咬合桩为近年来在国内新出现的一种桩型,在部分城市地铁围护结构中已取得了成功的经验。钻孔咬合桩作为一种新型的围护结构,由于其桩心相互咬和,解决了传统的桩心相切桩防水效果差的毛病。且具有对环境影响小、质量可靠、造价低等优点,具有推广价值。 二、咬合桩的定义
相邻混凝土排桩间部分圆周相嵌,并于后序次相间施工的桩内置入钢筋笼,使之形成具有良好防渗作用的连接挡土支护结构。由于其特点为桩间的相互咬合,故称为咬合桩。 三、咬合桩的特点 1、优点
机械设备噪音低、无震动、无泥浆污染近似于干法取土,对周围环境影响小。 对沉降及变形容易控制,由于有钢套管的保护能靠近临时建筑物、地下管线施工。 全套管的跟管钻进,能顺利穿越饱和含水地层,有效的防止了孔内流沙、涌泥,并可进行嵌岩,施工较为安全、快捷,对桩身质量能较好的控制,保证了桩承载力。
第二序次施工的桩在已有的第一序次两桩间实施切割咬合,全套管的护孔方式保证了桩间紧密咬合,形成良好的整体连续结构。
不需要在施工止水帷幕,同其他围护结构相比,采用咬合桩围护在造价上有一定优势。 2、缺点
咬合桩的桩径受限制,因此一般施工单位缺乏经济实力购置多种直径的套管。 无水挖掘时需要注意防止缺氧、有害气体等发生。 灌注混凝土后,有时会发生钢筋笼上升的事故。 四、咬合桩的施工工序及施工方法
围护咬合桩一般分A、B型两种,间隔分布,B型桩钢筋笼为圆形,全长配筋,主筋不均匀分布,A型桩为第一序桩,B型桩为第二序桩。
施工机械采用MZ-200型全套管钻机,先行施做第一序桩(A型),在完成前后两根A桩后,施做第二序桩(B型),在第一序桩混凝土灌注20小时至50小时范围内(混凝土初凝前),施工第二序桩,使之嵌入第一序桩体内,成为一个整体。作业顺序为A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3……。详见咬合桩施工顺序图。
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五、钻孔咬合桩施工技术要点
咬合桩是通过桩体咬合而达到结构自防水的目的,通过桩体内钢筋不均匀分布而达到在相同配筋量的情况下,获得最大抗弯强度,从而获得较好的经济利益。因此,咬合桩的技术要点可归结为垂直度、混凝土的缓凝时间、混凝土材料的均一性和钢筋笼的定位等。 1、桩体垂直度控制
桩机就位后先进行初步对中,采用吊线锤,过机械下压中心支点与桩位中心对中,对中后,根据需要调节机械各支腿油顶,使机械操作平面水平。水平调整完成后,再次对中,根据本次对中结果,再次平面移动对中,对中完成后,支起各支腿油顶,对中完成,对中误差应小于1公分。
吊装完第一节套管后,应在机械平面两个90度方向设置吊线锤,对套管垂直度进行监测,在套管下沉过程中,监测人员全过程跟踪。发现问题马上进行纠偏。 2、混凝土缓凝时间
混凝土采用商品混凝土,混凝土的缓凝时间直接影响到工程的成败。按设计及工艺要求,混凝土的缓凝时间应大于60小时,在施工过程中,对不同批号的水泥及不同批号的外加剂,应提前做好配合比试验。
A型(第一序桩)缓凝时间应大于等于60小时。 B型(第二序桩)缓凝时间应大于等于10小时。 3、混凝土的合易性及均一性
水下混凝土灌注要求混凝土的坍落度在18~22之间,每车混凝土均应现场做坍落度试验并予记录。每次出料时,上料斗上应有10公分间距的格栅状钢筋滤网,防止砼罐车内流出块石及水泥结晶体堵塞恸导管。 砼应充分搅拌,防止部分砼砂率过高或过低,过高或过低砂率的直接后果是该部分砼的和易性发生改变,使得钢筋笼有可能跟管上浮。因此,现场砼应充分搅拌。 4、钢筋笼的定位
钢筋笼四周应设置定位U形卡。保证在钢筋笼安放时顺畅。钢筋笼起吊时采用四点双钩缓慢起吊,逐步倒点下放,不得使钢筋笼发生变形,在钢筋笼下放过程中,在钢筋笼下放过程中,逐步调整钢筋笼方向。为保证钢筋笼定位准确,每个钢筋笼就位前均应绑上测绳,在3外套管起拔过程中,监测钢筋笼是否上浮。
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