尊宝大夏钻孔咬合桩施工组织方案

杭 州 尊 宝 大 厦

钻孔咬合桩围护结构施工组织方案

广西长长路桥建设有限公司

二O O六年二月

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钻孔咬合桩围护结构施工组织方案

工程名称： 杭 州 C B D 尊 宝 大 厦

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施工单位：广西长长路桥建设有限公司

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钻孔咬合桩围护结构施工组织方案

1 概述

本工程围护结构采用钻孔咬合桩，桩径1.0m，桩中心距0.75m，相邻两桩咬合25cm，桩深约22--32m，素砼（A序桩）采用C15素砼，钢筋砼（B序桩）采用C25钢筋砼。该围护结构钻孔咬合桩数量约670根（素砼桩钢筋砼桩各半），

钻孔咬合桩围护结构平面布置详见设计平面布置图。 2 钻孔咬合桩施工 2.1 钻孔咬合桩导墙施工 2.1.1 概述

导墙采用C20钢筋砼结构，导墙形式如图2.1-1所示。

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沙浆垫层A-A断面

图2.1-1 导墙形式图

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2.1.2 施工方法 2.1.2.1 基础开挖

场地平整后，根据实际地形标高确定导墙基础开挖深度，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，施工垫层砼。 2.1.2.2 钢筋工程

（1）钢筋的各种规格、型号、机械性能、化学成分、可焊性和其它性能符合标准规范的规定和设计要求。 （2）场内钢筋妥善保存于工作棚内硬化地面上，并设防潮垫木，防止锈蚀。 （3）钢筋加工：使用切割机、弯筋机下料。 2.1.2.3 模型工程 采用定型钢模，每段长度按3m考虑，具体见图2.1-2。模型支撑采用方木，具体见图2.1-3。 拉筋钢模板方木支撑钢模板方木支撑图2.1-3 导墙模型支撑图 2.1.2.4 砼工程 采用商品砼，人工入模，插入式振动棒振捣。在砼强度达到70%时拆模，立即加对口撑，保证顶面高程、内外墙间距、垂直度满足设计要求。 导墙起锁口和导向作用，直接关系到钻孔咬合桩顺利成孔和成孔精度，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%，平整度3mm，导墙顶面平整度5mm。

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10269.2

69.216.4螺栓孔钢板模板端部加劲肋943951II-II剖面16.4说明: 1、本图尺寸单位除钢板和螺栓孔以mm (毫米）计外,其余以cm(厘米)为单位。 2、钻孔桩导墙模板一段整体长3米，本图为 一套模板。 3、两套模板纵向连接采用螺栓连接，螺栓钢板钢筋 孔孔径16mm,两套模板连接应紧密，无错 台，螺栓孔位置准确。 钢板 4、导墙模板需加工4套，面板及加劲肋采用 3mm厚的钢板制作。 5、模板表面应保证平顺光滑，圆弧之间的A大样 连接应焊接牢固，且打磨光滑。标准段钻孔咬合桩导墙模板平面图10259.2@75I-I剖面5

2.2 钻孔咬合桩施工方法、施工工艺及质量控制要点 2.2.1施工方法 钻孔咬合桩采用VRM2000和MZ-1500型液压摇动式全套管钻机施工，先施工素砼A序桩，再在相邻两A序桩间切割成孔施工钢筋砼B序桩。套管钻机咬合桩成桩顺序见图2.2-1。 A1B1A2B2A3B3A4说明： 1.本图尺寸以mm计； 2.施工顺序：A1-A2-B1-A3-B2-A4-B3， A代表A序桩，B代表B序桩； 3.A1为首开桩时为砂桩。 图2.2-1 套管钻机咬合桩成桩顺序图 2.2.2单桩施工工艺流程 （1）钻机就位：待导墙砼有足够的强度后，移动套管钻机，使抱管器中心对应在导墙孔位中心。 （2）取土成孔：压入第一节套管，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开挖面2.0m以上。第一节套管压入土中后（地面上留1.2～1.5m，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏，如合格则安装第二节套管，继续下压取土，如此重复，直至达到设计孔底。

（3）成孔检测：当孔深达到设计要求后，及时进行孔内虚土和沉渣的清除，确保孔内沉渣厚不得大于20cm。检测孔的深度和垂直度（用测绳检查桩孔的深度，用垂球检查桩孔垂直度。注意经常进行测绳标定检查）。

（4）吊放钢筋笼（B桩）：成孔检测合格后用专用吊机一次性安放钢筋笼，力尽减少孔口焊接时间，并要采取措施保证钢筋笼标高的正确。

（5）灌注砼：如孔内无水，采用干孔导管法流态灌注；如孔内有水，采用水下砼灌注法施工。

（6）拔管成桩：一边灌注砼，一边拔管及拆管，为不出现缩颈和断桩，

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注意始终保持导管和套管低于砼面不小于2.0m。

（7）单桩成桩施工工艺流程图如图2.2-2。 施工准备、场地平整 桩位测量放样

施工咬合桩顶砼导墙 套管桩机就位对中 吊装安放套管 控制垂直度 压入套管、校核垂直度

爪斗取土套管钻进 测量孔深 清除虚土检查孔底验孔签认 吊放钢筋笼隐蔽签认 制作钢筋笼及安设测斜管放入砼灌注导管导管拼装检查

砼运输浇筑砼逐次拔管制作砼试块 测量砼标高 桩机移位 截桩头 检测

施做砼冠梁

图2.2-2 单桩成桩施工工艺流程图

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2.2.3质量控制要点

(1)钻孔咬合桩在正式施工前应进行试成孔（数量不小于1个），以核对地质资料、检验设备、工艺以及技术要求是否适当。在试成孔时必须通知监理工程师到场，并在试成孔后向监理工程师提交书面报告，在得到监理工程师书面通知后方可正式施工。

(2)在成孔套管下压时，若遇孤石，先用十字冲击锤冲砸击碎后，再下压套管，并随时监控检测和调整套管垂直度，直至设计孔深。

(3)为控制桩的垂直度，首先钻机架立平整、稳固，套管中心与设计桩位中心偏差控制在2cm以内，钻机下压钢套管钻孔过程中，90度两方向设置吊线控制方向，随时监控检测和调整套管垂直度，发生偏移及时调整，以保证垂直度不超过5‰。

(4) 为防止钢筋笼上浮及下沉，考虑钢套管的接头厚度（50 mm）， 对φ1000钻孔咬合桩在允许的范围内减少钢筋笼直径，使钢筋笼主筋的外径φ≤800mm，且在笼底加焊抗浮砼板（砼板直径700 mm、厚50 mm与钢筋笼的主筋焊连接）。

(5)在A序桩砼中加入缓凝型减水剂调整初凝时间为60—70h，以使被切割的A序桩强度有较长的等值时间，从而减少B序桩施工时因挤压及摩擦对A序桩的影响提高咬合质量。 2.3 钻孔咬合桩成孔施工 2.3.1成孔主要设备

成孔主要采用四台VRM2000 和MZ-1500型全套管液压钻机施工。在全液压、全套管保护下进行钻孔和砼浇注作业，安全可靠，能防水和泥土进入砼中，保证桩身砼的质量。该机采用上下导向工作平台自动找平，通过作业人员以外的吊线内吊环监视，确保垂直度在5‰内。在钢套管保护下，靠抓斗冲击力抓土，钢套管随抓孔深度下压，保护抓土和钢筋笼吊装及砼灌注。该机的套管对砂层以及粒径不大的砾石、卵石层能穿过，若遇大块石可用十字冲击锤冲砸击碎后下压套管。 2.3.2成孔施工方法

(1) 钻机就位后，保证套管与桩中心偏差小于2cm，压入第一节套管，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土，一边继续下压套管，抓土过程中，随时监

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控检测和调整套管垂直度，发生偏移及时纠偏调整。安装第二节套管，继续下压取土，如此重复，直至达到设计孔深。

在成孔抓土过程中始终保持套管底在抓土面以下2～3m，以防止管涌发生。

(2) 当孔深度达到设计要求后，及时清孔并检查沉碴厚度，若厚度大于20cm，则继续清孔直至符合要求。

(3) 确定孔深后，及时向监理工程师报检，检测孔的沉碴、深度和垂直度（用测绳检查桩孔的沉碴和深度，用垂球检查桩孔垂直度。注意经常进行测绳标定检查）。 2.3.3成孔顺序

先施工素砼A序桩，灌注素砼；再在相邻两A序桩间切割成孔施工钢筋砼B序桩。成桩顺序见图2.2-1。 2.3.4单桩施工进度

单桩成桩时间：A序桩8个小时，B序桩16个小时；日成桩约2.0根；具体施工进度如图2.3-1所示（B序桩）。

工序名称 (小时) 钻机就位吊装安放套管 钻进成孔 孔检测 安放钢筋笼 灌注水下砼 0.5 9 0.5 1 5 B序桩工作时间（小时） 5 10 15 20 25 30 图2.3-1 B序桩单桩施工横道图

2.3.5咬合桩施工循环进度

咬合桩施工循环见图2.3-2。

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施工时间（小时） 桩号 1～10 10～20 20～30 30～40 40～50 50～60 60～80 A1 A2 B1 A3 B2 A4 B3 图2.3-2 咬合桩施工循环图

2.4 钻孔咬合桩钢筋笼施工

钻孔咬合桩钢筋有Φ25、Φ14、Φ10等三种，见设计图。 2.4.1材料要求

（1）钢筋的各种规格、型号、机械性能、化学成分、可焊性和其它性能符合标准规范的规定和设计要求，严禁将已生锈的钢筋携带进场。

（2）场内钢筋妥善保存于工作棚内硬化地面上，并设防潮垫木，防止锈蚀。

2.4.2钢筋现场加工

使用切割机、弯筋机下料。主筋连接采用闪光对焊或搭接焊，采用搭接焊的其焊缝长度单面焊大于10d，双面焊大于5d，并保持钢筋的同轴性。 2.4.3钢筋笼的制作

为减少孔口焊接时间，钢筋笼制作采用整笼一次性制作加工。

主筋在下料时满足设计长度，准确加工加强筋，使加强筋尺寸满足钢筋笼的直径要求，将主筋位置用明显标记于加强筋上，每条主筋均焊于加强筋标出的主筋点位上，钢筋笼框形成后，箍筋按设计间距点焊于主筋上，保证钢筋笼的轴线。

对于桩的保护层厚度及桩的钢筋笼位置，采用主筋加焊Ф6钢筋定位环固

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定,钢筋定位环每8m对角平均分布四条并与主筋焊接。

为减少浮笼，使钢筋笼主筋的外径φ≤800mm且笼底加焊抗浮砼板。 2.4.4钢筋笼的吊放入孔

为减少孔口焊接时间，钢筋笼的吊放利用钻机的吊车配合将钢筋笼一次性吊起垂直放入孔中，钢筋笼下至设计高程后，利用钢筋笼周围钢筋定位环保证钢筋笼轴线与桩孔中心线重合，并确保主钢筋的净保护层满足设计要求，保护层的允许偏差按±20mm控制。 2.5 钻孔咬合桩砼灌注 2.5.1 孔内无水时砼灌注

孔内无水时，采用干孔导管法流态灌注，砼采用商品砼，并用吊车和砼吊斗将砼放入孔内。 2.5.2 孔内有水时砼灌注

孔内有水时，采用导管法浇注水下砼灌注，导管直径为300mm，导管连接顺直、光滑、密闭、不漏水，浇注砼前先进行压力试验。

在浇注过程中，随时检查是否漏水。第一次浇注时，导管底部距孔底30～50cm，浇注砼量要经过计算确定，在浇注中导管下端埋深控制在2～4m范围；提升套管和导管时，采用测绳测量严格控制其埋深和提升速度，严禁将套管和导管拔出砼面，防止断桩和缺陷桩的发生。

水下砼要连续浇注不得中断，边灌注边拔套管和导管，并逐步拆除；砼灌注至设计桩顶标高以上0.60m（超灌量0.60m），桩上部无砼部分用土回填至地面标高，完全拔出套管和导管。桩顶砼不良部分要凿掉清除，要保证设计范围内的桩体不受损伤，并不留松散层。 2.6 钻孔咬合桩施工技术保证措施 2.6.1成孔作业技术保证措施

(1)为了使B序桩的成孔顺利完成，A序桩砼要加入高效缓凝型减水剂，根据钻孔桩顺序的安排，A序桩的砼配合比设计按60—70小时初凝时间控制，并在A序桩砼处于未初凝状态时施工B序桩，并浇注砼，以消除对A序桩砼的损害。

(2)平整场地设置排水系统，钻机工作面往外形成一条坡度，防止积水，使钻孔作业有良好的环境。

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(3)测设桩位

施工前进行准确测量，核对中心线方向和水准基点，无误时利用主体结构的轴线位置，测放桩位。

(4)混凝土导墙施工

根据设计及液压摇动式全套管钻机尺寸要求，以及桩位轴线作为咬合桩导墙中线，导墙使咬合桩准确定位，确保钻孔平稳并承受部分施工荷载。

(6)桩机对位

在整平的原地面上碾压夯实地面，移动调平支稳钻机，使桩机钻头中心准确对准桩位中心。

(7)桩的垂直度控制

为保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对孔口定位误差严格控制外，还要对垂直度进行严格控制，根据设计及验收规定，桩的垂直度偏差不大于5‰。成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须作好以下三个环节工作。

①套管的顺直度检查和校正

施工前，在平整地面上进行套管的顺直度检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检查和校正。

检测方法：在地面测放两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，用线锤和直尺进行检测。

②成孔过程中桩的垂直度监测和检查

a、地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用线锤监测地面以上部分桩的垂直度，发现偏差及时纠正。

b、孔内检查：套管压完后，进行孔内垂直度检查，不合格及时进行纠偏。 ③纠偏

成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行调整，通常采用以下方法：

a、利用钻机油缸纠偏：如果偏差不大或套管入土不深，可直接利用钻机的顶升油缸、推拉油缸调节套管的垂直度。

b、如果套管入土5m以下发生较大偏差，可先用钻机油缸纠偏，如达不到要求，可向套管内填土，边填边拔套管，直至将套管提升到上一次检查合格的

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地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后重新下压。

(8)清孔检查、孔深检测：

当孔深度达到设计要求后，及时进行孔内虚土和沉渣的清除，并确保孔内沉渣厚达到设计要求（不大于20cm）。用测绳检查桩孔的沉碴和深度。

(9)成孔后孔的垂直检测：用垂球检查桩孔垂直度，确保垂直度达到设计要求（小于5‰）。

2.6.2套管内灌注桩砼技术 (1)砼

A序桩为C15砼，加缓凝剂（实验确定添加量），要求初凝时间60—70h； B序桩为C25砼。砂选用级配良好的中粗砂，粗骨料选用连续级配（A序桩为1-3cm，B序桩为1-2cm，考虑到钢筋笼主筋的间隔）。 (2)导管

导管壁厚5mm，直径φ300mm，采用无缝钢管制作，长度2-6m，两节之间用双螺纹丝扣快速接头连接，导管使用前试拼试压，压力为0.6～1Mpa，导管底部距孔底0.3～0.5m。 (3)灌注砼

a、采用商品砼定点生产商品砼，其砼灌注控制在5小时左右完成； b、隔水栓采用拔球式隔水（仅指水下灌注）；

c、首批砼必须满足一次性埋导管0.8～1m，大约为1.2m3（仅指水下灌注），在开始灌注混凝土时灌注速度不宜过快防止使钢筋笼产生上浮；

d、随着砼的上升，适时提升和拆卸导管，根据咬合桩钢筋笼定位的要求，导管底端满入砼面以下1.5～3m，不得小于1m，以免导管埋得过深造成拔不起管，使钢筋笼产生上浮；埋深过浅把导管提出砼面造成断桩（仅指水下灌注）； e、在水下砼灌注过程中，派专人测量导管埋深，填写好水下砼灌注记录； f、提升导管时应严禁避免碰撞钢筋笼，当砼埋钢筋笼3～4m时方可提升导管以防钢筋笼上浮；

g、应控制最后一次砼灌注量，为保证桩头质量，应超灌0.8m，桩上部无砼部分用土回填至地面标高，多余桩头在灌梁施工前凿除；

h、砼水下灌注应连续进行，不得中断,一旦发生机具故障、停电、导管堵塞、

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进水等事故应立即采取有效措施工（采用备用设备）保证成桩质量，同时做好记录。

（4）砼缓凝时间的确定

素砼桩砼缓凝时间是根据单桩时间来确定的（考虑到接头砂桩时间），单桩时间与地质条件、桩长以及钻机能力等有直接联系，计算公式如下： T=3t+K

式中：T——素桩砼缓凝时间；

t——B桩成桩时间，约16小时，

K——储备时间，一般15~20小时； T=3t+K=3*16+20=68小时

2.7 钻孔咬合桩施工设备与劳动力组织 2.7.1钻孔咬合桩主要施工设备及技术参数 钻孔咬合桩主要施工设备及技术参数见表2.7-1。

钻孔咬合桩机械设备表 表2.7-1

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 设备名称 套管钻机 套管钻机 吊车 插入式振捣器 抽水机 电焊机 钢筋切割机 钢筋弯曲机 对焊机 试验仪器 测量仪器 装载机 挖掘机 规格型号 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 套 套 台 台 数量 2 2 1 5 4 6 1 1 1 1 2 1 1 备注 租赁 租赁 调入 调入 调入 调入 调入 调入 调入 调入 调入 调入 调入 VRM2000 MZ-1500 35t NZ35 100-30 500A GQ40-F CW40-1 UN1-100 ZL-50 PC200 2.7.2钻孔咬合桩劳动力组织

投入4台钻机同时作业，采用两班制三班施工。

（1）每台钻机每个班组8人，其中班长1人，吊车手1人，磨桩机手1人，维修1人，电工1人，普通工3人，计需8×2×4=人；

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（2）钢筋工班共20人； （3）测量人员共2人； （4）试验人员共2人； （6）现场管理人员共4人 合计：施工高峰期92人。

2.8 钻孔咬合桩施工安全保证措施及遇到问题的预防处理措施 2.8.1安全保证措施

钻孔咬合桩成孔过程中孔壁的稳定性是保证工程质量和速度，为此，采取如下安全保证措施：

（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）机械操作人员经过岗位培训，持证上岗；吊装作业设立专人，正确指挥；现场工作人员配备特种劳动用品，按规定穿戴；

（4）注意施工现场用电、气氧割的安全使用。 2.8.2防止管涌的措施

在施工B序桩过程中，由于相邻的A序桩砼处于未初凝状态，随着钻孔的加深，A序桩有可能出现砼管涌现象。防止管涌的发生要采取相应的措施：

（1）要合理配制素砼A序桩C15砼的塌落度（一般为20~22cm）。 （2）依据套管的最大切割下压能力，做到套管始终超前，抓土在后，抓土面离套管底的最小距离必须保持在2～4m以上，使孔内留足一定厚度的反压土层防止管涌的产生。

（3）对于地下水位过高，可以在套筒内补水，以平衡套筒外的水压力。 （4）在施工过程中随时注意套筒内管涌现象，一旦发生管涌，立即停止抓土并向孔内注水，抑制管涌的发生。 2.8.3防止钢筋笼上浮和下沉的措施

(1) 防止钢筋笼上浮的措施

①为考虑钢套管的管壁接头厚度（50 mm），对φ1000钻孔咬合桩在允许的范围内减少钢筋笼直径，使钢筋笼主筋的外径φ≤800mm。

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②确保钢筋笼加工的垂直度，不能出现弯曲、突出、变形现象。 ③在钢筋底部焊接防浮砼板（砼板直径500 mm、厚50 mm与钢筋笼的主筋底部焊连接）。

④起拔套管时视起拔状况精心操作，阻力过大采用多转动（套管）慢拔保证套管起拔中的顺直，减少钢筋笼与管壁的磨檫，必要时配以专用压笼器，利用钻机上拔动作，下压钢筋笼拔套管，控制上浮。

(2)防止钢筋笼下沉措施

①成孔后桩底添加一定深度的片石、砼块，提高持力层的承载力。 ②加强并增大抗浮板的面积，以增加钢筋笼和持力层的接触面。 2.8.4地下障碍物的处理方法

套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理较困难，但对一些比较小的障碍物，如砾石、卵石层都能穿过；若遇大块石只可先用十字冲击锤冲砸击碎后再下压套管钻进，但施工难度较大，会影响一定的施工进度。 2.8.5因特殊情况使B序桩切割成孔困难时的处理措施：

(1)由于特殊情况造成A序桩砼超过终凝时间较长，砼强度超过10Mpa以上时，B序桩成孔无法切割A序桩，而不能成孔，施工将跳开该桩继续施工其它能切割的桩，最后加桩，并在桩两外侧施工旋喷桩作堵漏处理。

(2)咬合桩施工的流水作业中断，迅速移机对末端桩进行切割，单侧咬合面成孔，然后在孔内灌注河砂拔管形成砂桩，待后续咬合施工至该桩时重新成孔完成连续咬合桩的施工。 (3)当成孔精度不能满足5‰的要求时，采用回填土，然后纠编调直重新成孔，直至达到施工精度要求时灌注砼。 2.8.8分段施工接头的处理方法 采用砂桩接头的方法，在先施工的端头设置一个砂桩（成孔后用中粗砂填满），待后施工段到次接头时重新成孔挖出砂浇注砼。如图2.8-1。 砂桩BABAAB砂桩 图2.8-1 分段施工预设砂桩示意图 16 经阅读设计图纸根据钻孔咬合桩施工工艺及钻孔咬合桩围护结构的施工合

理性，需要作调整和确定的地方：

一：为防止钢筋笼上浮，考虑到钢套管的管壁接头厚度（钢套管的外径φ990、内径φ0、壁厚50），对φ1000钻孔咬合桩在允许的范围内减少钢筋笼直径，使钢筋笼主筋的外径φ≤800mm，且在笼底加焊抗浮砼板（砼板直径500 mm、厚50 mm与钢筋笼的主筋焊连接）。

二：根据钻孔咬合桩施工工艺特点需要，A序桩为C15砼，添加缓凝剂（实验确定添加量），要求初凝时间60—70h； B序桩为C25砼，初凝时间8—10h，坍落度为20~22cm。

三：为提高咬合桩的咬合质量，考虑到钢筋笼主筋的间隔，使灌注砼拔套管过程中砼能顺利透过钢筋笼填充套管的间隙而完好咬合，建议砂选用级配良好的中粗砂，粗骨料选用连续级配，A序桩为1-3cm，B序桩为1-2cm，增加砼的流动性和和易性。

四：为提高咬合桩围护结构的稳定性和防止水质量，设计基坑开挖深度为-15.50m,钢筋砼桩的桩深度为-28.00~-32.5m,而素砼桩的深度为-18.5~-19.5m,素砼桩的桩底与开挖底面的土层厚度太少(只有3.2m),而-15.30~-18.5m的土层为砂质粉土层,这样在基坑开挖和底板施工时基坑四周会可能出现涌水涌砂的施工事故,造成整个钻孔咬合桩围护结构失败。建议素砼桩的桩深度调整为-22.0m。

五：按设计整个钻孔咬合桩钢筋砼桩的桩深种类过多，从-28.00~ -32.5m有五类，既增加了工程成本，也给施工带来很大的困难。为减少工程成本，提高整个钻孔咬合桩围护结构的围护、止水质量，建议结合素砼桩的桩深调整，钢筋砼桩的桩深从原来的五类调整为三类，分别为：Z1为-28.00m，Z2为-29.00m,Z3为-30.00m,其钢筋笼的配筋不变。

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