥或淤泥质土层中的钻进速度控制在≤5m/h，在砂层中的钻进速度控制在≤3m/h，在硬土或风化岩的钻进速度控制在≤2m/h并确保钻机不发生跳动、电机不超负荷，咬合部分钻进速度控制在≤1.2m/h。在同一地层中的钻进速度尽量保持匀速，在临近下一土层时，将钻进速度减慢，缓缓进入并穿过交接面后再对进尺速度进行适当调整。 (各阶段的钻进速度通过工艺性试桩后再进一步优化)
④ 成孔过程中，每进尺1~2m要吊线锤检查钻杆垂直度情况，如发现钻杆偏斜应立即停止钻进，进行纠偏。钻孔达到设计深度后，提起钻头，吊放检孔器，检查成孔的垂直度，检孔器采用长2m、外径为900mm（600mm）的钢筒，用钢丝绳一端系于钢筒的轴心，另一端以滑轮固定在孔口上方２～３米位置，于孔口对中后开始吊放，检测成孔的垂直度，如果达不到要求，需采用砂土回填，静止24小时后重新钻孔或召开技术专题会议进行处理。
2.5 清孔质量控制
成孔作业完成后，进行孔深及垂直度检查，经驻地监理工程师对成孔质量检验合格后清孔，清孔时采用钻头空转不进尺，循环换浆的清孔方法要把沉积在孔底的沉渣清出，清孔过程中要不断向孔内泵送泥浆或清水（视孔内泥浆密度定），清孔要求沉渣厚度不大于200mm，孔内泥浆相对密度要求不大于1.25，含砂量不大于5%，粘度不大于20S。
2.6 水下混凝土浇筑及质量控制
水下混凝土浇筑是钻孔桩施工的最后一道工序，也是最关健的一道工序。
a) 水下混凝土质量要求
水下混凝土采用商品混凝土，设计要求成桩后强度不超过C15，混凝土配合比由供应商通过试配确定，报经监理审核，业主批准后实施，建议施工前召开低强度水下混凝土专题研讨会（业主、监理、设计、施工及供应商参加）。
水下混凝土进场质量要求：坍落度（孔口检验值）控制在180～220mm，初凝时间≥4h，水灰比≤0.55，砂率控制在45%左右。
水下混凝土生产及运输过程的质量控制由供应商负责。混凝土到达现场后核对混凝土供应商出具的“收货单”，并检测坍落度，符合要求方能卸料灌注。
b) 水下混凝土的灌注
灌注水下混凝土采用混凝土搅拌车直接卸料入料斗，用卷扬机或吊车辅以提升导管的方法，即直升导管法灌注水下混凝土，导管距槽孔底部不得超过1.5m。隔水栓则采用预制混凝土隔水栓。
为保证灌注质量，在灌注水下混凝土时，按下列规定执行：
①导管接驳完毕后，将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置，导管底端到孔底的距离控制在0.4m左右，以便能顺利排出混凝土隔水栓。
②开始灌注混凝土前，储料斗内储备的混凝土量≥1.0m3，以便当混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端一次性埋入水下混凝土中的深度＞0.8m。
③加强与混凝土供应商的联系，确定混凝土的供应强度，确保混凝土灌注的上升速度＞2m/h，埋管深度控制在1～6m，并且使每条桩灌注砼时间≤6h。
④指定专职技术人员，经常测量导管埋深，适时提升或拆卸导管，确保导管底端埋入砼面以下1～6m，并填写水下混凝土灌注记录表。
⑤水下混凝土的灌注要连续进行，不得中断。一旦发生机具故障或停电停水以及导管堵塞或进水等事故时，立即采取有效措施进行处理，以便尽快恢复灌注混凝土，同时作好记录备查。
⑥在灌注水下混凝土的过程中，派专职试验员对混凝土的质量进行控制，检测混凝土坍落度，不合格的混凝土不得灌注入槽孔。按要求取样制作混凝土抗压试件，如无特别要求，每条桩做混凝土抗压试件1组。
2.7排浆系统
按文明施工要求，现场泥浆严禁排入仑头海河道，必须排到施工现场东侧的废浆存放池，经沉淀处理后，一部分重新利用，另一部分外运处理。
2.8施工质量控制
（a）所有原材料（如水泥、砂、碎石等）均必须按规定取样检验，合格后方可使用。
（b）钻孔桩施工过程中的各工序均需通过检验合格后才能进行下续工序的施工，其中造孔、终孔、清孔、终孔垂直度等需会同驻地监理等有关单位检验合格或进行隐蔽验收后才能进行下一道工序的施工。
（c）钻孔桩施工质量要求见下表
2.9工艺性试桩
根据设计要求，安排一序桩的第一条桩及二序桩的第一条桩进行工艺性试桩，根据本方案的技术要求严格控制施工过程并作好详细记录，包括泥浆质量检测记录、进尺速度记录、垂直度控制记录、清孔质量检查记录、混凝土现场检测记录、混凝土现场灌注记录等。各项记录必须在监理旁站或相关单位现场代表到场的情况下于现场签字认可，成桩完成后根据设计的具体要求再对桩身作进一步的检验。试桩参数将作为下一步施工的依据和施工控制指标。
3 施工评价
根据试桩成果确定施工泥浆比重、界面判别、各地层护壁、孔深确定、各地层的钻进速度、成桩垂直度等工艺流程和技术参数后，按试桩经验进行施工。各桩施工成果如下图：
部分咬合桩垂直度超标，但经过理论计算表明仍能咬合。
施工中Ⅰ期桩施工时间基本控制在2天以内，Ⅱ期桩施工时间在6~7天。为了提高Ⅱ期桩施工进度，将混凝土配合比进行了修改（见下表），使得Ⅱ期桩施工时间缩短为4~5天。
注：1、水泥采用P.O，42.5R；
2、砂采用Ⅱ区级配，细度模数为2.7，含泥量0.2%；
3、石采用花岗岩，筛分析为5-20mm，含泥量0.3%；
4、掺合料采用Ⅱ级粉煤灰；
5、外加剂采用UNF-5AE，掺量2.5%。