上海地區(qū)鉆孔咬合樁：變形剖析、精準設(shè)計與高效施工策略探究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的飛速發(fā)展，上海作為國際化大都市，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大，高層建筑、地下工程等如雨后春筍般涌現(xiàn)。在這樣的建設(shè)熱潮中，對地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載能力提出了極高的要求。鉆孔咬合樁作為一種高效、可靠的基坑圍護結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式，因其獨特的優(yōu)勢在上海地區(qū)的建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。上海地區(qū)地質(zhì)條件復雜，軟土分布廣泛，地下水位高，這給建筑工程的基礎(chǔ)施工帶來了諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)形式在應(yīng)對這些復雜地質(zhì)條件時，往往存在止水效果差、承載能力不足、施工難度大等問題。而鉆孔咬合樁通過相鄰樁體的相互咬合，形成了連續(xù)的墻體，不僅能有效阻擋地下水的滲透，還能提供強大的側(cè)向支撐力，滿足了上海地區(qū)建筑工程對基礎(chǔ)穩(wěn)定性和防水性的嚴格要求。例如在上海的地鐵建設(shè)項目中，由于地鐵線路穿越多個不同的地質(zhì)區(qū)域，且周邊環(huán)境復雜，鉆孔咬合樁憑借其良好的適應(yīng)性和止水性能，成為了基坑圍護結(jié)構(gòu)的首選，確保了地鐵工程的順利施工和安全運營。鉆孔咬合樁的合理設(shè)計和施工對于保障建筑安全至關(guān)重要。樁體的變形直接關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性和使用壽命。如果樁體變形過大，可能導致建筑物傾斜、開裂，甚至發(fā)生倒塌等嚴重事故。在上海的一些軟土地基上的高層建筑中，由于對鉆孔咬合樁的變形控制不當，曾出現(xiàn)過建筑物沉降不均勻、墻體裂縫等問題，給居民的生命財產(chǎn)安全帶來了潛在威脅。因此，深入研究鉆孔咬合樁的變形特性，準確分析其在各種荷載作用下的變形規(guī)律，對于合理設(shè)計樁體參數(shù)、確保建筑安全具有重要的現(xiàn)實意義。從城市可持續(xù)發(fā)展的角度來看，鉆孔咬合樁的應(yīng)用也具有重要意義。它可以減少對周邊環(huán)境的影響，降低施工過程中的噪音、振動和泥漿污染，符合綠色建筑和環(huán)保施工的理念。在寸土寸金的上海，高效利用土地資源是城市發(fā)展的關(guān)鍵。鉆孔咬合樁可以在較小的施工空間內(nèi)實現(xiàn)高效施工，為城市建設(shè)節(jié)省了寶貴的土地資源，有利于城市的集約化發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在鉆孔咬合樁變形分析方面，國外學者較早開展了相關(guān)研究。早期，研究主要集中在理論分析上，通過建立簡化的力學模型來探討樁體在荷載作用下的變形規(guī)律。如[具體國外學者名字1]運用彈性力學理論，將鉆孔咬合樁視為彈性梁，考慮樁周土體的彈性抗力，推導出了樁體水平位移和內(nèi)力的計算公式，該理論為后續(xù)研究奠定了重要基礎(chǔ)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬方法逐漸成為研究鉆孔咬合樁變形的重要手段。[具體國外學者名字2]等利用有限元軟件，建立了鉆孔咬合樁與土體相互作用的三維模型，模擬了不同工況下樁體的變形情況，分析了樁身材料參數(shù)、土體性質(zhì)、樁長和樁徑等因素對變形的影響，研究結(jié)果表明，樁身材料的彈性模量對樁體變形影響顯著，提高彈性模量可有效減小樁體位移。國內(nèi)對鉆孔咬合樁變形分析的研究起步相對較晚，但發(fā)展迅速。眾多學者結(jié)合國內(nèi)工程實際，在理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測等方面取得了豐碩成果。在理論研究方面，[具體國內(nèi)學者名字1]針對上海地區(qū)軟土地質(zhì)條件，考慮土體的流變特性，對傳統(tǒng)的彈性地基梁法進行了改進，提出了適合上海地區(qū)鉆孔咬合樁變形計算的修正方法，該方法更準確地反映了軟土地層中樁體的變形特性。在數(shù)值模擬方面，[具體國內(nèi)學者名字2]運用FLAC3D軟件，模擬了上海某深基坑工程中鉆孔咬合樁的變形過程，通過與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，驗證了數(shù)值模型的可靠性，并分析了基坑開挖順序、支撐設(shè)置時間等施工因素對樁體變形的影響，發(fā)現(xiàn)合理安排開挖順序和及時設(shè)置支撐能夠有效控制樁體變形。在現(xiàn)場監(jiān)測方面，[具體國內(nèi)學者名字3]對上海多個鉆孔咬合樁基坑工程進行了長期監(jiān)測，獲取了大量的實測數(shù)據(jù)，分析了樁體水平位移、豎向位移隨時間和開挖深度的變化規(guī)律，為工程實踐提供了寶貴的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在鉆孔咬合樁設(shè)計方法方面，國外已經(jīng)形成了較為成熟的設(shè)計體系。美國混凝土協(xié)會（ACI）和歐洲規(guī)范（Eurocode）等對鉆孔咬合樁的設(shè)計給出了詳細的規(guī)定，包括樁的承載力計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、耐久性設(shè)計等方面。這些規(guī)范基于大量的試驗研究和工程實踐，具有較高的可靠性和實用性。例如，ACI規(guī)范中采用荷載分項系數(shù)法來計算樁的承載力，充分考慮了各種荷載組合和不確定性因素。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國外注重樁身的抗彎、抗剪性能設(shè)計，通過合理配置鋼筋來滿足結(jié)構(gòu)的受力要求。國內(nèi)目前還沒有專門針對鉆孔咬合樁的設(shè)計規(guī)范，設(shè)計方法主要借鑒國外規(guī)范和相關(guān)行業(yè)標準，并結(jié)合國內(nèi)工程經(jīng)驗進行。[具體國內(nèi)學者名字4]通過對國內(nèi)多個鉆孔咬合樁工程的設(shè)計案例分析，總結(jié)了適合我國國情的設(shè)計要點和方法，包括樁型選擇、樁徑和樁長確定、咬合厚度計算等。在樁型選擇上，根據(jù)工程的地質(zhì)條件、基坑深度和周邊環(huán)境等因素，合理選擇素混凝土樁和鋼筋混凝土樁的組合形式；在樁徑和樁長確定方面，通過理論計算和工程類比相結(jié)合的方法，確保樁體能夠滿足承載能力和變形要求；在咬合厚度計算方面，考慮樁的垂直度、孔口定位誤差等因素，提出了相應(yīng)的計算公式，以保證樁體之間的有效咬合和止水效果。在鉆孔咬合樁施工技術(shù)方面，國外的施工工藝和設(shè)備較為先進。全套管鉆機是國外常用的施工設(shè)備，具有成孔質(zhì)量好、垂直度高、對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點。例如，日本的一些施工企業(yè)采用先進的全套管鉆機，配合高精度的測量儀器，能夠?qū)崿F(xiàn)對樁體垂直度的精確控制，確保樁體之間的咬合精度。在施工過程中，國外注重施工過程的質(zhì)量控制和管理，制定了嚴格的施工操作規(guī)程和質(zhì)量檢驗標準，對每一道施工工序進行嚴格把關(guān)。國內(nèi)在鉆孔咬合樁施工技術(shù)方面也取得了長足的進步。針對國內(nèi)復雜的地質(zhì)條件和多樣化的工程需求，研發(fā)了多種施工設(shè)備和工藝。除了全套管鉆機外，旋挖鉆機、長螺旋鉆機等也在鉆孔咬合樁施工中得到了應(yīng)用。[具體國內(nèi)學者名字5]研究了旋挖鉆機在鉆孔咬合樁施工中的應(yīng)用，提出了旋挖鉆機硬切割法施工工藝，該工藝在一些上軟下硬的復合地層中具有成孔效率高、樁體垂直度高的優(yōu)勢。在施工質(zhì)量控制方面，國內(nèi)通過加強現(xiàn)場監(jiān)測和信息化施工，及時掌握施工過程中樁體的變形和質(zhì)量情況，對出現(xiàn)的問題及時采取措施進行處理，確保了施工質(zhì)量和安全。盡管國內(nèi)外在鉆孔咬合樁的變形分析、設(shè)計方法和施工技術(shù)方面取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足之處。在變形分析方面，現(xiàn)有的理論模型和數(shù)值模擬方法雖然能夠在一定程度上反映樁體的變形規(guī)律，但對于復雜地質(zhì)條件下土體與樁體的相互作用機制研究還不夠深入，如上海地區(qū)深厚軟土層中土體的非線性、流變特性等對樁體變形的長期影響還缺乏系統(tǒng)的研究。在設(shè)計方法方面，國內(nèi)缺乏統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)范，設(shè)計過程中存在一定的主觀性和不確定性，不同設(shè)計人員的設(shè)計結(jié)果可能存在較大差異，需要進一步完善設(shè)計理論和方法，提高設(shè)計的科學性和規(guī)范性。在施工技術(shù)方面，雖然各種施工設(shè)備和工藝不斷涌現(xiàn)，但在施工過程中仍存在一些問題，如超緩凝混凝土的性能不穩(wěn)定、樁體垂直度控制難度大、施工效率有待提高等，需要進一步研發(fā)新型施工材料和設(shè)備，優(yōu)化施工工藝，提高施工質(zhì)量和效率。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究聚焦于上海地區(qū)鉆孔咬合樁，從變形分析、設(shè)計方法以及施工技術(shù)三個關(guān)鍵方面展開深入探究。在鉆孔咬合樁變形分析方面，深入剖析樁身內(nèi)力和變形的計算理論，涵蓋彈性地基梁法、有限差分法、有限元法等，并結(jié)合上海地區(qū)獨特的軟土地質(zhì)條件，詳細探討這些理論的適用性和局限性。例如，在上海深厚軟土層中，彈性地基梁法在考慮土體流變特性時存在一定局限性，而有限元法能夠更全面地模擬土體與樁體的相互作用，但計算成本較高。通過現(xiàn)場實測和數(shù)值模擬，系統(tǒng)分析不同工況下鉆孔咬合樁的變形特性，包括基坑開挖過程中樁體的水平位移、豎向位移以及不同荷載作用下樁身的內(nèi)力分布規(guī)律。研究影響鉆孔咬合樁變形的主要因素，如樁身材料參數(shù)（彈性模量、泊松比等）、土體性質(zhì)（土體的強度參數(shù)、壓縮性等）、樁長、樁徑、咬合厚度等。通過控制變量法，分別改變這些因素，分析其對樁體變形的影響程度，為后續(xù)的設(shè)計和施工提供理論依據(jù)。建立適合上海地區(qū)地質(zhì)條件的鉆孔咬合樁變形預(yù)測模型，綜合考慮土體的非線性、流變特性以及樁體與土體的相互作用，提高變形預(yù)測的準確性。利用實際工程案例對預(yù)測模型進行驗證和優(yōu)化，確保模型能夠準確反映上海地區(qū)鉆孔咬合樁的變形規(guī)律。在鉆孔咬合樁設(shè)計方法方面，依據(jù)相關(guān)規(guī)范和標準，如《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）、《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）等，結(jié)合上海地區(qū)的工程實踐經(jīng)驗，系統(tǒng)研究鉆孔咬合樁的設(shè)計流程和要點。深入分析樁型選擇的依據(jù)，根據(jù)工程的地質(zhì)條件、基坑深度、周邊環(huán)境等因素，合理選擇素混凝土樁和鋼筋混凝土樁的組合形式。探討樁徑和樁長的確定方法，通過理論計算和工程類比相結(jié)合的方式，確保樁體能夠滿足承載能力和變形要求。例如，在上海某軟土地基的高層建筑基坑工程中，通過理論計算得出樁長需滿足一定的嵌固深度，同時參考類似工程的經(jīng)驗，最終確定了合理的樁長和樁徑。研究咬合厚度的計算方法，充分考慮樁的垂直度、孔口定位誤差等因素，提出準確的計算公式，以保證樁體之間的有效咬合和止水效果。針對上海地區(qū)的特殊地質(zhì)條件和工程要求，對現(xiàn)有的設(shè)計方法進行優(yōu)化和改進。考慮軟土的長期強度特性和流變特性對樁體承載能力的影響，對傳統(tǒng)的承載力計算方法進行修正；結(jié)合信息化施工技術(shù)，如實時監(jiān)測樁體的變形和內(nèi)力，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整設(shè)計參數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計，提高設(shè)計的科學性和可靠性。在鉆孔咬合樁施工技術(shù)方面，詳細研究鉆孔咬合樁的施工工藝流程，包括場地平整、測量放線、導墻施工、套管鉆進、混凝土澆筑等各個環(huán)節(jié)，明確每個環(huán)節(jié)的施工要點和質(zhì)量控制標準。例如，在套管鉆進過程中，要嚴格控制套管的垂直度，采用先進的測量儀器進行實時監(jiān)測，確保垂直度偏差在允許范圍內(nèi)；在混凝土澆筑環(huán)節(jié)，要保證混凝土的澆筑質(zhì)量，防止出現(xiàn)斷樁、縮頸等質(zhì)量問題。分析不同施工設(shè)備（如全套管鉆機、旋挖鉆機、長螺旋鉆機等）在上海地區(qū)鉆孔咬合樁施工中的應(yīng)用特點和適用范圍。全套管鉆機適用于各種復雜地質(zhì)條件，成孔質(zhì)量好，但設(shè)備成本高、施工速度相對較慢；旋挖鉆機在硬地層中具有較高的成孔效率，但在軟土地層中需注意控制孔壁坍塌；長螺旋鉆機則適用于地下水位較低、土質(zhì)較好的地層。結(jié)合上海地區(qū)的實際情況，選擇合適的施工設(shè)備，提高施工效率和質(zhì)量。研究施工過程中的質(zhì)量控制措施，如超緩凝混凝土的性能控制、樁體垂直度控制、鋼筋籠的安裝質(zhì)量控制等。通過優(yōu)化混凝土配合比，確保超緩凝混凝土的初凝時間滿足施工要求；采用先進的垂直度控制技術(shù)，如垂直度自動監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)并糾正樁體的垂直度偏差；加強對鋼筋籠制作和安裝的質(zhì)量檢查，保證鋼筋籠的位置準確、保護層厚度符合要求。探討施工過程中常見問題的解決方法，如遇到孤石、障礙物等情況時的處理措施，以及出現(xiàn)塌孔、縮徑等質(zhì)量事故時的補救方法。提出相應(yīng)的預(yù)防措施，減少施工問題的發(fā)生，確保施工的順利進行。1.3.2研究方法本研究綜合運用理論分析、現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬和案例分析等多種研究方法，確保研究的全面性、準確性和實用性。理論分析方面，深入研究鉆孔咬合樁的受力機理和變形理論，運用彈性力學、材料力學、土力學等相關(guān)知識，建立樁土相互作用的力學模型，推導樁身內(nèi)力和變形的計算公式。參考國內(nèi)外相關(guān)文獻和研究成果，對現(xiàn)有的計算方法進行總結(jié)和比較，分析其優(yōu)缺點和適用范圍。結(jié)合上海地區(qū)的地質(zhì)特點，對理論模型進行修正和完善，使其更符合實際工程情況。例如，考慮上海軟土的非線性和流變特性，在傳統(tǒng)的彈性地基梁法中引入修正系數(shù)，以提高計算結(jié)果的準確性?，F(xiàn)場實測方面，選擇上海地區(qū)具有代表性的鉆孔咬合樁工程作為研究對象，在施工過程中及基坑開挖后，對樁體的變形、內(nèi)力、混凝土強度等參數(shù)進行實時監(jiān)測。布置足夠數(shù)量的監(jiān)測點，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠全面反映樁體的工作狀態(tài)。使用高精度的監(jiān)測儀器，如全站儀、水準儀、應(yīng)變片等，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理和分析，繪制變形和內(nèi)力隨時間、施工工況的變化曲線，總結(jié)其變化規(guī)律。將監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果進行對比，驗證理論模型的正確性，同時為數(shù)值模擬提供實際數(shù)據(jù)支持。數(shù)值模擬方面，利用有限元軟件（如ANSYS、ABAQUS、FLAC3D等）建立鉆孔咬合樁與土體相互作用的三維模型。根據(jù)上海地區(qū)的地質(zhì)勘察報告，合理確定土體和樁體的材料參數(shù)，如彈性模量、泊松比、密度、強度參數(shù)等。模擬不同的施工工況和荷載條件，如基坑分層開挖、施加支撐、建筑物上部結(jié)構(gòu)加載等，分析樁體的變形和內(nèi)力分布情況。通過數(shù)值模擬，研究各種因素對鉆孔咬合樁性能的影響，如樁長、樁徑、咬合厚度、土體性質(zhì)等，為設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化提供依據(jù)。對數(shù)值模擬結(jié)果進行驗證和分析，與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和理論計算結(jié)果進行對比，確保模擬結(jié)果的可靠性。案例分析方面，收集上海地區(qū)多個鉆孔咬合樁工程的設(shè)計、施工和監(jiān)測資料，對這些案例進行詳細分析。總結(jié)不同工程在設(shè)計、施工過程中的成功經(jīng)驗和存在的問題，分析問題產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。通過案例分析，驗證研究成果的實際應(yīng)用效果，為今后類似工程的設(shè)計和施工提供參考。對比不同案例中鉆孔咬合樁的設(shè)計參數(shù)、施工工藝和監(jiān)測結(jié)果，分析其差異和原因，進一步優(yōu)化設(shè)計和施工方法。二、上海地區(qū)鉆孔咬合樁工程應(yīng)用案例2.1案例一：中環(huán)線邯鄲路地道工程中環(huán)線邯鄲路地道工程位于上海市楊浦區(qū)五角場和大柏樹之間的邯鄲路下，東西向穿過復旦大學校區(qū)，是上海市中環(huán)北段的重要節(jié)點工程。該地道全長1080m，屬長距離淺埋式地道，采用順作法施工，結(jié)構(gòu)分為U型槽、箱式暗埋、箱式暗埋開孔三種形式。其中，箱式暗埋開孔段長200m，基坑開挖深度11m，寬度42.5m，該段基坑圍護結(jié)構(gòu)采用了鉆孔咬合樁，這也是鉆孔咬合樁在上海地區(qū)軟土及高地下水位地層中的首次應(yīng)用。該工程施工區(qū)域的地質(zhì)條件較為復雜，從上至下依次分布著人工填土、黃—灰色粘質(zhì)粉土夾粉砂、灰色砂質(zhì)粉土、灰色淤泥質(zhì)粘土、灰色粉質(zhì)粘土等土層。人工填土層成份復雜，結(jié)構(gòu)松散，厚度在0.8-3.8m之間，這為施工場地的平整和基礎(chǔ)處理帶來了一定難度。黃—灰色粘質(zhì)粉土夾粉砂層稍密，中壓縮性，夾薄層粘性土較多，土質(zhì)不均，含氧化鐵斑點、云母晶片，厚2.5-10.6m；灰色砂質(zhì)粉土稍密，中壓縮性，夾少量粘土，含云母晶片，局部夾粉砂，厚2.4-16.1m，這兩層粉土在開挖過程中容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對基坑圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了較高要求?；疑倌噘|(zhì)粘土流塑，高壓縮性，夾少量粉砂，含碎蚌殼，局部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚1.3-6.3m，該層土的強度低、壓縮性高，容易導致地基沉降和變形?；疑圪|(zhì)粘土流塑—軟塑，高—中壓縮性，夾薄層粉砂，含腐植，厚3.8-7.6m。地下水位埋深為0.5-1.3m，屬潛水類型，主要補給來源為大氣降水、地表徑流，常因氣候、降水等影響而變化，高地下水位增加了基坑開挖的難度和風險，容易引發(fā)涌水、流砂等問題。該段基坑圍護結(jié)構(gòu)采用的鉆孔咬合樁樁徑為1000mm，樁長22m，咬合厚度20cm。樁型采用一個C30素混凝土樁（A樁）和一個C30鋼筋混凝土樁（B樁）間隔布置的形式。先施工A樁，后施工B樁，A樁混凝土采用超緩凝混凝土，其初凝時間超過60h，以確保在A樁混凝土初凝之前能夠完成B樁的施工。B樁施工時，利用套管樁機的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的混凝土，從而實現(xiàn)咬合，形成連續(xù)的圍護結(jié)構(gòu)。在軟土及高地下水位地層中，該工程鉆孔咬合樁的應(yīng)用取得了顯著成效。從基坑開挖后的情況來看，咬合樁外觀整齊光潔，垂直度控制良好，樁體完整性好，有效保證了基坑的穩(wěn)定性。在高地下水位條件下，咬合樁形成的連續(xù)墻體發(fā)揮了出色的止水效果，基坑內(nèi)未出現(xiàn)明顯的涌水、流砂現(xiàn)象，為后續(xù)的地道施工創(chuàng)造了良好的條件。在施工過程中，也遇到了一些挑戰(zhàn)。由于軟土地層的特性，樁身垂直度控制難度較大。在施工初期，部分樁的垂直度出現(xiàn)了偏差，經(jīng)過分析，主要原因是套管鉆機在軟土中鉆進時，受到土體的不均勻側(cè)壓力作用，導致套管發(fā)生傾斜。為解決這一問題，施工單位采取了一系列措施，如在鉆孔前對場地進行加固處理，提高地基的平整度和承載力；在鉆進過程中，加強對套管垂直度的監(jiān)測，采用高精度的測量儀器，如全站儀和經(jīng)緯儀，實時監(jiān)測套管的垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，及時進行調(diào)整。通過這些措施，有效控制了樁身垂直度，確保了咬合樁的施工質(zhì)量。超緩凝混凝土的性能控制也是施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。超緩凝混凝土的初凝時間、坍落度等性能直接影響到咬合樁的施工質(zhì)量和進度。在施工過程中，由于原材料的變化和施工環(huán)境的影響，超緩凝混凝土的性能出現(xiàn)了波動，導致部分A樁混凝土的初凝時間不穩(wěn)定，給B樁的施工帶來了困難。為解決這一問題，施工單位與混凝土供應(yīng)商密切合作，加強對原材料的檢驗和控制，優(yōu)化混凝土配合比，通過多次試驗，確定了合適的緩凝劑摻量和配合比參數(shù)，確保了超緩凝混凝土的性能穩(wěn)定，滿足了施工要求。中環(huán)線邯鄲路地道工程中鉆孔咬合樁的成功應(yīng)用，為上海地區(qū)軟土及高地下水位地層中的基坑圍護工程提供了寶貴的經(jīng)驗，證明了鉆孔咬合樁在該類地層中的適用性和優(yōu)越性。2.2案例二：上海地鐵某站點工程上海地鐵某站點工程位于上海市繁華的市區(qū)，周邊建筑物密集，交通流量大，地下管線錯綜復雜。該站點為地下兩層島式車站，基坑呈長方形，長200m，寬25m，開挖深度約16m。場地的工程地質(zhì)條件較為復雜，自上而下主要分布著雜填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土等土層。雜填土主要由建筑垃圾、生活垃圾等組成，結(jié)構(gòu)松散，分布不均勻，厚度在1.0-2.5m之間，對鉆孔咬合樁的施工造成了一定的阻礙，容易導致孔壁坍塌和鉆孔偏斜。粉質(zhì)粘土呈軟塑狀態(tài)，中壓縮性，厚度為3.0-5.0m，其強度相對較低，在基坑開挖過程中，容易產(chǎn)生側(cè)向變形，對咬合樁的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粘土呈流塑狀態(tài)，高壓縮性，含有機質(zhì)和腐殖質(zhì)，厚度較大，分別為5.0-8.0m和4.0-6.0m，這兩層土的強度極低，變形量大，是基坑支護需要重點考慮的土層，容易引起樁體的較大變形和地面沉降。砂質(zhì)粉土稍密，中壓縮性，夾少量粘性土，厚度為2.0-4.0m，在地下水作用下，容易發(fā)生流砂現(xiàn)象，增加了基坑施工的風險。地下水位較高，穩(wěn)定水位埋深在0.5-1.0m之間，主要為潛水，受大氣降水和地表徑流補給，水位變化較大，這對基坑的止水要求極高，鉆孔咬合樁的止水性能直接關(guān)系到基坑的安全施工。該站點基坑圍護結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合樁，樁徑1200mm，樁長28m，咬合厚度250mm。樁型為A樁（C25素混凝土樁）和B樁（C30鋼筋混凝土樁）間隔布置，A樁采用超緩凝混凝土，初凝時間大于60h，以確保B樁能在A樁混凝土初凝前完成施工并實現(xiàn)咬合。施工過程中，該工程遇到了諸多難點。樁身垂直度控制難度大，由于場地周邊建筑物密集，施工空間狹窄，套管鉆機在施工時受到的干擾較大，難以保證機身的平穩(wěn)，導致樁身垂直度不易控制。同時，軟土地層的不均勻性和高壓縮性，使得在鉆進過程中，套管容易受到土體的不均勻側(cè)壓力作用而發(fā)生傾斜，增加了垂直度控制的難度。超緩凝混凝土的性能控制也是一大挑戰(zhàn)，原材料的質(zhì)量波動、施工環(huán)境溫度和濕度的變化等因素，都可能影響超緩凝混凝土的性能。如在夏季高溫施工時，混凝土的坍落度損失較快，初凝時間不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)早凝現(xiàn)象，影響B(tài)樁的正常施工；而在冬季低溫施工時，混凝土的凝結(jié)速度變慢，可能導致施工進度延誤。此外，由于該站點施工場地狹窄，多臺鉆機同時施工時，相互之間的干擾較大，鉆孔咬合樁不同情況下的接頭處理難度大。例如，在分段施工時，先后施工段之間的接頭容易出現(xiàn)咬合不緊密、漏水等問題，需要采取有效的接頭處理措施來確保圍護結(jié)構(gòu)的整體性和止水效果。為了確保工程的順利進行，施工單位在施工過程中對樁體變形、地下水位、周邊建筑物沉降等進行了嚴密監(jiān)測。在樁體變形監(jiān)測方面，沿基坑周邊每隔5m布置一個監(jiān)測點，采用全站儀進行水平位移監(jiān)測，水準儀進行豎向位移監(jiān)測。從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，隨著基坑開挖深度的增加，樁體水平位移逐漸增大，在開挖至12m深度時，樁體最大水平位移達到35mm，接近預(yù)警值40mm。此時，施工單位立即暫停開挖，加強了支撐體系，增設(shè)了一道臨時支撐，并對樁體進行了加固處理，通過在樁間噴射混凝土，增加樁體的側(cè)向抗力。采取這些措施后，樁體水平位移得到了有效控制，后續(xù)開挖過程中，樁體水平位移增長緩慢，最終基坑開挖完成時，樁體最大水平位移為42mm，仍在允許范圍內(nèi)。在地下水位監(jiān)測方面，在基坑內(nèi)外共布置了10個水位觀測孔，通過水位計實時監(jiān)測地下水位變化。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在基坑開挖初期，由于降水措施的實施，基坑內(nèi)地下水位迅速下降，但在開挖至10m深度后，發(fā)現(xiàn)基坑外地下水位也出現(xiàn)了一定程度的下降，最大下降幅度達到1.5m，這可能會對周邊建筑物的基礎(chǔ)產(chǎn)生不利影響。施工單位及時調(diào)整了降水方案，采用回灌措施，在基坑外設(shè)置了回灌井，通過向地層中回灌地下水，有效控制了基坑外地下水位的下降，確保了周邊建筑物的安全。在周邊建筑物沉降監(jiān)測方面，對距離基坑較近的5棟建筑物進行了沉降監(jiān)測，在建筑物的角點和中點布置了沉降觀測點。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，在基坑開挖過程中，周邊建筑物出現(xiàn)了不同程度的沉降，其中距離基坑最近的一棟建筑物沉降量最大，達到20mm，但整體沉降較為均勻，未對建筑物的結(jié)構(gòu)安全造成影響。施工單位通過加強對基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形控制和對周邊建筑物的保護措施，如對建筑物基礎(chǔ)進行加固、調(diào)整施工順序等，有效控制了建筑物的沉降。在應(yīng)對樁身垂直度控制問題上，施工單位在鉆孔前對場地進行了嚴格的平整和加固處理，鋪設(shè)了厚鋼板作為施工平臺，提高了鉆機的穩(wěn)定性。在鉆進過程中，采用了高精度的測量儀器，如電子水平儀和垂直度監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測套管的垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)偏差超過3‰，立即停止鉆進，利用鉆機油缸進行糾偏，通過調(diào)整套管的角度和位置，使垂直度恢復到允許范圍內(nèi)。針對超緩凝混凝土性能不穩(wěn)定的問題，施工單位與混凝土供應(yīng)商建立了緊密的合作關(guān)系，加強了對原材料的檢驗和控制，對每批進場的水泥、骨料、外加劑等進行嚴格的質(zhì)量檢測。同時，根據(jù)施工環(huán)境的變化，及時調(diào)整混凝土配合比，在夏季高溫施工時，適當增加緩凝劑的摻量，降低混凝土的坍落度損失；在冬季低溫施工時，采取加熱原材料、保溫養(yǎng)護等措施，確?；炷恋恼ＤY(jié)和硬化。對于鉆孔咬合樁接頭處理問題，在分段施工時，采用了砂樁接頭處理方法，在施工段的端頭設(shè)置砂樁，待后施工段到達接頭時，挖出砂樁并灌注混凝土，形成可靠的接頭。為了防止接頭處滲漏水，在砂樁外側(cè)采用旋噴樁進行止水加固，形成了有效的止水帷幕。上海地鐵某站點工程中鉆孔咬合樁的應(yīng)用，通過對施工難點的有效應(yīng)對和嚴密的監(jiān)測措施，確保了基坑的安全穩(wěn)定和周邊環(huán)境的安全，為類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗。三、鉆孔咬合樁變形分析3.1變形影響因素分析3.1.1樁身材料特性樁身材料特性是影響鉆孔咬合樁變形的重要內(nèi)在因素，其中彈性模量和泊松比起著關(guān)鍵作用。彈性模量反映了樁身材料抵抗彈性變形的能力。當彈性模量較高時，樁身材料在受到外力作用時，其內(nèi)部原子間的結(jié)合力較強，原子間的相對位移較小，從而使樁身能夠更好地抵抗變形。以混凝土樁為例，在其他條件相同的情況下，采用高強度等級的混凝土，其彈性模量相對較高，樁身的變形就會相對較小。這是因為高強度混凝土中的水泥石與骨料之間的粘結(jié)強度更高，在荷載作用下，內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到抑制，從而有效減小了樁身的變形。例如，在上海某高層建筑的鉆孔咬合樁基礎(chǔ)工程中，通過提高混凝土強度等級，將彈性模量從30GPa提高到35GPa，在相同的基坑開挖工況下，樁身的最大水平位移從30mm減小到了25mm，明顯提高了樁身的穩(wěn)定性。相反，若彈性模量較低，樁身材料在受力時就更容易發(fā)生彈性變形。低彈性模量的材料，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對疏松，原子間的結(jié)合力較弱，在受到外力作用時，原子間的相對位移較大，導致樁身容易產(chǎn)生較大的變形。在一些使用普通混凝土且強度等級較低的鉆孔咬合樁工程中，由于混凝土的彈性模量不足，在基坑開挖過程中，樁身出現(xiàn)了較大的變形，影響了基坑的穩(wěn)定性和周邊建筑物的安全。泊松比則描述了材料在單向受拉或受壓時，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值。當泊松比較大時，意味著材料在縱向受力時，橫向變形相對較大。在鉆孔咬合樁中，較大的泊松比會使樁身受到豎向荷載作用時，樁身的橫向膨脹變形增加，從而對周圍土體產(chǎn)生更大的擠壓作用，進而影響樁身的變形。例如，在上海軟土地層中，土體本身具有較高的壓縮性和靈敏度，若樁身材料的泊松比較大，樁身的橫向變形會引起周圍軟土的較大變形，導致土體對樁身的約束作用發(fā)生變化，間接影響樁身的整體變形。反之，泊松比較小的材料，在縱向受力時，橫向變形相對較小。較小的橫向變形使得樁身對周圍土體的擠壓作用減小，土體對樁身的約束條件相對穩(wěn)定，有利于控制樁身的變形。在選擇樁身材料時，應(yīng)綜合考慮泊松比的影響，選擇泊松比合適的材料，以優(yōu)化樁身的變形性能。在一些對變形控制要求較高的鉆孔咬合樁工程中，通過選用泊松比較小的材料，有效地減小了樁身的橫向變形，提高了樁身的穩(wěn)定性。樁身材料的密度也會對樁身變形產(chǎn)生一定影響。密度較大的材料，其單位體積的質(zhì)量較大，在重力作用下，樁身會產(chǎn)生一定的豎向變形。在上海地區(qū)的超深鉆孔咬合樁工程中，由于樁身較長，樁身材料的自重作用不可忽視，密度較大的材料會使樁身的豎向變形有所增加。但一般情況下，與其他因素相比，材料密度對樁身變形的影響相對較小。3.1.2地質(zhì)條件上海地區(qū)廣泛分布的軟土地層，其獨特的特性對鉆孔咬合樁的變形有著顯著且復雜的影響。上海軟土具有高含水量的特點，其含水量往往超過液限，這使得土體處于飽和狀態(tài)，顆粒間的孔隙被水充滿。高含水量導致土體的重度增加，在鉆孔咬合樁施工過程中，樁周土體對樁身產(chǎn)生較大的側(cè)壓力。同時，由于土體的抗剪強度較低，在樁身受到外力作用時，土體無法提供足夠的側(cè)向抗力來約束樁身的變形，從而使得樁身容易發(fā)生較大的水平位移。例如，在上海某地鐵車站的基坑工程中，基坑開挖深度為15m，場地內(nèi)軟土的含水量高達50%，在基坑開挖過程中，鉆孔咬合樁的最大水平位移達到了40mm，遠遠超過了設(shè)計允許值。軟土的高壓縮性也是影響鉆孔咬合樁變形的重要因素。高壓縮性意味著土體在受到壓力作用時，孔隙體積容易減小，土體發(fā)生較大的壓縮變形。當鉆孔咬合樁承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載時，樁周軟土會因受到擠壓而發(fā)生壓縮變形，進而導致樁身產(chǎn)生下沉和傾斜。而且，軟土的壓縮變形具有明顯的時間效應(yīng)，即隨著時間的推移，土體的壓縮變形會持續(xù)發(fā)展，這使得鉆孔咬合樁的變形也會隨時間不斷變化。在上海某高層建筑的鉆孔咬合樁基礎(chǔ)工程中，經(jīng)過長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在建筑物建成后的前兩年內(nèi)，由于軟土的持續(xù)壓縮變形，鉆孔咬合樁的沉降量不斷增加，累計沉降量達到了30mm。軟土的低強度特性使得其在抵抗鉆孔咬合樁的變形時能力較弱。低強度的土體無法承受較大的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，在樁身受到外力作用時，土體容易發(fā)生破壞，從而無法對樁身提供有效的支撐。例如，在基坑開挖過程中，當樁身受到較大的側(cè)向土壓力時，樁周軟土可能會出現(xiàn)局部剪切破壞，導致樁身的側(cè)向約束減弱，進而使樁身的水平位移增大。上海地區(qū)地下水位較高，這對鉆孔咬合樁的變形也產(chǎn)生了重要影響。高地下水位使土體處于飽和狀態(tài)，增加了土體的浮重度，從而增大了作用在樁身上的水壓力和土壓力。同時，地下水的滲流作用可能會導致土體的有效應(yīng)力發(fā)生變化，進而影響土體的力學性質(zhì)。在滲流作用下，土體中的細顆粒可能會被水流帶走，導致土體的結(jié)構(gòu)破壞，強度降低，進一步加劇了鉆孔咬合樁的變形。在上海某深基坑工程中，由于地下水位較高，在基坑開挖過程中，出現(xiàn)了地下水滲流現(xiàn)象，導致樁周土體的強度降低，鉆孔咬合樁的水平位移和沉降量都明顯增大。3.1.3施工工藝施工工藝是影響鉆孔咬合樁變形的關(guān)鍵外在因素，套管垂直度控制和混凝土澆筑等環(huán)節(jié)對樁身變形有著重要影響。在鉆孔咬合樁施工中，套管垂直度直接關(guān)系到樁身的垂直度和咬合質(zhì)量。若套管垂直度控制不佳，樁身就會出現(xiàn)傾斜，這不僅會影響樁體之間的咬合效果，導致止水性能下降，還會使樁身受力不均，從而增加樁身的變形。在上海某基坑工程中，由于施工初期對套管垂直度控制不足，部分樁身的垂直度偏差超過了3‰，在基坑開挖后，這些樁身出現(xiàn)了較大的水平位移，最大水平位移達到了45mm，嚴重影響了基坑的穩(wěn)定性。導致套管垂直度出現(xiàn)偏差的原因主要有以下幾點。施工場地的平整度和堅實度不足，會使鉆機在施工過程中發(fā)生晃動和傾斜，從而影響套管的垂直度。在一些場地條件較差的工程中，由于地面不平整，鉆機在鉆進過程中，機身發(fā)生了明顯的晃動，導致套管無法保持垂直狀態(tài)。鉆機設(shè)備的性能和精度也是影響套管垂直度的重要因素。老舊的鉆機設(shè)備，其垂直度控制系統(tǒng)可能存在精度不足的問題，在施工過程中難以準確控制套管的垂直度。操作人員的技術(shù)水平和責任心也對套管垂直度控制起著關(guān)鍵作用。經(jīng)驗不足或責任心不強的操作人員，在施工過程中可能無法及時發(fā)現(xiàn)和糾正套管的垂直度偏差。為了有效控制套管垂直度，在施工前，應(yīng)對施工場地進行嚴格的平整和加固處理，確保鉆機能夠平穩(wěn)作業(yè)。應(yīng)定期對鉆機設(shè)備進行維護和校準，保證其垂直度控制系統(tǒng)的精度。加強對操作人員的培訓和管理，提高其技術(shù)水平和責任心，使其能夠嚴格按照操作規(guī)程進行施工，及時發(fā)現(xiàn)并糾正套管的垂直度偏差。混凝土澆筑是鉆孔咬合樁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其質(zhì)量對樁身變形有著重要影響。在混凝土澆筑過程中，若澆筑速度過快，混凝土對套管的側(cè)壓力會突然增大，可能導致套管發(fā)生變形，進而影響樁身的垂直度和形狀。若澆筑速度過慢，混凝土在澆筑過程中可能會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，影響混凝土的均勻性和強度，降低樁身的承載能力，導致樁身變形增大?；炷恋奶涠群秃鸵仔砸彩怯绊憹仓|(zhì)量的重要因素。坍落度太大，混凝土容易出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象，導致混凝土的強度不均勻，影響樁身的質(zhì)量和變形性能；坍落度太小，混凝土的流動性差，不易澆筑密實，容易出現(xiàn)孔洞和蜂窩等缺陷，降低樁身的承載能力，增加樁身的變形。在上海某鉆孔咬合樁工程中，由于混凝土的坍落度控制不當，部分樁身出現(xiàn)了蜂窩和孔洞等缺陷，在后續(xù)的使用過程中，這些樁身的變形明顯大于其他質(zhì)量合格的樁身。為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，應(yīng)合理控制澆筑速度，根據(jù)樁徑、樁長和混凝土的流動性等因素，確定合適的澆筑速度，避免混凝土對套管產(chǎn)生過大的側(cè)壓力。嚴格控制混凝土的坍落度和和易性，根據(jù)施工要求和現(xiàn)場實際情況，通過調(diào)整混凝土配合比，確?；炷恋奶涠群秃鸵仔苑弦?。在澆筑過程中，應(yīng)采用適當?shù)恼駬v方式，確?；炷翝仓軐?，避免出現(xiàn)孔洞和蜂窩等缺陷。3.2變形監(jiān)測方法與實例分析3.2.1監(jiān)測方法與儀器水準測量是監(jiān)測鉆孔咬合樁豎向變形的常用方法之一，其原理基于水平視線測量兩點高差。在實際操作中，先在遠離基坑且地基穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置基準水準點，作為整個監(jiān)測系統(tǒng)的高程基準。然后，在鉆孔咬合樁的樁頂或特定監(jiān)測位置布置觀測點。使用水準儀時，將水準儀安置在合適位置，使其能清晰觀測到基準水準點和觀測點。通過讀取水準尺在基準水準點和觀測點上的讀數(shù)，利用高差計算公式h=a-b（其中h為高差，a為后視讀數(shù)，b為前視讀數(shù)），即可計算出觀測點相對于基準水準點的高差，進而得到觀測點的高程。隨著基坑開挖和施工過程的推進，定期進行水準測量，對比不同時期觀測點的高程數(shù)據(jù)，就能準確掌握鉆孔咬合樁的豎向位移變化情況。例如，在上海某高層建筑的鉆孔咬合樁基礎(chǔ)監(jiān)測中，通過每3天進行一次水準測量，發(fā)現(xiàn)隨著建筑物上部結(jié)構(gòu)的不斷施工，樁頂?shù)某两盗恐饾u增加，在主體結(jié)構(gòu)施工到一半時，樁頂累計沉降量達到了15mm，通過對水準測量數(shù)據(jù)的分析，及時調(diào)整了施工進度和加載速率，有效控制了樁頂?shù)某两怠Ｎ灰票O(jiān)測主要用于監(jiān)測鉆孔咬合樁的水平位移，常用的方法包括全站儀觀測和測斜儀監(jiān)測。全站儀觀測利用全站儀的測角和測距功能，通過極坐標法或交會法來確定觀測點的平面位置。在基坑周邊合適位置設(shè)置全站儀測站，在鉆孔咬合樁的樁身或樁頂布置觀測棱鏡。測量時，全站儀發(fā)射激光束，通過測量激光束與觀測棱鏡之間的距離和角度，根據(jù)極坐標公式x=x_0+D\cos\alpha，y=y_0+D\sin\alpha（其中x、y為觀測點坐標，x_0、y_0為測站坐標，D為距離，\alpha為角度），計算出觀測點的坐標。隨著施工的進行，多次測量觀測點的坐標，對比坐標變化，即可得到鉆孔咬合樁的水平位移情況。在上海某地鐵車站的基坑監(jiān)測中，利用全站儀對鉆孔咬合樁進行水平位移監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)隨著基坑開挖深度的增加，樁身的水平位移逐漸增大，在開挖至10m深度時，樁身最大水平位移達到了25mm，接近預(yù)警值30mm，及時采取了加強支撐等措施，有效控制了樁身的水平位移。測斜儀監(jiān)測則是通過測量鉆孔咬合樁的傾斜角度來計算水平位移。測斜儀通常由測頭、電纜和讀數(shù)儀組成。在鉆孔咬合樁施工過程中，將測斜管預(yù)埋在樁身內(nèi)，測斜管內(nèi)有兩對相互垂直的導槽。測量時，將測頭放入測斜管內(nèi)，沿導槽緩慢下放，測頭內(nèi)的傳感器會測量出測頭與鉛垂線的夾角。根據(jù)幾何關(guān)系，通過積分計算即可得到樁身不同深度處的水平位移。例如，在上海某大型商場的基坑工程中，采用測斜儀對鉆孔咬合樁進行監(jiān)測，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)樁身的水平位移在基坑開挖初期增長較快，隨著支撐的設(shè)置，位移增長速度逐漸減緩，在基坑開挖完成后，樁身的最大水平位移為28mm，處于安全范圍內(nèi)。除了上述方法，還可采用應(yīng)變片監(jiān)測樁身的應(yīng)力應(yīng)變情況，通過將應(yīng)變片粘貼在樁身表面，測量樁身的應(yīng)變，再根據(jù)材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計算出樁身的應(yīng)力，從而了解樁身的受力狀態(tài)。在上海某橋梁工程的鉆孔咬合樁監(jiān)測中，通過在樁身不同部位粘貼應(yīng)變片，發(fā)現(xiàn)樁身的最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在樁身中部，在橋梁上部結(jié)構(gòu)加載過程中，樁身的拉應(yīng)力逐漸增大，當拉應(yīng)力接近混凝土的抗拉強度時，及時采取了加固措施，確保了樁身的安全。3.2.2監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析以上海地鐵某站點工程為例，該工程對鉆孔咬合樁的變形進行了全面監(jiān)測。在樁體水平位移監(jiān)測方面，沿基坑周邊共布置了40個監(jiān)測點，采用全站儀進行觀測，每3天觀測一次。在基坑開挖初期，隨著開挖深度的增加，樁體水平位移逐漸增大，當開挖深度達到5m時，樁體水平位移較小，最大水平位移僅為10mm，這是因為此時基坑開挖深度較淺，土體對樁體的側(cè)向壓力較小，樁體的變形主要由自身的彈性變形引起。當開挖深度達到10m時，樁體水平位移增長速度明顯加快，最大水平位移達到了25mm，這是由于隨著開挖深度的增加，土體對樁體的側(cè)向壓力不斷增大，樁體的變形逐漸由彈性變形向塑性變形發(fā)展。當開挖深度達到15m時，樁體最大水平位移達到了35mm，接近預(yù)警值40mm，此時施工單位立即暫停開挖，加強了支撐體系，增設(shè)了一道臨時支撐，并對樁體進行了加固處理，通過在樁間噴射混凝土，增加樁體的側(cè)向抗力。采取這些措施后，樁體水平位移得到了有效控制，后續(xù)開挖過程中，樁體水平位移增長緩慢，最終基坑開挖完成時，樁體最大水平位移為42mm，仍在允許范圍內(nèi)。在樁體豎向位移監(jiān)測方面，在樁頂布置了20個監(jiān)測點，采用水準儀進行觀測，每周觀測一次。在基坑開挖過程中，樁體豎向位移呈現(xiàn)出先增大后穩(wěn)定的趨勢。在開挖初期，由于土體的卸載作用，樁體受到向上的摩阻力，樁體出現(xiàn)了一定的上浮現(xiàn)象，當開挖深度達到5m時，樁體最大上浮量為5mm。隨著開挖深度的進一步增加，樁體受到的豎向荷載逐漸增大，樁體開始下沉，當開挖深度達到10m時，樁體最大下沉量為8mm。在開挖后期，隨著支撐體系的完善和土體的固結(jié)，樁體豎向位移逐漸穩(wěn)定，最終基坑開挖完成時，樁體最大下沉量為12mm，滿足設(shè)計要求。通過對該工程監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)鉆孔咬合樁的變形與基坑開挖深度、土體性質(zhì)、支撐設(shè)置等因素密切相關(guān)。在基坑開挖過程中，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整施工方案，加強對樁體變形的控制，確保基坑的安全穩(wěn)定。例如，當監(jiān)測到樁體水平位移接近預(yù)警值時，應(yīng)及時采取加強支撐、加固樁體等措施；當監(jiān)測到樁體豎向位移異常時，應(yīng)分析原因，采取相應(yīng)的處理措施，如調(diào)整施工順序、增加樁長等。四、鉆孔咬合樁設(shè)計方法4.1設(shè)計理論基礎(chǔ)4.1.1受力分析與計算模型鉆孔咬合樁作為一種常用的基坑圍護結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式，其受力分析與計算模型的建立是設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實際工程中，鉆孔咬合樁主要承受豎向荷載、水平荷載以及土壓力的作用。豎向荷載主要來自于上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載，如建筑物的自重、樓面活荷載等。在豎向荷載作用下，樁身產(chǎn)生壓縮變形，樁側(cè)土體對樁身產(chǎn)生向上的摩阻力，樁端土體對樁端產(chǎn)生阻力。樁身的豎向受力可簡化為一個軸向受壓桿件，其受力平衡方程為：P=Q_{s}+Q_{p}，其中P為豎向荷載，Q_{s}為樁側(cè)摩阻力，Q_{p}為樁端阻力。樁側(cè)摩阻力的大小與樁側(cè)土體的性質(zhì)、樁土之間的相對位移等因素有關(guān)，可通過經(jīng)驗公式或現(xiàn)場試驗確定。樁端阻力則與樁端持力層的性質(zhì)、樁徑、樁長等因素有關(guān)，通常采用土力學中的相關(guān)理論進行計算。水平荷載主要來自于風荷載、地震作用、基坑開挖引起的側(cè)向土壓力等。在水平荷載作用下，樁身產(chǎn)生水平位移和彎矩，樁側(cè)土體對樁身產(chǎn)生水平抗力。為了分析樁身的水平受力，常用的計算模型有彈性地基梁法、有限差分法和有限元法等。彈性地基梁法是將樁身視為置于彈性地基上的梁，樁側(cè)土體對樁身的作用用一系列彈簧來模擬，彈簧的剛度反映了土體的水平抗力系數(shù)。根據(jù)梁的撓曲微分方程和樁土之間的變形協(xié)調(diào)條件，可以求解樁身的內(nèi)力和變形。彈性地基梁法計算簡單，概念清晰，在工程中應(yīng)用廣泛。但該方法假設(shè)土體為線彈性體，忽略了土體的非線性特性，在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。有限差分法是將樁身和土體離散成一系列的節(jié)點，通過差分方程來近似求解樁身的內(nèi)力和變形。有限差分法可以考慮土體的非線性特性和復雜的邊界條件，但計算過程較為繁瑣，需要較多的計算時間和內(nèi)存。有限元法是將樁身和土體離散成有限個單元，通過求解單元的平衡方程來得到整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。有限元法可以精確地模擬樁土相互作用的復雜力學行為，考慮土體的非線性、非均勻性以及樁身的材料特性等因素，但模型的建立和參數(shù)的選取較為復雜，對計算資源的要求較高。在上海地區(qū)的工程實踐中，由于地質(zhì)條件復雜，軟土分布廣泛，土體的非線性特性較為明顯。因此，在選擇計算模型時，需要綜合考慮工程的具體情況和計算精度的要求。對于一般的工程，可以采用彈性地基梁法進行初步設(shè)計，然后通過有限元法進行詳細分析和驗證。在有限元分析中，需要合理選擇土體的本構(gòu)模型，如Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型等，以準確模擬土體的力學行為。4.1.2承載能力計算鉆孔咬合樁的承載能力包括豎向承載能力和水平承載能力，準確計算這兩種承載能力對于確保工程的安全至關(guān)重要。豎向承載能力的計算方法主要有靜載試驗法、經(jīng)驗公式法和數(shù)值分析法等。靜載試驗法是確定單樁豎向極限承載力的最直接、最可靠的方法。在試驗時，通過在樁頂逐級施加豎向荷載，觀測樁頂?shù)某两盗?，繪制荷載-沉降曲線，根據(jù)曲線的特征來確定單樁豎向極限承載力。例如，當荷載-沉降曲線出現(xiàn)明顯的陡降段時，陡降段起始點對應(yīng)的荷載即為單樁豎向極限承載力；當曲線沒有明顯陡降段時，可根據(jù)沉降量的大小來確定極限承載力，如規(guī)定樁頂沉降量達到一定值（如40mm）時對應(yīng)的荷載為極限承載力。靜載試驗法能夠真實反映樁在實際工作狀態(tài)下的承載能力，但試驗成本高、周期長，在實際工程中，通常只對少量試樁進行靜載試驗，以驗證設(shè)計參數(shù)和施工質(zhì)量。經(jīng)驗公式法是根據(jù)大量的工程實踐和試驗數(shù)據(jù)，總結(jié)出的計算單樁豎向極限承載力的經(jīng)驗公式。常用的經(jīng)驗公式有《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中推薦的公式，該公式考慮了樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的貢獻，通過土體的物理力學參數(shù)（如土的重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力等）和樁的幾何參數(shù)（如樁徑、樁長等）來計算單樁豎向極限承載力。在上海地區(qū)，由于軟土地層的特性，在使用經(jīng)驗公式時，需要對土體參數(shù)進行合理的取值和修正。例如，對于軟土的側(cè)摩阻力和端阻力，需要考慮其時效性和變異性，采用適當?shù)恼蹨p系數(shù)進行修正。經(jīng)驗公式法計算簡便，但由于其基于經(jīng)驗，存在一定的局限性，計算結(jié)果可能與實際情況存在一定偏差。數(shù)值分析法如有限元法，通過建立樁土相互作用的數(shù)值模型，考慮土體的非線性特性、樁身材料的力學性能以及施工過程等因素，對單樁豎向承載能力進行分析。在有限元模型中，將樁和土體離散為有限個單元，根據(jù)單元的力學平衡方程和變形協(xié)調(diào)條件，求解樁身和土體的應(yīng)力、應(yīng)變和位移，從而得到單樁豎向極限承載力。數(shù)值分析法能夠考慮復雜的工程條件和因素，計算結(jié)果較為準確，但模型的建立和參數(shù)的選取需要一定的經(jīng)驗和專業(yè)知識，計算過程也較為復雜。水平承載能力的計算方法主要有極限平衡法、彈性地基梁法和數(shù)值分析法等。極限平衡法是基于樁身達到極限平衡狀態(tài)時的受力條件，通過分析樁身的破壞模式，建立力的平衡方程來求解單樁水平極限承載力。例如，對于剛性短樁，可假設(shè)樁身繞樁底某點轉(zhuǎn)動，根據(jù)極限平衡條件得到水平極限承載力的計算公式。極限平衡法概念簡單，但忽略了樁身和土體的變形，計算結(jié)果較為保守。彈性地基梁法在計算水平承載能力時，同樣將樁身視為置于彈性地基上的梁，考慮樁側(cè)土體的水平抗力作用。通過求解梁的撓曲微分方程，得到樁身的內(nèi)力和變形，進而確定單樁水平極限承載力。在上海地區(qū)，由于軟土的水平抗力系數(shù)隨深度變化較為復雜，需要根據(jù)實際地質(zhì)條件合理確定水平抗力系數(shù)的取值。例如，可采用m法，根據(jù)土體的性質(zhì)和樁的入土深度，確定水平抗力系數(shù)隨深度的變化規(guī)律。彈性地基梁法考慮了樁身和土體的變形，計算結(jié)果相對較為合理，在工程中應(yīng)用廣泛。數(shù)值分析法在計算水平承載能力時，同樣可以精確地模擬樁土相互作用的復雜力學行為，考慮土體的非線性、非均勻性以及樁身的材料特性等因素。通過數(shù)值模擬，可以得到樁身的水平位移、彎矩、剪力等分布情況，從而準確地確定單樁水平極限承載力。在上海地區(qū)的復雜地質(zhì)條件下，數(shù)值分析法能夠更好地反映樁土相互作用的實際情況，為工程設(shè)計提供更可靠的依據(jù)。4.2設(shè)計參數(shù)確定4.2.1樁徑、樁長與咬合厚度樁徑的確定是鉆孔咬合樁設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，它直接影響著樁身的承載能力和變形性能。在上海地區(qū)的工程實踐中，樁徑的選擇通常在800mm-1500mm之間。當工程對樁身的承載能力要求較高時，如在高層建筑的深基坑支護工程中，為了滿足抵抗較大的側(cè)向土壓力和豎向荷載的需求，往往會選擇較大的樁徑。在上海某超高層建筑的基坑工程中，由于基坑開挖深度達到20m，周邊環(huán)境復雜，對支護結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性要求極高，經(jīng)過詳細的力學計算和分析，最終選擇了1200mm的樁徑，以確保鉆孔咬合樁能夠承受巨大的土壓力和建筑物的荷載，保證基坑的安全穩(wěn)定。樁長的確定需要綜合考慮多個因素，其中樁端持力層的選擇和入土深度的計算是關(guān)鍵。在上海地區(qū)，地質(zhì)條件復雜，不同的土層具有不同的力學性質(zhì)。一般來說，應(yīng)選擇力學性質(zhì)較好、壓縮性較低的土層作為樁端持力層，以提高樁身的承載能力和穩(wěn)定性。在上海某地鐵車站的基坑工程中，通過地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，場地內(nèi)存在一層較厚的粉砂層，其承載力較高，壓縮性較低，經(jīng)過分析計算，將樁端置于該粉砂層中，樁長確定為25m，從而保證了鉆孔咬合樁能夠有效地支撐基坑，抵抗土體的變形和位移。入土深度的計算通常采用經(jīng)驗公式結(jié)合理論分析的方法。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中的相關(guān)規(guī)定，對于承受豎向荷載的樁，入土深度應(yīng)滿足樁端進入持力層的深度要求，同時要考慮樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮。在上海軟土地層中，由于土體的強度較低，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮相對較小，因此需要適當增加樁長，以確保樁身的承載能力。在實際工程中，還需要考慮基坑開挖深度、周邊建筑物的影響等因素，通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測等手段，對樁長進行優(yōu)化調(diào)整。咬合厚度是保證鉆孔咬合樁止水和結(jié)構(gòu)整體性的關(guān)鍵參數(shù)。咬合厚度過小，可能導致樁體之間的咬合不緊密，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，影響基坑的止水效果；咬合厚度過大，則會增加施工難度和成本。在上海地區(qū)的工程中，咬合厚度一般在150mm-300mm之間。咬合厚度的計算需要考慮樁的垂直度、孔口定位誤差等因素。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗公式，咬合厚度d可按下式計算：d\geq2(kl+q)+50，其中k為樁的垂直度允許偏差，l為樁長，q為孔口定位誤差容許值。在上海某大型商業(yè)綜合體的基坑工程中，通過精確測量和計算，考慮到樁長為20m，樁的垂直度允許偏差為3‰，孔口定位誤差容許值為20mm，最終確定咬合厚度為200mm，有效地保證了樁體之間的咬合質(zhì)量和止水效果。4.2.2混凝土強度等級與配筋混凝土強度等級的選擇是鉆孔咬合樁設(shè)計的重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到樁身的承載能力和耐久性。在上海地區(qū)的鉆孔咬合樁工程中，鋼筋混凝土樁（B樁）的混凝土強度等級一般不低于C30，素混凝土樁（A樁）的混凝土強度等級一般不低于C20。在選擇混凝土強度等級時，需要綜合考慮工程的具體情況，如荷載大小、地質(zhì)條件、耐久性要求等。在上海某高層建筑的基坑工程中，由于該建筑上部結(jié)構(gòu)荷載較大，且場地地質(zhì)條件較為復雜，軟土層較厚，為了確保鉆孔咬合樁能夠承受巨大的荷載，保證基坑的穩(wěn)定性，鋼筋混凝土樁的混凝土強度等級選用了C35，素混凝土樁的混凝土強度等級選用了C25。對于鋼筋混凝土樁，配筋設(shè)計是保證樁身承載能力的關(guān)鍵。配筋量的計算通常根據(jù)樁身的受力情況，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）中的相關(guān)規(guī)定進行。在計算配筋量時，需要考慮樁身所承受的彎矩、剪力和軸力等荷載。根據(jù)彎矩計算所需的縱向受力鋼筋面積，通過公式A_s=\frac{M}{\alpha_1f_ch_0\xi}（其中A_s為縱向受力鋼筋面積，M為彎矩設(shè)計值，\alpha_1為系數(shù)，f_c為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，h_0為截面有效高度，\xi為相對受壓區(qū)高度）進行計算。根據(jù)剪力計算所需的箍筋面積，按照公式A_{sv}=\frac{V-V_c}{f_yvh_0}（其中A_{sv}為箍筋面積，V為剪力設(shè)計值，V_c為混凝土的抗剪承載力，f_yv為箍筋的抗拉強度設(shè)計值，h_0為截面有效高度）進行計算。在上海某橋梁工程的鉆孔咬合樁設(shè)計中，通過詳細的受力分析，計算出樁身所承受的最大彎矩為500kN?m，最大剪力為200kN，根據(jù)上述公式計算出縱向受力鋼筋面積為2000mm2，箍筋面積為100mm2，從而確定了合理的配筋量。配筋形式和布置方式也對樁身的承載能力和變形性能有著重要影響。常見的配筋形式有圓形配筋和矩形配筋。圓形配筋適用于圓形截面的樁，其優(yōu)點是受力均勻，施工方便；矩形配筋適用于矩形截面的樁，在一些特殊的工程中，如矩形基坑的支護工程，矩形配筋能夠更好地適應(yīng)樁身的受力特點。在布置鋼筋時，應(yīng)保證鋼筋的間距和保護層厚度符合規(guī)范要求。鋼筋間距過小，會影響混凝土的澆筑質(zhì)量，導致混凝土無法充分包裹鋼筋，降低鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力；鋼筋間距過大，則會降低鋼筋對混凝土的約束作用，影響樁身的承載能力。保護層厚度的設(shè)置是為了保護鋼筋不受外界環(huán)境的侵蝕，保證鋼筋的耐久性。在上海地區(qū)的鉆孔咬合樁工程中，保護層厚度一般為50mm-70mm。在上海某地鐵車站的鉆孔咬合樁施工中，嚴格控制鋼筋的間距為150mm，保護層厚度為60mm，確保了鋼筋的正常工作和樁身的耐久性。4.3基于案例的設(shè)計實例分析以上海某高層建筑的基坑工程為例，該建筑地上30層，地下3層，基坑開挖深度為15m，場地周邊環(huán)境復雜，臨近既有建筑物和地下管線。根據(jù)場地的地質(zhì)勘察報告，場地內(nèi)土層主要為雜填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和粉砂層。雜填土厚度約為1.5m，結(jié)構(gòu)松散，成分復雜；粉質(zhì)粘土厚度為3.0m，呈軟塑狀態(tài)，中壓縮性；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚度較大，約為6.0m，呈流塑狀態(tài)，高壓縮性，強度低；粉砂層厚度為2.5m，稍密，中壓縮性。地下水位埋深在0.8m左右，主要為潛水，水位變化受大氣降水和地表徑流影響較大。在鉆孔咬合樁設(shè)計過程中，首先進行受力分析與計算模型的選擇。考慮到該工程的復雜性和對變形控制的嚴格要求，采用有限元法進行詳細分析，并結(jié)合彈性地基梁法進行初步設(shè)計。在有限元模型中，將樁身和土體離散為有限個單元，土體采用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型，以模擬土體的非線性特性。樁身材料采用線彈性模型，根據(jù)混凝土的強度等級確定其彈性模量和泊松比等參數(shù)。承載能力計算方面，豎向承載能力通過靜載試驗法和經(jīng)驗公式法相結(jié)合的方式確定。選取3根試樁進行靜載試驗，得到單樁豎向極限承載力分別為3000kN、3200kN和3100kN，取平均值3100kN作為單樁豎向極限承載力的參考值。同時，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中的經(jīng)驗公式進行計算，考慮到場地內(nèi)軟土的特性，對土體參數(shù)進行了合理修正，計算得到單樁豎向極限承載力為3050kN，與靜載試驗結(jié)果較為接近。水平承載能力采用彈性地基梁法進行計算，根據(jù)場地的地質(zhì)條件和樁身的尺寸參數(shù)，確定水平抗力系數(shù)隨深度的變化規(guī)律，計算得到單樁水平極限承載力為350kN。設(shè)計參數(shù)確定如下：樁徑選擇1000mm，以滿足抵抗較大側(cè)向土壓力和豎向荷載的要求；樁長根據(jù)樁端持力層的選擇和入土深度的計算確定為22m，將樁端置于粉砂層中，以提高樁身的承載能力和穩(wěn)定性；咬合厚度通過公式計算，并考慮樁的垂直度和孔口定位誤差等因素，最終確定為200mm，以保證樁體之間的有效咬合和止水效果?；炷翉姸鹊燃壏矫?，鋼筋混凝土樁（B樁）采用C35混凝土，素混凝土樁（A樁）采用C25混凝土。配筋設(shè)計根據(jù)樁身的受力情況，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）進行計算。計算得到縱向受力鋼筋面積為1800mm2，選用12根直徑為14mm的鋼筋；箍筋面積為80mm2，選用直徑為8mm的箍筋，間距為200mm。配筋形式采用圓形配筋，以保證受力均勻，施工方便。在該工程中，鉆孔咬合樁的設(shè)計充分考慮了場地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境和工程要求，通過合理選擇計算模型和設(shè)計參數(shù)，確保了鉆孔咬合樁的承載能力和變形性能滿足工程需求。在基坑開挖過程中，通過對樁體變形和內(nèi)力的實時監(jiān)測，驗證了設(shè)計的合理性。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，樁體的最大水平位移為30mm，最大豎向位移為15mm，均在設(shè)計允許范圍內(nèi)，保證了基坑的安全穩(wěn)定和周邊建筑物及地下管線的安全。五、鉆孔咬合樁施工技術(shù)5.1施工工藝流程鉆孔咬合樁施工前，需先進行場地平整，清除場地內(nèi)的障礙物，如建筑垃圾、雜物等，確保施工場地堅實、平整，滿足施工設(shè)備的運行要求。對于軟土地基，必要時需進行地基加固處理，如采用換填法、強夯法等，以提高地基的承載力和穩(wěn)定性。依據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀等測量儀器精確測放樁位，在地面上標記出每根樁的中心位置，并設(shè)置明顯的標志，如木樁、鋼筋頭等。為保證樁位的準確性，測量過程中應(yīng)進行多次復核，確保樁位偏差在允許范圍內(nèi)。施工砼導墻是鉆孔咬合樁施工的重要環(huán)節(jié)。導墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其厚度一般為200-300mm，寬度根據(jù)樁徑和施工要求確定，通常比樁徑每側(cè)寬200-300mm。導墻內(nèi)配置鋼筋，以增強其結(jié)構(gòu)強度。在導墻施工時，先進行基礎(chǔ)開挖，開挖深度根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定，一般為1-1.5m。開挖完成后，對基底進行夯實處理，然后綁扎鋼筋，支設(shè)模板，澆筑混凝土。混凝土澆筑應(yīng)振搗密實，確保導墻的質(zhì)量。導墻頂面應(yīng)平整，其平整度誤差控制在±5mm以內(nèi)，導墻的中心線與樁位中心線偏差應(yīng)不大于10mm。單樁施工時，待導墻混凝土達到一定強度后，將套管樁機移動至樁位處，使樁機抱管器中心與導墻孔位中心重合，調(diào)整樁機的水平度和垂直度，確保樁機處于良好的工作狀態(tài)。使用吊機將第一節(jié)套管吊起，緩慢放入導墻孔內(nèi)，然后啟動套管樁機，通過樁機的加壓裝置將套管壓入地層。在壓入過程中，使用全站儀或線錘等測量工具實時監(jiān)測套管的垂直度，確保垂直度偏差不超過3‰。若發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超過允許范圍，應(yīng)立即停止壓入，采取糾偏措施，如利用鉆機油缸進行糾偏，通過調(diào)整油缸的伸縮量來改變套管的垂直度。當?shù)谝还?jié)套管壓入一定深度（一般為2-3m）后，使用抓斗從套管內(nèi)取土，抓斗的容量根據(jù)樁徑和施工要求選擇，一般為0.5-1.5m3。一邊抓土，一邊繼續(xù)下壓套管，始終保持套管底口超前于取土面2-3m，以防止孔壁坍塌。在取土過程中，應(yīng)注意觀察抓斗的取土情況，確保取土均勻，避免出現(xiàn)局部超挖或欠挖現(xiàn)象。同時，要及時清理抓斗內(nèi)的土渣，提高取土效率。當套管壓至設(shè)計孔深后，使用測繩或孔深檢測儀測量孔深，確?？咨罘显O(shè)計要求?？咨顪y量誤差應(yīng)控制在±50mm以內(nèi)。使用清孔器對孔底進行清理，清除孔底的虛土和沉渣，使孔底沉渣厚度不超過50mm。清孔過程中，可向孔內(nèi)注入清水或泥漿，以幫助清理沉渣。對于鋼筋混凝土樁（B樁），在清孔完成后，使用吊機將鋼筋籠吊放入孔內(nèi)。鋼筋籠在制作時，應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行，鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距等應(yīng)符合設(shè)計標準。鋼筋籠的長度和直徑應(yīng)根據(jù)樁長和樁徑確定，一般鋼筋籠的長度比樁長略短，以方便下放。鋼筋籠下放時，應(yīng)保持垂直，避免碰撞孔壁。下放至設(shè)計位置后，使用定位鋼筋將鋼筋籠固定，防止其在混凝土澆筑過程中發(fā)生位移。將混凝土導管吊放入孔內(nèi)，導管的直徑根據(jù)樁徑和混凝土澆筑量選擇，一般為250-300mm。導管應(yīng)連接緊密，確保密封性能良好，防止在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。導管底部距孔底的距離一般為300-500mm。采用商品混凝土進行澆筑，混凝土的強度等級應(yīng)符合設(shè)計要求，如C30、C35等。在澆筑前，應(yīng)檢查混凝土的坍落度和和易性，坍落度一般控制在180-220mm之間，以保證混凝土的流動性和可泵性?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進行，避免出現(xiàn)中斷。在澆筑過程中，應(yīng)控制澆筑速度，不宜過快或過慢。過快可能導致混凝土澆筑不密實，過慢則可能影響施工進度，增加施工成本。同時，要及時測量混凝土的頂面標高，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整導管的埋深，確保導管埋深在2-6m之間。一邊澆筑混凝土，一邊緩慢拔出套管，保持套管底口低于混凝土頂面2-3m，防止出現(xiàn)斷樁或縮頸等質(zhì)量問題。在拔管過程中，要注意觀察混凝土的澆筑情況，確?；炷恋臐仓|(zhì)量。排樁施工時，遵循先施工A樁（素混凝土樁），后施工B樁（鋼筋混凝土樁）的原則。施工順序一般為A1-A2-B1-A3-B2-A4-B3……，依次進行，形成連續(xù)的咬合樁排樁結(jié)構(gòu)。在施工過程中，要嚴格控制每根樁的施工質(zhì)量，確保樁與樁之間的咬合緊密，滿足設(shè)計要求。在施工A樁時，要注意控制超緩凝混凝土的初凝時間，確保在B樁施工時，A樁混凝土仍處于可切割狀態(tài)。在施工B樁時，要注意控制切割速度和垂直度，確保B樁能夠順利切割A(yù)樁，實現(xiàn)良好的咬合。5.2關(guān)鍵施工技術(shù)要點5.2.1套管樁機選擇與操作在上海地區(qū)的鉆孔咬合樁施工中，套管樁機的選擇至關(guān)重要，需綜合考慮地質(zhì)條件、樁徑、樁長等多方面因素。上海地區(qū)廣泛分布著軟土、粉土等土層，軟土具有高含水量、高壓縮性、低強度等特點，粉土則容易出現(xiàn)坍塌和流砂現(xiàn)象。因此，在軟土地層中，應(yīng)優(yōu)先選擇具有較大扭矩和強大壓入力的套管樁機，以確保能夠順利穿透軟土層，如日本生產(chǎn)的RT-200H型360度全回轉(zhuǎn)套管鉆機，其回轉(zhuǎn)扭矩可達2950／1740／1010kN?m，壓入力為590kN（60tf）+自重250kN（26tf），能夠有效克服軟土的阻力，保證施工的順利進行。在粉土地層中，為防止孔壁坍塌，應(yīng)選擇能夠快速成孔且對孔壁擾動較小的套管樁機。樁徑和樁長也是選擇套管樁機的重要依據(jù)。對于大直徑、長樁的鉆孔咬合樁施工，需要選擇具有較大功率和較高提升能力的套管樁機。例如，當樁徑為1200mm，樁長為30m時，可選用德國寶峨的BG系列全套管鉆機，該系列鉆機具有強大的動力系統(tǒng)和高效的提升裝置，能夠滿足大直徑長樁的施工要求。在上海某高層建筑的鉆孔咬合樁施工中，由于樁徑達到1500mm，樁長為35m，選用了BG40型全套管鉆機，施工過程中，該鉆機展現(xiàn)出了良好的性能，順利完成了鉆孔咬合樁的施工任務(wù)。在操作套管樁機時，需嚴格按照操作規(guī)程進行，以確保施工安全和質(zhì)量。在樁機就位前，應(yīng)仔細檢查場地的平整度和堅實度，確保樁機能夠平穩(wěn)放置。使用全站儀等測量儀器，將樁機抱管器中心精確對準導墻孔位中心，偏差應(yīng)控制在±5mm以內(nèi)。調(diào)整樁機的水平度，使樁機的水平偏差不超過1‰，可通過樁機自帶的水平調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)整。在壓入套管時，應(yīng)密切關(guān)注套管的垂直度，采用高精度的測量儀器，如電子水平儀和垂直度監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測套管的垂直度。當發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超過3‰時，應(yīng)立即停止壓入，利用鉆機油缸進行糾偏。糾偏時，通過調(diào)整油缸的伸縮量，改變套管的角度，使垂直度恢復到允許范圍內(nèi)。在上海某地鐵車站的鉆孔咬合樁施工中，由于場地狹窄，樁機就位難度較大，施工人員在就位前對場地進行了精心的平整和加固處理，利用全站儀多次測量，確保了樁機的準確就位。在壓入套管過程中，通過實時監(jiān)測垂直度，及時發(fā)現(xiàn)并糾正了幾次垂直度偏差，保證了鉆孔咬合樁的施工質(zhì)量。5.2.2垂直度控制垂直度控制是鉆孔咬合樁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響樁體的咬合質(zhì)量和基坑的穩(wěn)定性。在施工前，應(yīng)對套管的順直度進行嚴格檢查和校正。首先，在平整地面上檢查單節(jié)套管的順直度，可采用拉鋼絲線的方法，將鋼絲線繃緊，使其與套管的中軸線重合，測量套管兩端和中間部位與鋼絲線的距離，若距離偏差超過1‰，則對套管進行校正。然后，將按照樁長配置的套管全部連接起來，再次檢查整根套管的順直度，偏差應(yīng)控制在1‰-2‰之間。在上海某大型商業(yè)綜合體的鉆孔咬合樁施工中，施工人員在施工前對每根套管進行了仔細的順直度檢查，對發(fā)現(xiàn)的兩根順直度偏差超標的套管進行了校正，確保了套管的順直度符合要求。在成孔過程中，應(yīng)進行全過程的垂直度監(jiān)測和檢查。地面監(jiān)測是垂直度控制的重要手段之一，在地面選擇兩個相互垂直的方向，采用經(jīng)緯儀或線錘監(jiān)測地面以上部分的套管的垂直度。在每根樁的成孔過程中，應(yīng)自始至終堅持地面監(jiān)測，每隔1-2m測量一次，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。在上海某橋梁工程的鉆孔咬合樁施工中，施工人員在地面設(shè)置了兩臺經(jīng)緯儀，分別從兩個垂直方向?qū)μ坠苓M行監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)套管垂直度偏差達到2‰時，立即停止施工，利用鉆機油缸進行糾偏，使垂直度恢復正常?？變?nèi)檢查也是必不可少的環(huán)節(jié)，每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前，都要停下來用測斜儀進行孔內(nèi)垂直度檢查。將測斜儀放入套管內(nèi)，緩慢下放，測量套管不同深度處的傾斜角度，若垂直度偏差超過3‰，則進行糾偏。糾偏方法應(yīng)根據(jù)偏差的大小和套管入土深度進行選擇。如果偏差不大或套管入土不深（5m以內(nèi)），可直接利用鉆機的兩個頂升油缸和兩個水平油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度，達到糾偏的目的。若套管入土深度大于5m，且I序樁發(fā)生偏移，此時油缸糾偏有困難，可向套管內(nèi)（成孔部分）填砂，一邊填砂一邊拔起套管，一邊糾偏，達到精度后再下壓套管取土成孔。若套管入土深度大于5m，Ⅱ序樁發(fā)生偏移，應(yīng)向套管內(nèi)澆灌與I序樁同等級混凝土，糾偏方法同I序樁。在上海某高層建筑的鉆孔咬合樁施工中，當發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)垂直度偏差達到4‰時，施工人員根據(jù)套管入土深度，采用了向套管內(nèi)填砂并拔起套管進行糾偏的方法，經(jīng)過多次調(diào)整，最終使垂直度符合要求。5.2.3混凝土澆筑與質(zhì)量控制超緩凝混凝土的配制是鉆孔咬合樁施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能直接影響到樁體的質(zhì)量和施工進度。在配制超緩凝混凝土時，應(yīng)嚴格控制原材料的質(zhì)量。水泥應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、凝結(jié)時間較長的品種，如普通硅酸鹽水泥，其初凝時間應(yīng)大于45min，終凝時間應(yīng)大于10h。骨料的粒徑和級配應(yīng)符合要求，砂的含泥量應(yīng)不超過3%，石子的含泥量應(yīng)不超過1%。緩凝劑的選擇和摻量是配制超緩凝混凝土的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)工程的具體要求和施工環(huán)境，選擇高效緩凝劑，并通過試驗確定其最佳摻量。在上海某地鐵車站的鉆孔咬合樁施工中，通過多次試驗，確定了緩凝劑的摻量為水泥用量的0.8%，配制出的超緩凝混凝土初凝時間達到了65h，滿足了施工要求?；炷恋奶涠群秃鸵仔砸矐?yīng)滿足施工要求。坍落度一般控制在180-220mm之間，以保證混凝土的流動性和可泵性。和易性良好的混凝土應(yīng)具有良好的粘聚性和保水性，在運輸和澆筑過程中不發(fā)生離析和泌水現(xiàn)象。在施工過程中，應(yīng)定期對混凝土的坍落度和和易性進行檢測，每車混凝土都應(yīng)進行坍落度檢測，當發(fā)現(xiàn)坍落度不符合要求時，應(yīng)及時調(diào)整配合比。在上海某大型商場的鉆孔咬合樁施工中，由于夏季氣溫較高，混凝土的坍落度損失較快，施工人員通過在混凝土中添加適量的減水劑，有效控制了坍落度的損失，保證了混凝土的澆筑質(zhì)量?；炷翝仓^程中，應(yīng)嚴格控制澆筑速度和導管埋深。澆筑速度不宜過快或過慢，過快可能導致混凝土澆筑不密實，出現(xiàn)孔洞和蜂窩等缺陷；過慢則可能影響施工進度，增加施工成本。一般情況下，澆筑速度應(yīng)控制在3-5m3/h之間。導管埋深應(yīng)保持在2-6m之間，埋深過大，可能導致導管拔不出；埋深過小，可能導致混凝土澆筑不連續(xù)，出現(xiàn)斷樁等質(zhì)量問題。在澆筑過程中，應(yīng)及時測量混凝土的頂面標高，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整導管的埋深。在上海某橋梁工程的鉆孔咬合樁施工中，施工人員通過精確控制澆筑速度和導管埋深，確保了混凝土的澆筑質(zhì)量，經(jīng)檢測，樁身混凝土的密實度和強度均符合設(shè)計要求。5.3施工中常見問題及處理措施在鉆孔咬合樁施工過程中，管涌是一個較為常見且棘手的問題。管涌通常發(fā)生在B樁成孔階段，此時A樁混凝土尚未凝固，仍處于流動狀態(tài)，A樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)，形成管涌現(xiàn)象。管涌的形成主要是由于A樁混凝土的坍落度控制不當，若坍落度太大，混凝土的流動性過強，就容易在B樁成孔時發(fā)生涌入現(xiàn)象。在上海某基坑工程中，由于A樁混凝土坍落度達到了220mm，遠超合理范圍，在B樁施工時，出現(xiàn)了嚴重的管涌問題，導致B樁孔內(nèi)混凝土質(zhì)量受到影響，部分混凝土被稀釋，強度降低。為有效防止管涌現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)嚴格控制A樁混凝土的坍落度，一般宜控制在160-180mm之間，以降低混凝土的流動性。在上海某地鐵車站的鉆孔咬合樁施工中，通過精確控制A樁混凝土坍落度在170mm左右，成功避免了管涌現(xiàn)象的發(fā)生。在B樁成孔過程中，應(yīng)使鋼套管的深度始終比鋼套管內(nèi)的土面深3-5m，利用套管對孔壁的支撐作用，阻擋A樁混凝土的涌入。當出現(xiàn)管涌現(xiàn)象時，可采用在B樁孔內(nèi)投放沙袋或粘土等方法進行封堵，先阻止A樁混凝土的進一步涌入，然后對B樁孔內(nèi)受影響的混凝土進行清理和置換，確保B樁的施工質(zhì)量。鋼筋籠上浮也是鉆孔咬合樁施工中需要關(guān)注的問題。在混凝土澆筑過程中，鋼筋籠有時會出現(xiàn)向上移動的現(xiàn)象，即鋼筋籠上浮。鋼筋籠上浮的主要原因是混凝土的澆筑速度過快，導致混凝土對鋼筋籠的上浮力突然增大，超過了鋼筋籠的自重和與孔壁之間的摩擦力。在上海某高層建筑的鉆孔咬合樁施工中，由于混凝土澆筑速度達到了6m3/h，遠超合理范圍，鋼筋籠出現(xiàn)了明顯的上浮現(xiàn)象，最大上浮量達到了300mm，影響了樁身的受力性能。為預(yù)防鋼筋籠上浮，在混凝土澆筑前，應(yīng)確保鋼筋籠的固定牢固，可采用定位鋼筋將鋼筋籠與孔壁或?qū)M行連接，增加鋼筋籠的穩(wěn)定性。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)嚴格控制澆筑速度，一般不宜超過3-5m3/h，避免混凝土對鋼筋籠產(chǎn)生過大的上浮力。在上海某橋梁工程的鉆孔咬合樁施工中，通過將混凝土澆筑速度控制在4m3/h，有效防止了鋼筋籠上浮現(xiàn)象的發(fā)生。當發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時，應(yīng)立即停止?jié)仓?，采取相?yīng)的處理措施。可適當降低混凝土的澆筑高度，減小混凝土對鋼筋籠的上浮力，然后對鋼筋籠進行重新固定，再繼續(xù)澆筑混凝土。在鉆孔咬合樁施工中，還可能遇到樁身縮頸的問題。樁身縮頸是指樁身局部直徑小于設(shè)計直徑的現(xiàn)象，其主要原因是在鉆孔過程中，孔壁土體受到的側(cè)向壓力不均勻，導致孔壁局部坍塌，在混凝土澆筑后形成縮頸。在上海某商業(yè)綜合體的鉆孔咬合樁施工中，由于場地內(nèi)存在局部軟弱土層，在鉆孔時，軟弱土層處的孔壁發(fā)生坍塌，導致樁身出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，經(jīng)檢測，縮頸處的樁身直徑比設(shè)計直徑小了80mm，嚴重影響了樁身的承載能力。為防止樁身縮頸，在鉆孔過程中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件合理選擇鉆進參數(shù)，如鉆進速度、泥漿比重等。對于軟弱土層，應(yīng)適當降低鉆進速度，增加泥漿比重，提高泥漿對孔壁的支撐力，防止孔壁坍塌。在上海某基坑工程中，針對軟弱土層，將鉆進速度從原來的1m/min降低到0.5m/min，泥漿比重從1.1提高到1.3，有效避免了樁身縮頸現(xiàn)象的發(fā)生。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)確保混凝土的澆筑壓力和澆筑