7.3 钻孔咬合桩

7.3.1 钻孔咬合桩是指平面布置的排桩间相邻桩相互咬合(桩圆周相嵌)而形成的钢筋混凝土“桩墙”,它用作构筑物的深基坑支护结构。钻孔咬合桩由我国地下工程界知名专家王振信教授在国外考察时发现,并将其引进到国内推荐给深圳地铁工程。目前经过大量的工程实践,钻孔咬合桩在国内已成为一项十分成熟的支护结构施工技术,在地铁、道路下穿线、高层建筑物等城市构筑物的深基坑工程中已广泛推广,特别适用于有淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的地层。
    钻孔咬合桩“桩墙”有别于圆形桩与异形桩组合的“桩墙”,咬合桩的混凝土终凝出现在桩的咬合以后,成为无缝的连续“桩墙”;它与普通钻孔支护排桩相比,大幅度提高了支护结构的抗剪强度和安全性;它具有良好的截水性能,不需普通钻孔排桩的辅助截水及桩间挡土措施。
    钻孔咬合桩与地下连续墙功能基本相同,但又优于连续墙,主要表现在:(1)配筋率较低。咬合桩通常是采用钢筋混凝土桩和素混凝土桩间隔布置的排列方式,大大地降低了支护结构的配筋率。(2)抗渗能力更强。钻孔咬合桩是连续施工的,桩间不存在施工缝,而地下连续墙分幅接头处的施工缝往往是防渗的薄弱环节。(3)施工灵活,由于钻孔咬合桩施工时可以根据需要转折变线,所以更适合于施工一些平面多变的几何图形或呈各种弧形的基坑。
    钻孔咬合桩较普通钻孔支护排桩、地下连续墙还有以下优点:(1)采用全套管钻机,在施工过程中,始终有超前钢套管护壁,所以无需泥浆护壁,从而节约了泥浆制作、使用和废浆处理的费用,取出的土为原土,有利于搞好工地的文明施工。(2)扩孔(充盈)系数较小,因为在施工过程中始终有钢套管护壁,完全避免了孔壁坍塌,从而减小了扩孔(充盈)系数,减少了混凝土灌注量。
    钻孔咬合桩在“咬合”后形成的无缝连续“桩墙”,决定了其施工机具必需采用钢套管护壁的全套管钻机,并灌注超缓凝混凝土以及相适应的施工工艺;钻孔咬合桩特别适用于城市建筑物密集区,可降低工程造价,提高施工速度,切实保证支护结构质量,有利于施工场地的文明整洁。
    作为一种新的基坑支护技术,钻孔咬合桩的设计尚无针对性较强的专门的设计规范作为指导,目前设计人员主要依据的规范有,现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010,国家现行标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012,以及地方规范,比如深圳地区《深圳市基坑支护技术规范》SJG 05-2011等;但是不同的设计者选用的设计理论也不尽相同,从大量的成功的工程实例来看,钻孔咬合桩采用刚度等代地下连续墙计算方法的设计是安全可靠的。

7.3.2 采用钻孔咬合桩作为竖井支护时,在基坑外侧水、土压力的作用下,当A型桩与B型桩咬合面的抗剪能力可保证其变形协调时,由两种桩组成的连续式桩墙共同承担外部荷载;但由于两种桩型刚度的差异,其受力特征也有所不同。尤其当A型桩采用素混凝土时,由于混凝土的抗拉强度远小于钢筋,其抗弯能力极差,理论上可以不考虑,但其又有一定的抗变形能力,因此素混凝土刚度计算时采用0.8的折减系数。

7.3.4 通过调节咬合桩的咬合厚度来调整排桩的支护能力。通过调节咬合厚度,改变受力桩的间距,从而调整受力桩所受土压力宽度,达到调整桩体受力情况的目的,咬合厚度一般为20cm~30cm。