钻孔咬合灌注桩在贵阳地铁工程应用

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1、钻孔咬合灌注桩在贵阳地铁工程应用　　摘要：通过钻孔灌注桩在贵阳的实际应用，按照刚度等代成地下连续墙思路，探讨其设计计算方法及设计注意事项。关键词钻孔咬合灌注桩；基坑围护结构；刚度等代；超缓凝混凝土Abstract:throughthepracticalapplicationinGuiyangboredpile,inaccordancewiththestiffnessofthegenerationofundergroundcontinuouswallofideas,calculationmethodanddesignthedesigncons

2、iderations.Keywordsdrillingocclusivepiles;bracingstructureoffoundationpit;stiffness;Ultra-retardationConcrete中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）8前言：钻孔咬合灌注桩是桩与桩之间相互咬合排列的一种新型基坑支护结构。与传统钻孔灌注桩加止水帷幕的支护形式相比，由于其桩体相互咬合，省去了桩体背后的止水帷幕，还可明显提升止水效果，造价相对较低。咬合桩施工时采用全套管跟管钻进的干法掘进工艺，可有

3、效防止孔内流沙、涌泥，桩身质量容易保证，特别适用于一般旋挖钻机难以施工的较硬岩土层和卵砾石层，以及钻孔泥浆难以护壁的软弱淤泥质地层和松散砂层，近年来在基坑围护工程中应用日益广泛。本文主要以其在贵阳地区地铁工程的实际应用，对钻孔咬合灌注桩的计算方法及一些注意事项进行探讨。1工程概况贵阳市地铁1号线人民广场站为地下三层单柱双跨岛式车站，紧靠南明河。基坑深约25.0m。本工程范围内主要为第四系人工填土层（Q4ml）块石层、硬塑性红粘土层、可塑性红粘土层和三叠系松子坎组（Tsz）中风化泥质白云岩层、中风化白云岩层。场地地下水位较稳定，地下稳定水位埋

4、深约3.0m考虑。表1场地地层及主要物理力学指标表8本工程基坑开挖深度大，周边环境条件较复杂，根据《贵州建筑地基基础设计规范》（DB22/24-2004）、《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004），基坑侧壁等级为一级。车站与南明河水力联系密切，且碳酸盐岩岩溶裂隙水存在突涌的可能性，围护结构止水要求高。综合考虑水文地质、工程条件、周边变形控制要求及工程造价等因素，本工程围护结构采用采用φ1000@700m的钻孔咬合灌注桩，按素混凝土桩、配筋桩间隔布置考虑。桩长26.65m，嵌固3.5m，竖向设置一道混凝土支撑，三道钢支撑。基坑

5、围护横断面布置如图1。图1基坑围护结构横断面布置图2钻孔咬合灌注桩支护结构的受力特点和作用机理钻孔咬合灌注桩分为素混凝土桩或放置矩形钢筋笼桩（以下称A型桩）和放置圆形钢筋笼的桩（以下称B型桩）。为便于切割，在施工时应先施工A型桩，后施工B型桩。A型桩一般采用C20超缓凝混凝土，在A型桩初凝前完成B型桩的施工。B型装为基坑围护的骨架桩，一般采用C30或C35混凝土。B型装施工时，利用套管钻机的切割能力切割相邻A型装相交部分的混凝土，以实现两者的桩身咬合。钻孔咬合桩及施工顺序如图2。图2钻孔咬合灌注桩布置图8在本基坑中，A型桩为素混凝土桩，两种

6、桩之间存在的较大的刚度差异，对基坑开挖过程中两桩之间的荷载分担有较大的影响。在基坑外侧的水土压力作用下，不能考虑两种桩共同承担外部荷载。由于混凝土的抗拉强度远小于钢筋，其抗弯能力极差，理论上不予以考虑，但其又有一定的抗变形能力，若将其忽略，将造成较大的浪费。因此必须在综合考虑基坑支护结构变形、内力不同作用模式的情况下建立咬合桩的设计计算方法。由于尚无相关规范、规程针对钻孔咬合灌注桩的计算做出规定，在实际工程中，不同的设计提出的计算方法可能存在一定的差异。对此，本文采取一种迭代计算方法，通过对初始不考虑配筋的两桩抗弯刚度进行第一次计算，得到A

7、型桩和B型桩桩身弯矩，也得到第一次计算后两桩抗弯刚度，重复几次计算，得到各桩与自身抗弯刚度相适应的弯矩。3钻孔咬合灌注桩设计计算方法3.1设计计算原则考虑钻孔咬合灌注桩的结构特点，在其设计计算中应遵循以下几个原则：（1）抗变形：素混凝土桩虽未放置钢筋笼，但考虑到其截面、刚度等因素，素混凝土桩仍具一定的抗变形能力。由于素混凝土桩在变形过程中会产生一定的裂缝而削弱其刚度，需通过设置刚度折减系数K模拟该效应。折减系数K值根据经验取，本文按0.15计。当变形较大，素混凝土桩开裂严重时，其刚度忽略不计。（2）抗弯：由于素混凝土桩抗弯能力低，故不考虑素

8、桩的抗弯及抗剪能力，坑外水土压力及活荷载产生的弯矩全部有配筋桩承担；素桩抗弯承载力在设计中作为安全储备。（3）由于素桩与配筋桩混凝土等级有较大差异，材料的不同会引起桩体刚度产生差