鋼筋混凝土咬合樁在杭州奧體主體育場深基坑臨江堤支護工程的應鄭建榮1，陸學學水2（1.杭州奧體體博覽中心濱濱江建設指揮揮部,浙江杭州3100053;2.浙江江南工工程建設管理理有限公司,,浙江杭州3100007）摘要：本文介紹紹了杭州奧體體博覽中心主主體育場地下下深基坑工程程中采用鉆孔孔咬合樁作為為基坑圍護結結構的施工工工藝及其特點點、重點、難難點和技術質質量控制措施施。對今后臨臨近江河、基基坑變形要求求高的深基坑坑工程提供了了一種比較可可靠的方法和和思路。關鍵詞：鉆孔咬咬合樁超緩緩凝混凝土特大型工程程臨江堤堤深基坑支護護應用1.工程概況和和水文地質條條件1.1工程概概況杭州奧體博覽中中心主體育場場位于濱江區區地界內的錢錢塘江與七甲甲河交匯處南南側。用地西西北側為錢塘塘江，西南側側為奧運路，東東南側比鄰利利民河及地鐵鐵，東北側為為七甲河。圖1-1主體育場鳥瞰圖主體育場為8萬萬座特級（結結構設計使用用年限1000年）特大型型體育建筑。主主體育場建筑筑面積為2112310㎡㎡（地上1551451㎡㎡，地下600859㎡），地地上六層，地地下一層（局局部二層），建建筑高度599.4米，為為鋼筋混框架架結構。屋面面鋼結構罩棚棚輪廓平面形形狀為近似橢橢圓形（長軸軸×短軸=3333×285mm，環型花瓣瓣由空間管桁桁架+懸支單單層網殼鋼結結構體系組成成），如圖1-1所示。±0.0000相當于絕對對標高7.4400m，室室內外高差00.150mm，場地自然然地面平均相相對標高-11.20m，東東北面緊鄰七七甲河堤部位位自然地面標標高為+22.45m，底圖1-1主體育場鳥瞰圖第一作者：鄭建建榮（19663.2-），男男，工學學士士，高級工程程師，主要從從事建筑施工工和工程項目目管理，E--mail::5167889528@@qq.coom第二作者：陸學學19833.7-）,男，工學學學士，工程程師，主要從從事建設工程程監理和工程程項目管理，E-mail:153289077@第17頁共17頁層底標高﹣7..600m，獨獨立承臺底面面標高－9.2000m。圖1-2主體育場基坑平面圖基坑設計安全等等級為一級，為為特大型深基基坑。平面形形狀為近似南南北向為長軸軸、東西向為為短軸的環形形橢圓(如圖1-2所示)。基坑外輪輪廓（1-MM軸外側，長長軸×短軸=3855×358mm）；內環（11-D軸內側側的長軸×短軸=2000×130m）。整整個基坑采用用了復合土釘釘墻、排樁（咬咬合樁）+混凝土內支支撐等多種形形式相結合支支護形式，在在1-M軸坑外外3～12m不等設設一排?850@6600三軸水水泥攪拌樁止止水帷幕（樁樁長有16米和19.88米兩種，總總長448228米）或咬咬合樁墻；坑坑內采用自流流井疏干降水水，坑外除北北面緊靠七甲甲河一側不降降水外，其余余坑外采用自自流井控制性性降水；坑中中坑及高低差差交界部位采采用土釘墻支支護或放坡開開挖。沿1--M軸外側周周長約13000m，開開挖面積約為為11萬m2，開挖土土方量約為660萬m3。圖1-2主體育場基坑平面圖基坑設計方案對對橢圓環分兩兩步實施，第第一步先施工工至1-H軸（長長軸×短軸=3255×275mm）以內至1--D軸，開挖挖面積約為44.5萬m2，開挖土土方量約為223萬m3；待1-H軸以內內的上部鋼結結構罩棚吊裝裝完成后，第第二期施工從從1-H軸以外外至1-M軸外側側，開挖面積積約為6.55萬m2，開挖土土方量約為337萬m3。1.2咬合樁（排排樁）簡況基坑北面緊臨七七甲河標準堤堤塘（地下室室外墻皮距離離七甲河最近近距離9.885m），七七甲河與錢塘塘江相通，錢錢塘江常年受受潮汐影響，當當泄洪與潮汐汐相迭時達到到年最高水位位，最高潮水水位為8.00～9.0m，最最低潮水位為為3.59～5.35mm。該區域采采用一排Ф11000@11500咬合合樁結合二道道鋼筋砼支撐支護（計計291根，樁樁長21.77米,樁墻總長2117.5米，共共5028..4m3砼，分分別在+0..8m、-44.7米設置置了兩道鋼砼砼內支撐；樁樁墻兩端與主主體育場外圍圍一周的一排排Ф850@@600三軸軸水泥攪拌樁樁無縫連接，形形成一道止水水擋土帷幕。該該止水帷幕先先行于其他圍圍護排樁和工工程樁施工。鉆孔咬合樁+鋼鋼筋混凝土圍圍檁+深井降水形形式：其中鉆鉆孔咬合樁樁樁徑Φ1000，采采用C25鋼筋混混凝土樁（主主筋保護層厚厚度75㎜）和C155素混凝土樁樁交替布置，鋼鋼筋混凝土樁樁切入素混凝凝土樁內2550㎜，即兩兩樁相互咬合合250㎜，相相鄰鋼筋混凝凝土和素混凝凝土樁長均為為21.7米。1.3工程地質質和水文地質質根據地質勘查報報告，場區地地貌屬錢塘江江河口沖海積積形成的灘地地，經后期人人工圍墾而成成。組成物質質以砂質粉土土為主，但場場地大部分有有回填土分布布，厚度約00.4～4.9米。場場區地下水主主要為空隙潛潛水和承壓水水，水位隨季季節而變化，埋埋深為0.88～4.2米，相相對高程一般般在2.855～5.22mm左右，地下下水對混凝土土無腐蝕性。工程范圍內涉及及地層主要有有（0）雜填土、耕耕植土層；=1\*GB3①①粘質粉土層層；=2\*GB3②砂質粉土層層；=3\*GB3③淤泥質粘土土層；=5\*GB3⑤砂細砂層；；=6\*GB3⑥-1圓礫層；；=6\*GB3⑥-2卵石層；；=6\*GB3⑥-3卵石層。其其主要物理學學指標詳見表1—1所列：表1-1土土層主要物理理學指標層號土層名稱厚度（m）含水量W(%))天然重度m孔隙比e有效粘聚力c((kPa)27222.咬合樁的工工藝原理和施施工流程2.1工藝原原理和關鍵技技術Ф1000@11500鉆孔孔咬合樁，是是在兩根直徑徑Ф10000、中心距15500的素砼砼樁中間嵌入入一根Ф10000鋼筋砼砼樁，樁與樁樁之間相互咬咬合相間連續續排列而成的的一種圍護結結構。其關鍵鍵技術是采用用專用樁機來來保證樁身的的垂直度，使使得鋼筋砼樁樁與素砼樁能能可靠咬合、不不分叉，形成成連續的止水水擋土帷幕。素素砼樁必須采采用超緩凝砼砼，方可在兩兩邊兩根素砼砼沒有初凝前前，在中間嵌嵌入一根鋼筋筋砼樁，切割割掉鋼筋砼樁樁與兩邊兩根根素砼樁重疊疊部分的超緩緩凝砼，實現現咬合，從而而使鋼筋砼與與素砼共同終終凝，使其成成為一個整體體。咬合樁采采用全套管液液壓樁機施工工，套管由主主機液壓油缸缸壓入底層后后再進行管內內取土。即咬咬合樁的排列列方式為：一一個素混凝土土樁（簡稱AA）和一個鋼鋼筋混凝土樁樁（簡稱B）間隔，先先施工A序樁，后施施工B序樁，A樁混凝土采采用超緩凝型型混凝土，要要求必須在AA樁混凝土初初凝之前完成成B樁的施工，BB樁施工時，利利用套管鉆機機切割掉相鄰鄰A樁部分的混混凝土，則實實現了咬合。如圖2-1所示圖2-1鉆孔咬合樁樁的排列方式式2.2排樁施工工順序總的施工原則為為先施工素混混凝土樁A序樁，后施施工鋼筋混凝凝土B序樁，其施工工工藝流程是是：A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3……→An--1→Bn-2→An→Bn-1，如圖2-2所示。圖2-2鉆孔咬咬合樁施工順順序圖單根樁的施工順順序：定位放放樣→地表障礙物物處理→原土夯實→導墻施工→樁位編號→套管就位對對中→吊裝安放第第一節套管→→測控垂直度度→壓入第一節節套管→校對垂直度度→抓斗取土，套套管鉆進→測量孔深→清理虛土，檢檢查孔底→（B序樁吊放鋼鋼筋籠）→放入砼灌注注導管→灌注砼并逐逐漸上拔→測量砼面→樁機移位。2.3本工程程咬合樁的參參數設計超緩凝素砼樁緩緩凝時間≥60小時，砼砼強度等級為為C15，三天天強度≤3.0Mppa，樁位水水平偏差＜550,豎向垂垂直度偏差＜＜5‰（本工程我我們的內控標標準為3‰），充盈系系數1.055～1.1。鋼筋筋砼咬合樁砼砼強度等級為為C25，主筋筋保護層厚度度75，超灌高高度600，素砼砼樁不超灌。本本工程樁長21.7米米，B序樁鋼筋籠籠主筋：上段段長11.88米配筋26C28-螺旋箍箍C10@2200，下段段長10.55m.配筋13C288-螺旋箍CC10@2000。鉆孔咬咬合樁在全面面施工前進行行試成孔（數數量不小于22個），以核核對地質資料料、檢驗設備備、工藝、材材料以及技術術措施是否適適當。3.咬合樁施工工方法和控制制要點3.1施工場場地平整：施施工前平整場場地，清除地地表的植物及及其他附著物物，進行平整整、壓實。3.2測量放樣樣：采用全站站儀放出鉆孔孔咬合樁中軸軸線，以確定定導墻位置。圖3-1導墻實物照片3.3導墻施工工：根據設計計要求及本工工程所采用的的套管機的特特點，在咬合合樁頂部設置置混凝土導墻墻，導墻厚度度500mmm，導墻寬度度3500mmm，導墻內內配鋼筋5C16/C10@1550，導墻的的混凝土強度度等級C200。如圖3-11所示。導墻墻模板采用自自制整體木模模，導墻預留留定位孔模板板，直徑取套套管直徑擴大大30mm。導導墻采用商品品混凝土，人人工入模，插插入式振動棒棒振搗。在混混凝土強度達達到70%后拆模模，拆模后立立即加設對口口撐，以防施施工動載導致致導墻水平位位移，同時，在在導墻上用紅紅漆標明樁號號，分段表明明各設計段的的樁底標高，并并將點位從側側面引至導墻墻頂面上，作作為鉆機定位位控制點。混混凝土養護時時間為7圖3-1導墻實物照片圖3-2液壓搖動套管鉆機成孔3.4成孔施工工：鉆孔咬合合樁擬采用MMZ-2B型型液壓搖動套套管鉆機成孔孔，鉆機由吊吊機、主機、液液壓工作站、沖沖擊抓斗及套套筒組成。該該套設備可施施工直徑8000～1200mmm的鉆孔樁樁，最大施工工深度達455m，搖動力力達12555kN，最大大扭距14770KN·mm，根據杭州州地區類似工工程施工經驗驗，可以滿足足本工程施工工需要，如圖圖3-2所示示圖3-2液壓搖動套管鉆機成孔在鉆孔樁成孔過過程中，用套套管正反扭動動加壓下切，管管內沖擊抓斗斗取土，使套套管壓入至樁樁的設計深度度，形成套管管護壁成孔，施施工速度快，成成孔精度高、質質量好，樁間間相互咬合排排列形成圍護護墻。①鉆機就位：待待導墻驗收合合格后，將套套管鉆機就位位，使抱管器器中心對應在在導墻孔位中中心，并調整整好套管垂直直度，首節偏偏差不得大于于2‰。②取土成孔：壓壓入第一節套套管，壓入深深度約2.55～3m，然后用用抓斗從套管管內取土，一一邊取土，一一邊繼續下壓壓套管，始終終保持套管底底口超前開挖挖面2.5mm以上。第一一節套管壓入入土中后(地面上留1..2～1.5m，以以便于接管))，檢測垂直直度，如不合合格則進行糾糾偏，合格則則安裝第二節節套管繼續下下壓取土，如如此重復，直直至達到設計計孔底。3.5鋼筋籠制制作安裝（BB序樁）：鋼筋筋籠的制作安安裝與鉆孔灌灌注樁基本相相同。需要強強調的是，設設計時適當加加大保護層厚厚度，取755mm為宜,為保證鋼筋筋在樁身混凝凝土中的保護護層厚度，以以及套管拔除除時產生抱死死現象，鋼筋筋籠主筋上應應焊接定位鋼鋼筋Φ20，每2m一道，周周圈不少于44根，長20ccm。倘若主主筋為非對稱稱布置，制作作和安裝時還還應保證主筋筋方向的正確確性。3.6水下澆灌灌砼：由于本本工程地下水水水位較高，樁樁身混凝土均均采用水下混混凝土灌注法法施工，其中中A樁為C15超緩凝凝混凝土，BB樁為C25砼，超超緩凝混凝土土最短緩凝時時間按60小時設計計。混凝土采采用商品砼，施施工時砼坍落落度控制在1180mm～～220mmm之間。水下下混凝土灌注注前應再次用用測繩檢測孔孔深，以測定定沉渣厚度，厚厚度不宜超過過200mmm，如超過必必須予以清除除，可采用抓抓斗直接清除除。水下砼灌灌注施工與普普通砼鉆孔灌灌注樁相比，有有以下幾個特特點要引起重重視：（1）隨混凝土土面上升拔高高套管和導管管，逐步拆除除套管和導管管。根據導管管埋深情況，每每次拆除1～2節導管，導導管拆除后應應立即沖洗干干凈，以便下下次使用。套套管提升時，慢慢慢上拔并左左右搖晃，使使砼能流入套套管所占空間間，同時注意意觀察鋼筋籠籠有無上浮，套套管埋深應控控制在2m左右。（2）成樁檢測測：樁體強度度達到設計強強度后，開挖挖到至樁頂高高程，鑿除樁樁頭多余部分分，對樁位進進行檢驗，樁樁位偏差應在在50mm內。同同時采用鉆芯芯法檢驗樁身身質量，檢查查數量不少于于10根。3.7咬合樁定定位與垂直度度控制：3.7.1導墻墻主要起到鎖鎖口和導向定定位作用，施施工中應嚴格格控制精度。要要求導墻預留留孔垂直偏差差不大于1mmm，導墻表表面高低差≤≤2mm，預留留孔中心線與與咬合樁縱軸軸線偏差≤5mm。3.7.2為了了保證鉆孔咬咬合樁底部有有足夠厚度的的咬合量，除除對其孔口定定位誤差嚴格格控制外，還還應對其垂直直度進行嚴格格的控制，設設計規定樁的的垂直度標準準為5‰，本工程我我們的內控標標準為3‰。發現偏差差及時糾正。通通常采用以下下方法糾偏：：（1）利用鉆機機油缸進行糾糾偏：如果偏偏差不大于或或套管入土不不深（5m以內），可可直接利用鉆鉆機的兩個頂頂機油缸和兩兩個推拉油缸缸調節的垂直直度，即可達達到糾偏的目目的。（2）A樁糾偏偏：如果A樁在入土5mm以下發生較較大偏移，可可先套管內填填砂或粘土，一一邊填土一邊邊拔起套管，直直至將套管提提升到上一次次檢查合格的的地方，然后后調直套管，檢檢查其垂直度度合格后再重重新下壓。（3）B樁的糾糾偏：B樁的糾偏方方法與A樁基本相同同，其不同之之處是不能向向套管內填砂砂或粘土而應應填入與A樁相同的混混凝土，否則則有可能在樁樁間留下土夾夾層，從而影影響排樁的防防水效果。3.7.3套管管的順直度檢檢查和校正鉆孔咬合樁施工工前平整地面面上進行套管管順直度的檢檢查和校正，首首先檢查和校校正單節套管管的順直度，然然后將按照樁樁長配置的套套管全部鏈接接起來，進行行整根套管（15～25m）的順直度偏差檢查，偏差宜小于10mm。檢測方法：于地面上測放出兩條相互平行的直線，將套管置于兩條直線之間，然后用線錘和直尺進行檢測。3.7.4成孔孔過程中樁的的垂直度監測測和檢查（1）地面監測測：在地面選選擇兩個相互互的方向采用經緯緯儀或線錘監監測地面以上上部分的套管管的垂直度，發發現偏差隨時時糾正。這項項檢測在每根根樁的成孔過過程中應自始始自終堅持，不不能中斷。圖3-3孔內檢查示意圖（2）孔內檢查查：每節套管管壓完后安裝裝下一節套管管之前，都要要停下來用測測斜儀或“測環”進行孔內垂垂直度檢查，不不合格時需進進行糾偏，直直至合格才能能進行下一節圖3-3孔內檢查示意圖（3）終孔檢測測：在每根樁樁成完畢，必必須進行垂直直度檢測，選選兩個相互垂垂直的方向進進行測量。垂垂直度必須滿滿足設計要求求，如不合格格必須糾偏，使使度達到要求求為止。4.重點難點和和解決的方法法措施及建議議4.1如何克克服“管涌”如圖3-4，在在B樁成孔過程程中，由于AA樁混凝土未未凝固，還處處于流動狀態態，A樁混凝土有有可能從A、B樁相交處涌涌入B樁孔內，稱稱之為“管涌”，克服“管涌”有以下幾個個方法：=1\*GB2⑴A樁混凝土的的坍落度應盡盡量小一些，15～18cm，以便于降低混凝土的流動性。=2\*GB2⑵套管底口應始始終保持超前前于開挖面一一定距離，以以便于造成一一段“瓶頸”，阻止混凝凝土的流動，超超前距離宜大大于2.5mm。圖3-4B樁施工過程砼管涌示意圖=3\*GB2⑶如遇地下障礙礙物套管底無無法超前時可可向套管內注注入一定量的的水，使其保保持一定的反反壓力來平衡衡A樁混凝土的的壓力，阻止止“管涌”的發生。圖3-4B樁施工過程砼管涌示意圖=4\*GB2⑷B樁成孔過程程中應注意觀觀察相鄰兩側側A樁混凝土頂頂面，如發現現A樁混凝土下下陷應立即停停止B樁開挖，并并一邊將套管管盡量下壓。一一邊向B樁內填土或或注水，直到到完全制止住住“管涌”為止。4.2如何配置置超緩凝混凝凝土超緩凝混凝土各各項性能指標標能否滿足設設計施工要求求是決定鉆孔孔咬合樁施工工的成功的前前提和關鍵。單單樁成樁每循循環時間約為為15h，則單單機成樁3根需用時約約45h,考慮慮施工中不可可預見因素，取取1.3的安全全系數，則混混凝土的合理理初凝時間為為58.5hh。施工中實實際要求A序樁混凝土土的初凝時間間為60h。施工工前要進行工工藝試驗，慎慎重選用高效效緩凝減水劑劑。各種原材材料的質量應應保持穩定，主主要材料應專專罐專用、專專車專送，各各車砼運抵工工地后按規定定制備試塊，抓抓好現場施工工組織管理，保保證施工連續續、有序、高高效快速推進進。4.3遇地下障障礙物的處理理方法總的來說，套管管鉆機施工過過程中如遇地地下障礙物處處理起來都比比較困難，特特別是施工鉆鉆機咬合樁還還要受時間的的限制，因此此在進行鉆孔孔咬合樁施工工前必須對地地質情況十分分清楚，否則則會導致工程程失敗。對一一些比較小的的障礙物，如如體積較小的的孤石、混凝凝土塊等，可可以先抽于套套管內積水，然然后再吊放作作業人員下去去將其清楚即即可。4.4分段施工工接頭的處理理方法往往一臺鉆機施施工無法滿足足工程進度，需需要多臺鉆機機分段施工，這這就存在與先先施工段的接接頭問題。采采用砂樁是一一個比較好的的方法。在施施工段與段的的端頭設置一一個砂樁（成成孔后用砂灌灌滿），待后后施工段到此此接頭時挖出出砂灌上混凝凝土即可。砂砂樁樁位咬合合面形成了一一道弧形施工工縫，在基坑坑開挖前須在在施工縫外側側進行壓密注注漿處理。如如圖3-5所所示。4.5事故樁的的處理方法圖3-5分段施工接頭預設砂樁示意圖在鉆孔咬合樁施施工過程中，因因A樁超緩凝混混凝土的質量量原因，造成成鉆孔咬合樁樁的施工未能能按正常要求求進行而形成成事故樁。事事故樁的處理理主要分以下下幾種情況圖3-5分段施工接頭預設砂樁示意圖4.5.1平移移樁位側咬合合B樁成孔施工時時，其一側AA1樁的混凝凝土已經凝固固，使套管鉆鉆機不能按正正常要求切割割咬合A1、A2樁。在這這種情況下，宜宜向A2樁方向平平移B樁樁位，使使套管鉆機單單側切割A22樁施工B樁，并在A11樁和B樁外側另增增加一根高壓壓旋噴樁作為為防水處理。4.5.2背樁樁補強圖3-6咬哈樁背補強示意B1樁成孔施工工時，其兩側側A1、A2樁的混凝凝土均已凝固固，在這種情情況下，則放放棄B1樁的施工工，調整樁序序繼續后面咬咬合樁的施工工，以后在BB1樁外側增增加三根咬合合樁及兩根旋旋噴樁作為補補強、防水處處理。在基坑坑開挖過程中中A1和A2樁之間的的夾土清除噴噴上混凝土即即可。如圖圖3-6咬哈樁背補強示意4.5.3預留留咬合企口圖3-7砂樁接縫止水處理示意在B1樁成孔施施工中發現AA1混凝土已已有早凝傾向向但未完全凝凝固時，此時時為避免繼續續按正常順序序施工造成事事故樁，可及及時在A1樁右側施施工一砂樁以以預留出咬合合企口，待調調整完成再繼繼續后面樁的的施工。如圖圖3-7所示圖3-7砂樁接縫止水處理示意4.6施工中建建議注意事項項：由于咬合灌注樁樁施工連續性性的特點，須須切實抓好現現場施工組織織管理，確保保混凝土供應應和工序銜接接正常。否則則，過多設置置砂樁，不利利于圍護結構構止水，增加加施工成本。由于砂質粉土振振動易液化，而而施工采用的的沖抓取土方方法不可避免免地要對地層層產生一定的的擾動，所以以在地下管線線密集或周圍圍建筑物沉降降要求較高的的地段應注意意作好管涌的的預防措施。以以免對周邊環環境產生大的的影響。可采采用旋挖取土土工藝。嚴格控制樁體的的垂直度是保保證咬合樁的的關鍵，在施施工前要制訂訂完善的垂直直度控制及糾糾偏措施，同同時加強施工工人員的質量量意識教育，施施工中要求嚴嚴格執行。5.基坑監測結結果基坑從20133年12月開開始至20114年的111月止，經全全程基坑監測測：土體最大大水平位移++3.0～--4.0mmm(＜45mm);坑坑頂最大沉降降為-4.889mm((＜-10mm)；水水平撐最大軸軸力-56660～-32220KN(＜N11-60000、N2-77500KKN)；地下下水位變化最最大值2500mm/d((＜500mm/d))。均控制在在設計禁戒值值內，安全有有效。6