微型樁復合土釘墻支護施工技術

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

1 工程概述

唐山市外科手術病房樓工程為鋼筋混凝土框架—剪力墻結構，東西長66.8 m、南北寬58.5 m，建筑面積31 688 m2。地下2 層、地上15 層，為筏板基礎，槽底標高為－11.47 m（圖1）。本文主要闡述了該工程西側基坑邊針對由于地下鋼筋混凝土管溝造成的邊坡支護困難所采取的改進措施。

圖1 西側管溝位置平面

1.1 地質及水文條件

本工程位于鳳凰山南側山角下，現(xiàn)場地下水豐富：上層滯水0.60～6.00 m，潛水 11.30～12.60 m?，F(xiàn)場土質不良，主要為粉砂、粉質黏土，表層為雜填土，在－10.0～－13.5 m基底范圍內均為粉砂層。

1.2 支護方案的選擇

本深基坑工程，基坑深約11.17 m，由于工程場地狹窄，基坑開挖不具備放坡條件。原基坑支護方案采用鋼筋混凝土護坡樁進行支護，在現(xiàn)場施工中發(fā)現(xiàn)西側邊坡上口緊鄰老場區(qū)鋼筋混凝土管溝，管溝埋深4 m，管溝外邊線距結構外邊線僅0.8 m，無護坡樁施工作業(yè)面。為此需針對西側邊坡作出工藝改進，因此，綜合工程實際情況，采用了微型樁復合土釘墻支護措施。

2 西側基坑支護方案

結合該場地的工程和水文條件以及場地周圍環(huán)境對位移要求，西側基坑采用微型樁復合土釘墻支護，即“土釘墻+預應力錨桿+微型鋼管樁”。支護長度為77 m，支護面積約為815 m2。

2.1 微型樁

沿基坑上口布設1 排微型鋼管樁，共102 根。成孔孔徑130 mm，間距0.75 m、孔深11.5 m（超過槽底不少于1 m）。孔內插Φ89 mm鋼管，在孔內灌注水灰比為0.50的水泥漿。

2.2 土釘及預應力錨桿

土釘及預應力錨桿共計5 排，豎向間距1.40 m、水平間距1.50 m，孔徑100 mm。土釘長度從上至下為：13.0 m、10.0 m、13.0 m、9.0 m、7.0 m。除第1、3排采用1 束Φ1 860 mm鋼絞線外，第2、4、5排采用Φ22 mm鋼筋作為中心拉桿，孔內灌入水灰比為0.50的水泥漿。

2.3 噴錨面層

（a）掛Φ6.5 mm縱橫間距250 mm的鋼筋網(wǎng)。Φ22 mm芯桿外端彎成 L形直角，彎頭水平放置，彎頭長度≥200 mm。Φ22 mm芯桿水平用Φ16 mm通長壓筋連接，壓筋與芯桿彎頭水平焊接。

（b）噴射厚80 mm C20細石混凝土，配比為水泥∶砂∶石=1∶2∶2，水灰比為0.4～0.45， 要求3d強度不低于10 MPa。槽邊邊緣的土釘墻面板在基槽上口處向外翻邊不小于0.80 m。以上做法詳見圖2、圖3。

圖2 微型鋼管樁復合土釘墻剖面

圖3 土釘端部連接示意

3 微型樁復合土釘墻施工

3.1 微型樁施工

3.1.1 成樁工藝流程[1-3]

放樁位線→鉆機就位→成孔→成孔檢查驗收合格→安放Φ89 mm鋼管→機械反振沖擊取出Φ130 mm護壁鋼管→壓力灌漿→補漿→填寫施工記錄

3.1.2 成孔工藝流程

機械沖擊外護壁鋼管貫入土中（鋼管外徑130 mm，內徑110 mm，長度不足時絲扣接管）→在護壁鋼管內貫入取土器取土（取出器每次出土長度為800 mm，后端鋼管壁上有圓孔可在貫入的過程中引出土壤中的水，以減小貫入阻力）→拔出取土器，棄土。

3.1.3 操作要點

（a）成孔操作中孔壁應垂直，垂直偏差傾斜度控制在1%之內，以免影響基礎施工作業(yè)面[4]。

（b）樁位偏差：垂直及水平方向均不大于5 cm。

3.1.4 壓力灌漿

（a）配置水灰比為0.50的水泥漿，攪拌均勻，隨攪隨用，在初凝前用完。每天取1 組試塊（3 塊），按M5砂漿試塊進行試驗。灌注過程由技術人員專項負責。

（b）壓力灌漿：直接向鋼管內壓力注水泥漿，注漿壓力一般為0.3～0.6 MPa。

3.2 土釘墻施工

（a）基坑土方開挖至土釘位置下0.30 m后，進行人工修整坡，其坡面平整度不大于20 mm。

（b）土釘成孔前根據(jù)設計，定出孔位，作出標記，孔徑100 mm。

（c）土釘成孔采用鉆機成孔，但對于可能遇管溝區(qū)域，首先采用人工洛陽鏟進行探勘[5]。

（d）成孔完成后，將孔內殘留及松動廢土渣清除干凈，在土釘孔內放入鋼筋，其端頭均彎成L形與面板壓筋焊接，彎頭長度≥200 mm。

（e）土釘彎頭與外網(wǎng)豎向鋼筋焊接，焊縫長度單面焊≥220 mm。土釘水平用Φ16 mm加強筋連接，穿過土釘彎頭里邊，并與彎頭焊接。

（f）鋼筋網(wǎng)在基坑上口翻邊800 mm，鋼筋末端加彎鉤，彎鉤內放置Φ16 mm通長加強筋。在加強筋內側每隔1 500～2 000 mm釘1 根Φ16 mm豎向鋼筋固定，鋼筋插入土中長度＞300 mm。

4 預應力錨桿的張拉與鎖定

4.1 工藝流程

放線→鉆機成孔→安置錨桿鋼絞線→壓力注漿→養(yǎng)護→拉拔鎖定

4.2 錨桿施工工藝

（a）測放并標志出錨桿位置。

（b）鉆機對準孔位后，校正傾角。

（c）成孔過程鑒別地層性質并與勘察報告比較其區(qū)別，若有出入及時通知設計。

（d）達到設計深度后，應同時將注漿管與1束Φ1 860 mm鋼絞線插入孔內，并開始注漿。

（e）注漿嚴格按設計水灰比配制水泥漿，充分攪拌。

（f）孔內注漿完成達到設計強度后，對錨桿施加預應力，鎖定力不小于100 kN。利用錨頭將18#槽鋼腰梁鎖定于面板上，上緊錨頭。

5 特殊問題處理

5.1 微型樁與管溝間土壁剝落

由于地下管溝外邊線距結構外邊線僅0.8 m，在施打鋼管樁施工時，實際混凝土管溝壁外側與鋼管外側凈距不足200 mm，因此在第一步土方開挖過程中，局部出現(xiàn)微型樁與管溝間土壁剝落現(xiàn)象。

為此，采用鋼管樁與管溝壁間嵌塞袋裝土，鋼管樁外掛鋼筋網(wǎng)噴C20混凝土的方式固定土壁，確?；颖诜€(wěn)固（圖4、圖5）。

5.2 坑壁滲水[6-8]

由于地下管溝內有蒸汽主管，經(jīng)過冷凝后，大量蒸汽水隨著基坑開挖深度的加深，不斷滲入西側坑壁，造成局部護坡混凝土面產(chǎn)生裂縫。為此，在西側邊坡的含水層內加密插入引流管，其標高對應基坑第2排土釘及基坑第3排錨桿處。每根引流管匯入坑壁所掛的排水管內，再集中將水引入地面排水管內。

圖4 處理前的基坑壁

圖5 處理后的基坑壁

5.3 流砂

基坑下挖至第5排土釘標高時（－10.20 m），正值第⑤層粉砂層，由于管溝滲水，西側邊坡土體內含水率較大，且接近基坑底部，土體的壓力造成出現(xiàn)流砂（圖6），情況十分危急?，F(xiàn)場啟動緊急預案，采取了如下方法：

圖6 西側坑底流砂

（a）采用斜向打入鋼管釬（即排架管），間距0.75 m，鋼管深入基坑底以下1 m，在鋼管及護壁混凝土內側空隙填塞草袋、砂袋阻砂。采用這種方法，涌出的流砂被初步控制住了。

（b）立即綁扎、安裝面層鋼筋，在水泥中加速凝劑，進行面層混凝土錨噴固定土壁。

（c）為了增加對土體的拉力，把方案中第5排土釘改為預應力錨桿，以增加摩擦抗傾覆力（圖7）。

圖7 最后一道土釘改為錨桿后效果

6 結語

目前本工程已經(jīng)順利竣工，此項工藝改進既節(jié)約了人、材、機費用，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益，又成功解決了深基坑開挖支護過程中各項難題，確保了深基坑支護安全。本工程的成功，為今后類似工程的施工積累了經(jīng)驗。