咬合桩技术交底综述.docx
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咬合桩技术交底综述
技术交底记录
年月日
工程名称
交底单位
工程部位
咬合桩围护桩工程
接受单位
咬合桩施工单位
（一）设备选型
根据本工程特点，传统软法咬合桩桩机无法施工，需采取硬法切割法钻孔咬合桩施工。
考虑到设备的垂直度控制、刀头受力均匀程度、刀头磨损等因素，最终确定选用日本生产的RT-200H型360度全回转套管钻机进行硬法切割法钻孔咬合桩施工。
根据360度全回转套管钻机施工设备要求，还需配备80T履带式起重机一台。
RT-200H型360度全回转套管钻机示意图
（二）设备组成
RT-200H型360度全回转套管钻机主要配置有RT-200H全回转套管钻机主机、相应型号数量的套管、液压动力站、操控室、反力配重、路基板及定位钢板、冲抓斗、反力叉、楔形锤及十字冲锤，另需80T履带式起重机、高压清洗机等机械配合施工。
施工过程中由360度全回转套管钻机液压驱动钢套管全回转切割钻进。
钢套管底端镶嵌钛合金刀头，可将地下抛石、残留旧桩、旧钢筋混凝土、钢桩等障碍物一并清除。
RT-200H型360度全回转套管钻机RTP-3H液压动力站
（三）套管结构
本项目围护结构咬合桩均为桩径1000mm，故选用外径为1000mm的套管进行硬法切割法钻孔咬合桩施工，套管主要功能有：
（1）将顶部驱动设备提供的扭矩和压力传递给刀头进行切割和钻进；
（2）在钻进的过程中还起到支护孔壁，防止孔壁塌孔的作用。
套管为壁厚50mm的钢质桶式结构，根据需要钻进的深度情况分长度不同的若干节，一般规格为6m、4m、2m三种。
最底部一节长度一般为2m在管口布置钛合金刀头，其他套管的中间为桶身，两头为套叠式接头。
接头设螺孔和剪力键，相邻两节靠螺栓和剪力键连接传递荷载。
套管主体材质为16Mn钢，两端接口材质为24Mn钢。
套管及刀头
（四）冲抓斗
冲抓斗是套管钻进后进行桶内土体和障碍物清理的重要部件之一，随着套管的钻进，套管内的土体和被刀头切割后的地下障碍物需要抓斗冲抓取出。
抓斗的结构形式：
抓斗有两扇可以活动的斗片，整个冲抓过程中斗片在闭合与张开两种状态之间转换。
冲抓斗
（五）设备参数
表9360度全回转套管钻机
型号
RT-200H
适用桩径
Φ1000mm~φ2000mm
拉拔力
3450kN（352tf）
瞬时拉拔力
3940kN（402tf）
压入力
590kN（60tf）+自重250kN（26tf）
压入行程
750mm
回转扭矩
2950／1740／1010kN･m（301／177／103t･m）
转速
0.9／1.5／2.5min－1（0.9／1.5／2.5r.p.m.）
重量
本体
39t
有辅助夹具夹紧时
40.7t
辅助夹具夹紧式可吊重量
200t
液压动力站
型号
RTP-3H
发动机名称
日野P11C-UP
发动机功率
257kW（350ps）/1850pm
重量
7.3t（含液压油、燃料重量）
尺寸（长*宽*高）
4800mm*2100mm*2112mm
施工工艺原理
硬法切割咬合桩施工工法是采用360度全回转套管钻机施工，施工方法为全套管施工法（即跟管取土钻进法），其工艺原理为：
采用360度全回转套管钻机的液压转动装置并辅以加压，使套管进行360度回转切割、边压入，从而较大幅度地减少套管与土层间的摩阻力，同时抓斗不间断的取土，如此钻至设计深度。
然后测定孔深放入钢筋笼，再灌注混凝土即可成桩。
钻孔咬合桩是桩与桩之间形成相互咬合排列的一种基坑支护结构，为了便于切割，桩的排列方式一般为一根素混凝土桩或方钢筋笼桩（A桩）和一根钢筋混凝土桩（B桩），间隔布置，施工时先施工两侧素混凝土或方钢筋笼桩，再施工中间圆钢筋混凝土桩，要求必须在素混凝土或方笼混凝土桩（A序）初凝之后才能施工圆钢筋笼混凝土桩（B序）的施工。
钻孔咬合桩的施工工艺阐述如下：
（续下页）
钻孔咬合桩施工工艺原理图
硬法切割法钻孔咬合桩施工流程
为确保咬合式排桩桩底能满足最小咬合厚度的要求，应对其孔口定位偏差确定允许值并进行严格控制，孔口定位偏差控制一般是利用定位导墙精确安放第一节套管来控制孔口成孔精度。
桩顶上部混凝土或钢筋混凝土导墙上定位孔的直径通常比设计桩径大20～30mm，具体数值应按选定的孔口偏差来定。
孔中定位误差允许值
咬合厚度
桩长
10m以下
10-15m
15m以上
100mm
±10
±10
±10
150mm
±15
±10
±10
200mm
±20
±15
±10
注：
表中孔口定位误差允许值单位以mm计。
根据孔中定位误差允许值，本次实施导向槽口直径为1020mm，咬合桩导墙采用C30厚300内配筋Φ16@150双向单层保护层3mm钢筋混凝土结构，导墙形式如下图所示。
钻孔咬合桩施工导墙结构图示意图
（1）基础开挖
场地平整后，根据实际地形标高和桩顶标高确定导墙基础开挖深度为，基础开挖采用人工配合挖掘机进行，开挖到基底后，清底、夯填、整平，并立即将桩中心线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导墙中心线的正确无误。
（2）钢筋下料
导墙钢筋采用Φ16，单层双向配筋，间距150mm，横向钢筋加工下料长度为1000mm，钢筋下料制作应符合标准规范要求。
（3）模板工程
采用定型钢模，每段长度按3～5m考虑，钢模内采用50*100mm方木，间距1m一道，具体见下图所示：
导墙定型模做法示意图
（4）混凝浇筑
采用C30商品混凝土，人工入模，插入式振动棒振捣，保证顶面高程应高出施工场地地面100mm，以防止地表水流入孔内，在混凝土强度达到70%时拆模，施工中严格控制导墙施工精度，确保轴线误差±20mm，内墙面垂直度0.3%，导墙顶面平整度±5mm且顶面标高高于原地面50mm。
严禁重型机械通过、停置或作业，以防导墙开裂或变形。
桩机施工
（一）施工顺序
硬法切割咬合桩采用360度全回转套管钻机施工，施工中首先施工矩形配筋桩或素混凝土桩（A序桩），再在相邻两A序桩间切割成孔施工施工圆形配筋桩（B序桩），施工圆形配筋桩（B序桩）要求必须在A序桩初凝之后才能施工钢筋混凝土桩，其施工顺序见下图：
其施工顺序为：
A1→A2→A3→A4→B1→B2→B3→~→An→An+1→An+2→An+3→Bn→Bn+1→Bn+2。
（二）钻机就位
根据咬合桩桩中心位置将钻机就位，就位过程如下：
（1）安放定位钢板，定位钢板安放必须平整，且孔位中心与桩位中心重合；
（2）安放钻机，钻机四个支腿全部安放入定位钢板的四个基点，安放到位后，可通过钻机的垂直监视系统和经纬仪确定钻机的垂直度，通过调整四个支腿油缸使钻机安放水平；
（3）液压泵站就位，并与钻机液压系统连接完毕，检查、调试好设备，并确保各个系统工作正常（启动前须保证泵站各个系统工作良好，包括油料、冷却液、油管连接、各阀门等）；
（4）安装钻机配重架及反力配重，注意反力配重应对称安放；
（5）安装反力叉，反力叉一端连接全回旋机械，一端被80T履带吊压牢，以防钻机带载旋转切削时产生的反力造成钻机主机旋转；
（6）将已安装刀具的钻头（2m长）与一截6m或4m的套筒连接好后，安放入钻机。
（三）套管压入及钻进成孔
（1）在钻机就位后，启动液压泵站，将发动机的转速从低转速逐步调整至高转速，钻机回转液压马达调至0位，启动夹紧油缸按钮，确认钻机夹紧机构已将套管夹紧后，方可启动回转驱动系统，回转马达初始启动必须低转速运行，待回转阻力稳定且低于设定值时，方可适量调高转速。
（2）试运转正常及垂直度修正完成后，开始正式钻进，首先吊装第一节管在桩机钳口中，找正套管垂直度后，旋转下压套管，压入深度约为1.5—2.5m，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。
第一节套管全部压入土中后（机台面以上要留0.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土，如此继续，直至达到设计孔底标高，及时向监理工程师报检，检测孔的沉碴和深度。
（用测绳检查桩孔的沉碴和深度，注意经常进行测绳标定检查）。
每节套管连接好并检查垂直度后，通过全回转钻机的回转装置使套管进行不小于360°的旋转，以减少套管与土体的摩擦阻力，并随即利用套管端部的刀齿切割土体或障碍物，压入土中，开始正常作业。
钢筋笼制作及安放
（1）钢筋笼制作
为了避免由于钢筋布筋过密，主筋净距过小，影响灌注时混凝土的流动，导致混凝土难以进入到钢筋外围空间，影响保护层的灌注质量。
钢筋笼整体长度允许偏差是按《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定取用。
圆形钢筋笼应采用环形模制作；矩形钢筋笼应采用平台制作，制作平台平整度应控制在20mm以内。
钢筋笼的底部应焊接安装4mm抗浮钢板，抗浮钢板尺寸一般小于钢筋笼直径10-20mm，较大直径的咬合桩抗浮钢板直径超过600mm时在抗浮钢板中心开一个不少于200mm的圆孔，便于混凝土灌注进入桩底。
为了控制咬合桩保护层厚度且避免施工过程中钢筋笼产生上浮，针对不同A、B序定制保护垫块如下：
矩形钢筋笼一般保护层宜采用强度较低的材料，如PVC管等材料，间距4m放置一组，保护块
（2）钢筋笼吊装
钢筋笼吊装采用一台36m臂长履带吊车，钢筋笼起吊统一采用3点起吊法。
起吊时保证钢筋笼顺直，始终保证钢筋笼底部不触地，首先采用大、小钩将钢筋笼平行吊起，平移至桩孔处，然后利用小钩和大钩配合将钢筋笼缓慢竖起，直至将钢筋笼垂直，之后将钢筋笼一次性放入孔中。
具体操作方法如图所示：
钢筋笼吊放图示意图
混凝土
当采用导管法灌注水下混凝土时，其工艺特性要求塌落度大、流动性和和易性好，且缓凝时间长，因此对混凝土的胶凝材料的选用有一定要求。
本条推荐了几类水泥品种，不推荐使用早强型水泥。
快硬型水泥由于其速凝的特性，不适合作水下混凝土的胶凝材料，故规定严禁使用。
粗骨料最大粒径的规定，主要是考虑混凝土在浇注中能顺畅的通过钢筋笼主筋间距，5mm～25mm小粒径的连续的粗骨料，骨料间空隙比较小，在同样条件下拌制的混凝土不易离析，可保证水下混凝土的大流动性、和易性，故推荐选用。
当采用水下混凝土施工时其配合比必须强调两点，一是试件的混凝土强度比设计桩身强度提高一级，当设计未注明水下混凝土强度时，试配时应提高一级，注明水下混凝土强度时，按水下混凝土强度配制，不需提高。
二是对混凝土初凝时间要求长，通常要求混凝土的初凝时间不应少于正常运输和灌注时间之和的2倍，且不少于8小时。
施工质量保证措施
钻孔咬合桩作为深基坑围护结构，其质量控制的关键在于确保咬合质量，主要表现在成孔质量和混凝土灌注质量控制等方面。
具体咬合桩及灌注桩的质量控制标准见下表：
表12质量控制标准
序号
项目
质量要求
检测方法
1
桩深
≥设计深度
测绳
2
垂直度
0.3％
大线锤＋经纬仪
3
桩底沉渣
≤300
测绳
4
咬合度
≥200
钢尺
5
桩径
≥1000（800）
钢尺
成孔质量控制措施
开孔定位
对每段施工完导墙进行桩孔位基线复核合格后，根据咬合桩施工顺序所对应的导墙孔位编号进行钻机就位，使抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。
为方便套管入孔，导墙孔直径一般应大于套管钻头外径，其直径为1020mm。
因此，第1节套管入孔后，应严格控制孔口定位误差，尽可能使套管中心与导墙孔中心重合，以免影响咬合量。
在孔口定位过程中，主要由钻机以导向和导墙孔为依据，前后左右移机，确保护筒和导墙孔上下圆心重合。
垂直度控制与检验
为确保咬合桩底部有足够的咬合量，除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格控制，这是成孔质量控制的关键，咬合桩的垂直度控制标准为3‰。
在成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下2个环节:
（1）套管顺直度检查和校正
钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管顺直度检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照全桩长配置连接整根套管，进行整根套管的顺直度检查和校正。
单节套管（8m）的顺直度偏差宜小于5mm，整根套管（25一35m）的顺直度偏差宜小于10mm。
（2）成孔过程中桩的垂直度监测和检查
在成孔过程中通常采用以下方法，对套管垂直度进行全程监控，以便及时发现和纠正偏差，确保垂直度偏差在规定范围以内。
地面监测即在地面选择2个相互垂直的方向采用吊线锤监测地面以上套管的垂直度，吊线锤交差90°于护筒处边缘线，这项工作在成孔过程中应自始至终坚持，不能中断。
同时采用两台经纬仪垂直向布设，套管下压过程中对套管垂直度进行全程监控，对每节套管垂直度进行量化数据记录，确保整桩成孔垂直度在3‰以内。
第一节套管7.5m，第二节套管6m垂直度控制在1‰以内。
具体操作方法：
每台机都有工人固定看线员，在看线过程中，如有偏差由看线员向班长及时汇报，由班长利用桩机的前后左右的液压系统进行纠偏，符合标准后方可进行施工。
垂直度偏差的纠正方法
成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整。
施工中常遇的垂直度偏差主要有以下3种情况，其纠偏方法如下:
（1）套管入土较浅时的纠偏方法
如果套管偏差不大或套管人土深度不超过5m时，可直接利用桩机的顶升油缸和推拉油缸调节套管的垂直度，以达到纠偏的目的。
（2）A桩的纠偏方法
由于A桩先行施工，其成桩过程对邻近桩无影响。
因此，当A桩人土5m以下发生较大偏差，且利用桩机油缸纠偏达不到要求时，可向套管内回填砂或粘土，同时起拔套管，直至将套管提升至上一次垂直度检查合格的位置，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。
（3）B桩的纠偏方法
B桩的纠偏方法与素混凝土桩基本相同，不同之处在于不能向套管内填砂或粘土，而应填人与A桩相同的混凝土，否则将在桩间留下土夹层，从而影响排桩的止水效果。
压管钻进与开挖取土
压管钻进与开挖取土是咬合桩成孔的主要工序，二者应同时进行，即磨桩机通过旋转、下压套管的同时，用抓斗从套管内取土，以减少土层阻力，达到成孔的目的。
施工时应始终保持套管底超前开挖面的深度在2.5m以上，使套管底部形成一定深度的“土塞”。
其目的主要是防止套管周围的地下水或泥砂从套管底部涌人，而造成地面下沉或坍陷。
地下浅层水冲抓斗取土分析
终孔后清孔
终孔后对孔深、垂直度进行最终检查和验收，检查合格后进行下道工序。
采用全套管法施工，孔内分为有水和无水两种情况，当孔内无水或仅有少量地下水渗人时，可直接吊放钢筋笼、下导管进行混凝土灌注。
由于全套管法成孔是以钢套管作护壁，孔内没有泥浆，所以水中悬浮颗粒沉淀极快，特别是在粉砂地层中。
因此，当孔内积水较多（或为平衡地下水压力而向孔内注人较多水）时，应测定孔底沉渣厚度，若沉渣厚度大于20cm，须进行清孔。
混凝土灌注质量控制措施
套管埋置深度控制
采用全套管法混凝土灌注过程中，需及时测量混凝土面高度，掌握套管的埋置深度，同时钻机应不停地做360度全回转和少量上拔套管的动作。
目的一是防止因孔内混凝土高度不足，而不能抵抗周围地层压力，造成桩体缩颈（或A桩混凝土流人B桩）;二是防止套管埋置深度过深，使套管因内外管壁摩阻力过大而不能拔出。
套管埋置深度一般应控制在4一l0m，埋深达到l0m时应立即提升套管，使混凝土面高于套管底4m左右。
钢筋笼上浮与下沉的控制措施
（1）钢筋笼上浮控制措施
由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙比较小，因此在上拔套管时，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮。
其预防措施主要是:
1）严格控制钢筋笼加工的外径尺寸；
2）B桩混凝土的骨料粒径应尽量小些，不宜大于25mm；
3）上拔套管前，先反复旋转套管2一3次，以减少钢筋笼与套管壁间摩擦力；
（2）钢筋笼下沉控制措施
成孔后宜在孔底添加少量片石，提高持力层的承载力；
机械设备故障应急措施
在施工过程中，如发生设备故障，每台桩机上都配备有2台发动机，一台发生故障都可以用另一台发动机替代施工，同时对设备易损件，在工程施工前进行了必要的储备，出现故障后能及时更换修复。
安全保证措施
（1）充分了解地质情况及周围高空及地下电线、管线的分布情况，制定切实可行的施工方案和安全技术措施。
（2）导墙要置于稳固地基上，遇松软场地采取有效加固措施，确保导墙稳固。
（3）现场施工用电原则执行一机、一闸、一漏电保护的“三级”保护措施。
机械设备必须执行工作接地和重复接地的保护措施。
（4）机械操作人员必须经过培训考核，合格后持证上岗；各种机械要定机定人维修保养，做到自检、自修、自维，并做好记录；桩机施工过程按照安全规范进行，防止机械伤人；所有机械传动部位必须有防护装置。
（5）进行吊装作业时，派专人进行指挥，构件下放必须慢速、平稳、对中，防止脱钩坠落发生事故。
（6）施工时严格按规范要求施工，严禁违章作业，保证施工正常有序的进行。
（7）进入施工场地的人员，必须戴好安全帽，严禁酒后作业。
（8）在咬合桩机、履带吊机准备施工作业前，应提前检查机械设备与钢丝绳、吊钩绳是否完好无损方可作业；
（9）在作业时，咬合桩机、履带吊机周边应设置警示带、警示标志；
（10）履带吊机在作业时，大臂下严禁站人，大臂40米范围内不得有人作业；
（11）履带吊机在吊钢套管时，钢套管底部不得有任何人作业；
（12）司索指挥员在进行作业时，必须配置口哨、红旗进行指挥作业；
（13）在夜间作业时，施工现场必须设置足够醒目的照明设施；
（14）在作业期间，现场必须要有相关领导、安全员值班。
文明施工管理措施
一、场容场貌管理
1）施工现场的场容管理，实施划区域分块包干，责任区域挂牌示意，生活区管理规定挂牌昭示全体。
2）制定施工现场生活卫生管理、检查、评比考核制度。
3）安全生产作业工作上墙，做到七牌一图（工程项目基本情况、工程项目责任人员姓名牌、安全六大纪律牌、安全生产计数牌、十项安全技术措施、防火须知牌、卫生须知牌和工地施工总平面图）。
4）现场必须布置安全生产标语和警示牌，做到无违章。
5）施工区、办公区、生活区挂标志牌，危险区设置安全警示标志。
6）确保周围环境清洁卫生，做到无污水外溢，围墙外无渣土、无材料、无垃圾堆放。
二、临时道路的管理
1）进出车辆门前派专人负责指挥。
2）现场施工道路畅通。
3）做好排水设施，场地及道路不积水。
4）开工前做好临时便道，临时施工便道路面高于自然地面，道路外侧设置排水沟。
三、材料堆放管理
1）各种设备、材料尽量远离操作区域，并不许堆放过高，防止倒塌下落伤人。
2）进场材料严格按场布图指定位置进行规范堆放。
3）现场材料员认真做好材料进场的验收工作（包括数量、质量、质保书），并且做好记录（包括车号、车次、运输单位等）。
4）材料堆放按场布图严格堆放，杜绝乱堆、乱放、混放，特别是杜绝把材料堆靠在围墙、广告牌后，以防受力造成倒塌等意外事故的发生。
四、施工人员的管理
1）制定“办公室及宿舍卫生管理制度”，使施工现场做到整洁、卫生。
2）办公室、宿舍通风、明亮，设有盥洗设施，由专人负责管理
3）宿舍内严禁私接电源插座或使用大容量电器，施工安全部定期进行检查监督。
五、卫生管理
1）施工现场经常保持整洁卫生。
道路平整、坚实、畅通，并有排水设施。
运输车辆不带泥沙出场，并做到沿途不遗不撒。
2）生活区室内外保持整洁有序，无污物、污水，垃圾集中堆放，及时清理。
3）饮用水保证开水供应，饮水器具卫生。
六、噪声污染
1）施工现场遵照《中华人民共和国建筑施工场界噪声限值》（GB12523-9制定降噪的相应制度和措施。
2）进行强噪声作业时，严格控制作业时间。
必须昼夜连续作业的，采取降噪措施，作好周围群众工作，并报有关环保单位备案后施工。
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