1 工程概况

　　1.1 工程位置及规模

　　水湾壹玖柒玖项目位于深圳市南山区蛇口招商西路水湾村，南海大道东南侧，水湾路、荔园路与太子路合围地块。项目场地南侧紧邻地铁2号线水湾站出口。场地周边多层住宅居多，北侧和东侧欲作为施工车辆用道，需考虑施工车辆荷载。场地标高4.800～9.900m，整体呈西北高、东南低趋势。

　　本项目建设用地面积约29 165m²，地上建筑面积约218 730m²。地下室3层，目前地下室底板底标高暂定为-14.500m(绝对标高-8.500m)，地下室轮廓面积约26 265m²，周长约711m。地下室轮廓线退建设用地红线南侧约4m，其他约3m。工程平面位置如图1所示。

　　图1 工程平面位置  

　　1.2 工程地质条件

　　根据勘察钻孔揭露，勘探深度范围内自上而下可分为:人工填土(Q^ml)、第四系冲洪积(Q^al+pl)中粗砂、第四系坡洪积(Q^dl+pl)粉质黏土、第四系残积(Q^el)砾黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩。

　　1)人工填土(Q^ml)(1)属素填土，灰黄、褐黄、灰褐等色，主要由角砾及碎石组成，偶见砖屑、混凝土块等建筑垃圾，一般呈松散状态。详细勘察报告建议黏聚力c值为12k Pa，内摩擦角φ值为8°，天然重度γ为19.0k N/m³。

　　2)第四系冲洪积(Q^al+pl)中粗砂(2)₂灰白色，砂成分为石英质，不均匀混有约20%黏性土，饱和，稍密状态。详细勘察报告建议c值为0，φ值为25°，γ为20.0k N/m³。

　　3)第四系坡洪积(Q^dl+pl)粉质黏土(3)褐红色，夹黄白色花斑，岩芯呈土状，含石英砂砾，呈次棱角状;稍湿，可塑状态。详细勘察报告建议c值为23k Pa，φ值为20°，γ为18.5k N/m³。

　　4)第四系残积(Q^el)砾黏性土(4)红褐、褐黄、灰白等色，系由花岗岩风化残积而成，原岩结构清晰可辨。不均匀残留20%～30%砂砾，呈湿～稍湿，可塑～硬塑状态。详细勘察报告建议c值为25k Pa，φ值为22°，γ为19.0k N/m³。

　　5)全风化花岗岩褐红、灰黄、肉红、灰白等色。大部分矿物风化变质呈土状，其中钾长石风化后呈粉末状，手捻有砂感，无塑性。双管合金钻具易钻进，岩芯呈坚硬土柱状。详细勘察报告建议c值为30k Pa，φ值为25°，γ为20.0k N/m³。

　　6)强风化花岗岩褐红、灰黄、肉红色，大部分矿物已风化变质，石英及钾长石呈颗粒状及砂状，风化裂隙极发育，岩块用手可折断。双管钻具可钻进，岩芯呈土柱状，少量呈砂砾状及土夹碎块状。勘察期间，场地各孔均见地下水，稳定水位埋藏深度1.10～2.30m。

　　1.3 基坑支护设计要求

　　根据场地地质条件及周边环境条件，南侧东段靠近地铁站区段采用钻孔咬合桩+内支撑支护方式，其余各侧采用桩锚支护方式。

　　1)基坑四周均采用直径1.0m灌注桩，根据支护深度及土质条件不同，桩间距及桩底嵌入基坑底深度不同。其中，南侧东段支护桩为钻孔咬合桩，配筋桩与素桩以0.8m间距相互咬合。

　　2)南侧东段采用2或3道内支撑支护，第1道支撑位于桩顶冠梁，支撑下设置立柱桩。其他剖面采用4层或3层预应力锚索支护。

　　3)除南侧东段外支护桩后设置连续的水泥搅拌桩止水帷幕。其中，局部存在较厚砂层，采用双排水泥搅拌桩帷幕。

　　4)支护桩面均采用挂网喷射混凝土护面，保持桩间土体稳定。钢丝网与支护桩通过膨胀螺栓或植筋连接。

　　1.4 现场施工情况

　　项目于2011年2月进场施工，8月结束全部开挖工程。通过以往经验及对场地条件分析，总结提出冲孔咬合桩施工技术，有效解决了施工进度慢的难题，质量得到很好保证。本分部分项工程已于2013年6月15日通过验收，满足设计要求。

　　2 冲孔咬合桩施工工艺

　　2.1 工艺原理

　　1)水泥土桩与混凝土桩的咬合桩孔施工时，桩孔分为Ⅰ序桩孔和Ⅱ序桩孔，施工时先施工Ⅰ序桩孔，相邻的Ⅰ序桩孔之间预留Ⅱ序桩孔位置，当Ⅰ序桩孔全部施工完成后再施工Ⅱ序桩孔，且Ⅱ序桩孔位于相邻的Ⅰ序桩孔之间，与Ⅰ序桩孔相互搭接形成咬合。由于Ⅰ序桩为水泥土桩，故强度低，在Ⅱ序桩成孔时可降低咬合成孔难度，如图2,3所示。

　　图2 咬合桩示意  

　　图3 Ⅰ序桩与Ⅱ序桩咬合结构示意  

　　2)水泥土拌制Ⅰ序桩的桩身材料为低强度塑性混合料，低强度塑性混合料为水泥土、塑性混凝土或低强度混凝土中任意一种;其中，水泥土由水泥、黏性土及水混合配制而成，且水泥与黏性土比例为1∶1.4～1∶1.7，坍落度180～240mm。Ⅱ序桩的桩身材料与Ⅰ序桩的桩身材料完全相同，或者，Ⅱ序桩的桩身材料与Ⅰ序桩的桩身材料不相同，且材料不相同时，Ⅱ序桩的桩身材料采用水泥土、塑性混凝土、低强度混凝土、普通混凝土及钢筋混凝土中的任意一种。

　　2.2 工艺流程

　　冲孔咬合桩施工工艺流程如图4所示。

　　2.3 操作要点

　　1)场地平整软基处理前进行场地检查清理，对加固区中分布的块石进行挖运清除，场地表层30cm内的杂草、草根、木头、竹竿、积水等影响施工的杂物和障碍物也一并挖除清理;此外，局部隆起的淤泥滩也需清扫摊平。

　　2)施工前准备设计人员、技术人员做好交底工作，具体交底包括工艺要求、安全措施、质量要求及异常情况(如颈缩、塌孔等)的处理措施。

　　3)咬合桩导墙施工咬合桩导墙采用钢筋混凝土制作，控制其强度等级≥C20、墙厚150～300mm、深度1.5～2.0m，咬合桩导墙的养护时间≥3d，咬合桩导墙上开设有用于施工咬合桩的桩孔，桩孔直径大于咬合桩直径10～20mm。相邻两个桩孔搭接长度为0.15～0.3m;若地层松软，咬合桩导墙的深度则加深1～2m。

　　图4 施工工艺流程  

　　4)跳打成孔在施工顺序上，I序桩施工在先，II序桩施工在后，每种桩要按间隔跳打方式进行;且必须在I序桩具备一定强度后才可进行II序桩施工。

　　5)成孔注意事项桩径为0.8～2.0m，桩孔的垂直度偏差<1%，成孔后清底，孔底沉渣厚度<200mm;做好测量。Ⅰ序桩浇灌完成后的养护时间≥5d;Ⅱ序桩的桩身材料与Ⅰ序桩的桩身材料不相同，Ⅱ序桩的桩身材料采用混凝土，坍落度180～240mm，浇灌完成后的养护时间≥5d。

　　6)桩孔浇灌通过导管并采用水下灌注法浇灌桩芯，浇灌完成后进行养护。

　　2.4 施工工艺特点

　　1)就地取材，充分利用现场物资制作水泥土的材料为现场泥土及水泥混合至一定比例。

　　2)制作工艺简单，便于实操(1)冲孔桩机施工工艺简单，如图5所示;(2)冲孔桩机操作简单，易于人工控制不确定因素;(3)冲孔桩机泥浆排放量大，需更多资源运输废弃泥浆。

　　3)施工成本低，成桩效果好制作水泥土，土可从现场获取，水泥土强度低，可有效抑制偏心、孔斜等常见问题，使得成桩质量有保证，降低施工事故风险。

　　2.5 实施效果评价

　　1)社会效益通过多个项目的实践应用证明，冲孔咬合桩施工技术、施工工法在工序管理、生产效率、施工事故成本控制等方面都突显出显著效果，为解决打桩效率低问题提供了一种创新、实用的工艺技术，减少了事故处理时间，加快了施工进度。

　　图5 冲孔桩机与成孔原理  

　　2)经济效益主要以传统混凝土咬合桩法和冲孔水泥土咬合桩施工工法做比较。以水湾壹玖柒玖项目基坑支护工程为例，其周长约711m，设计基坑支护工程工期≥6个月，以180d计。基坑支护采用冲孔咬合桩施工技术，比传统混凝土旋挖施工方法时间减少20d，工期缩短11.1%;费用减少270万元，降低成本13.5%。

　　3 结语

　　1)随着建设用地需求的日益增长，越来越多的沿海岸线陆域面临开发情况。现场管理难度大、施工效率低及施工造价高等施工难题急需在现行技术中进行改良创新，从施工工艺、机械设备、技术措施等方面寻找突破口，冲孔咬合桩施工技术可契合上述条件进行更有效施工。

　　2)采用冲孔桩机替代传统旋挖机，结合现场拌制的水泥土，通过水泥土强度低的原理，有效解决成孔效率低且在咬合过程中发生偏心、孔斜等情况，实现基坑支护工效的极大提高，在实际项目中取得显著的社会和经济效益，实现了质量保证、便捷经济、绿色环保目标。