巖石層微型鋼管樁—噴錨支護(hù)體系施工技術(shù)研究

尹偉　卜方明

摘要：基坑支護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工程，青島數(shù)媒中心項(xiàng)目根據(jù)建設(shè)工程項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃以及地質(zhì)條件要求應(yīng)用的巖層鋼管樁一噴錨支護(hù)體系的支護(hù)方法，有效減少了基坑土石方開挖及支護(hù)的施工時間，順利實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)工期，確保了施工安全和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；微型鋼管樁；支護(hù)體系

0引言

青島數(shù)媒中心項(xiàng)目地質(zhì)條件比較復(fù)雜，基坑地質(zhì)條件自上而下為粘土、強(qiáng)風(fēng)化巖、中風(fēng)化巖層，既有能夠直接開挖的土層，又有需要爆破開挖的巖石層。同時基坑四周為市政道路，其中北側(cè)珠江路為青島市黃島區(qū)主干道，道路兩側(cè)埋有天然氣、通信、供電等市政管道，四周道路及市政管道距項(xiàng)目紅線最小距離僅為2米。項(xiàng)目北側(cè)、西側(cè)無法采用常用自穩(wěn)放坡、土釘支護(hù)等支護(hù)施工方法。根據(jù)施工部署的任務(wù)和工期要求，推出了多種方案，并加以比較，最后選擇了微型鋼管樁一噴錨支護(hù)體系的方案。

1工藝特點(diǎn)

1.1巖石層微型鋼管柱作為超前支護(hù)，適用于周邊環(huán)境狹窄區(qū)無放坡場地域，基坑支護(hù)且地質(zhì)條件自上而下有松軟的粘土、堅(jiān)硬的巖石層，能夠有效防止坡肩土體滑移，保證施工安全。

1.2巖石層微型鋼管樁能夠承受強(qiáng)大的沖擊力，微型鋼管樁注入的水泥漿將鋼管樁與地下巖石層粘結(jié)在一起，并使土石爆破開挖與邊坡交界面處分隔開，能更好地抵御基坑爆破工程時的沖擊力，避免基坑支護(hù)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的倒坡、凹凸不平及坍塌等質(zhì)量問題。

1.3微型鋼管樁一噴錨支護(hù)體系，彌補(bǔ)了純噴錨支護(hù)的安全性不足的缺陷，施工方便，工期短，施工成本低等特點(diǎn)。

2工藝原理

微型鋼管樁在聯(lián)合體中作為超前支護(hù)，可以通過壓力注漿增強(qiáng)微型鋼管樁的抗彎和抗剪能力，也能夠更好地將鋼管樁與巖層粘結(jié)在一起，約束了鋼管樁體周圍一定范圍內(nèi)的巖層變形。當(dāng)土體開挖時，它可以作為護(hù)坡樁，承擔(dān)巖層側(cè)壓力，通過腰梁把巖層側(cè)壓力傳遞到錨桿的作用，同時鋼管樁底部深入基坑基底一定的設(shè)計(jì)深度，能夠更好地起到直立開挖、分層支護(hù)的作用。

3施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1工藝流程

巖石層微型鋼管樁一噴錨支護(hù)體系，在基坑開挖前，先進(jìn)行微型鋼管的施工，微型鋼管能夠起到超前支護(hù)的作用，隨后距微型鋼管樁2米范圍外進(jìn)行爆破施工?；討?yīng)按照技術(shù)方案采取分層開挖措施，錨桿分步設(shè)置，噴射混凝土面層，與微型鋼管樁形成一個整體。

3.1.1微型鋼管樁施工工藝流程

平整場地-鋼管制作焊接-測量放線-孔距定位-鉆孔機(jī)就位鉆孔-鉆孔至設(shè)計(jì)深度-清孔-安裝下放鋼管-注漿機(jī)安裝-安裝注漿管-拌制水泥漿-注水泥漿-二次加壓注漿只至上口翻漿。

3.1.2錨桿施工工藝流程

土方開挖-修整邊壁-測量、放線-鉆機(jī)就位-接鉆桿-校正孔位-調(diào)整角度-打開水源-鉆孔（接鉆桿）-鉆至設(shè)計(jì)深度-沖洗-插錨桿-壓力灌漿養(yǎng)護(hù)-橫梁施工-錨桿的張拉與鎖定。

3.2操作要點(diǎn)

3.2.1微型鋼管樁的操作要點(diǎn)

放線定位：按圖紙要求劃定基坑邊線及樁位并進(jìn)行復(fù)核，鉆機(jī)安裝到位后再次復(fù)核樁位，無誤后再進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

注漿鋼管制作焊接：嚴(yán)格安裝施工圖紙要求下料，當(dāng)樁長度不足時，應(yīng)按規(guī)范要求接長，鋼筋搭接應(yīng)采用φ12的鋼筋幫接焊接，幫接長度必須滿足規(guī)范的要求，焊縫應(yīng)飽滿，焊接后的垂直度必須滿足規(guī)范要求，操作人員必須持證上崗；鋼管樁的端部應(yīng)焊接成尖銳狀，端部以上4m范圍內(nèi)應(yīng)鉆直徑15mm，錯落布置的出漿口，出漿口間距控制在40cm。

孔距定位：按圖紙要求的間距及排距，組織施工人員在鉆孔作業(yè)前用鋼筋頭對各樁進(jìn)行定位標(biāo)注，這樣既方便施工也可以保證鉆孔位置不發(fā)生偏差。

鋼管樁定位：施工應(yīng)用潛孔鉆機(jī)成孔，巖層金剛石鉆頭。以各樁定位過的鋼筋頭標(biāo)注為參照，進(jìn)行樁位的精準(zhǔn)定位。定位完成后通過對鉆機(jī)采取加固穩(wěn)定措施，防止鉆機(jī)在施工過程中發(fā)生偏移、傾斜和沉陷，保證鉆孔施工質(zhì)量。

鉆機(jī)就位：將鉆機(jī)運(yùn)抵施工位置并按相關(guān)的操作要求布置妥當(dāng)以后，在作業(yè)前應(yīng)該先試運(yùn)轉(zhuǎn)，防止成孔或注漿途中發(fā)生機(jī)械故障，試運(yùn)轉(zhuǎn)后，按確定定孔中心點(diǎn)，使鉆機(jī)就位，準(zhǔn)備下一道工序。

鉆孔：將鉆桿放置于鉆機(jī)的附近且不能影響施工，啟動鉆機(jī)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件狀況調(diào)整鉆進(jìn)的速度，鉆機(jī)速度不宜過快：根據(jù)規(guī)范要求，及時接駁鉆桿，直到鉆進(jìn)到施工要求的深入為止。

3.2.2錨桿施工的操作要點(diǎn)

測量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和土層條件，定出孔位做出標(biāo)記，孔距誤差不小于10mm。

鉆機(jī)就位，對準(zhǔn)孔位：作業(yè)面場地要平坦、堅(jiān)實(shí)、有排水溝，場地寬度大于6m。采用將汽車載運(yùn)螺旋鉆機(jī)安放在指定位置，安放就位后，作業(yè)前先試運(yùn)轉(zhuǎn)，防止成孔或注漿途中發(fā)生機(jī)械故障，試運(yùn)轉(zhuǎn)后，按確定定孔中心點(diǎn)，使鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位后，應(yīng)保持平穩(wěn)，導(dǎo)桿或立軸與鉆桿傾角一致，并在同一軸線上。

鉆孔：錨桿鉆孔傾角15度（斜向下與水平線夾角），土釘鉆孔傾角20度（斜向下與水平線夾角），支護(hù)施工如用腳手架，需較平整，以保證錨桿傾角。

孔深要求：孔深應(yīng)不小于錨桿設(shè)計(jì)長度，但也不宜大于設(shè)計(jì)長度的500mm。

清孔：鉆孔完畢后，用清水或高壓風(fēng)管把孔底沉渣沖洗干凈，直至孔口清水返出。

錨桿桿體的組裝與安放：按設(shè)計(jì)要求制作錨桿，為使錨桿處于鉆孔中心，在錨桿桿體上每隔2m設(shè)置定位支架。錨桿鋼絞線平直、順直、除油除銹。桿體自由段應(yīng)用塑料套包扎，與錨固體連接處用鉛絲綁扎。錨桿下料長度應(yīng)為錨桿自由段、錨固段及端頭長度之和，端頭長度需滿足腰梁及張拉、錨固作業(yè)要求若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌，應(yīng)重新清孔，直至能順利送入錨桿為止。

安裝注漿泵和注漿管：下放錨桿完畢后，要及時進(jìn)行注漿。注漿泵采用擠壓式灌漿泵，額定注漿壓力3MPa。注漿管采用橡膠管，注漿管直徑φ25mm，注漿管要求連接牢固、可靠，注漿管插至距孔底300-500mm為宜。endprint

注漿水泥：采用普通硅酸鹽水泥P.042.5，拌合水采用飲用水，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用水灰比0.50的水泥漿，必要時可加入一定量的外加劑或摻合料。漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，注漿管路應(yīng)經(jīng)常保持暢通，嚴(yán)防石塊、雜物進(jìn)入漿液。

注水泥漿：注漿管需裝設(shè)壓力表，注漿壓力為0.2～0.3MPa，注漿后暫不拔管，直至水泥漿冒出孔口為止。

多次加壓注漿：注漿一次的充盈系數(shù)很難達(dá)到相應(yīng)的要求，因此需要多次間歇注漿，一般為三到五次，直至管口翻漿為止。注漿工作完成后應(yīng)在砂漿凝固前及時進(jìn)行現(xiàn)場清理，避免其對其他構(gòu)件造成污染。在整個施工過程中應(yīng)做好保鋼絞線和錨桿等的成品保護(hù)工作。

錨桿的張拉與鎖定：應(yīng)在錨固體和腰梁強(qiáng)度分別達(dá)到15MPa、20MPa時張拉作業(yè)，張拉錨桿時間隔進(jìn)行。按設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鎖定值鎖定。錨桿正式張拉前，應(yīng)取0.1-0.2軸向拉力設(shè)計(jì)值對錨桿與張拉1-2次，使桿體完全平直，各部位接觸緊密。錨桿張拉1.05-1.10軸向拉力設(shè)計(jì)值時，對巖層、砂性土層保持10分鐘，對粘性土層保持5分鐘，然后卸荷至鎖定荷載設(shè)計(jì)值進(jìn)行鎖定。

4效益分析

4.1社會效益

4.1.1通過巖石層微型鋼管樁一噴錨支護(hù)體系的施工技術(shù)的應(yīng)用，縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)及土方開挖工程的時間，為主體結(jié)構(gòu)施工提供條件，提前具備下一步工作條件，為相關(guān)單位合理安排下一步工作奠定基礎(chǔ)。

4.1.2應(yīng)用此施工技術(shù)最大程度的緩解了施工現(xiàn)場的用地，同時保證周邊建筑物安全，以及避免基坑支護(hù)面出現(xiàn)倒坡、坍塌等質(zhì)量問題。

4.2經(jīng)濟(jì)效益

4.2.1該施工方法與傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方法相比，需噴面支護(hù)的臨空面大大減小，節(jié)約噴面及支護(hù)的面積約607m2，基坑支護(hù)噴面單價(jià)97m2/元，共計(jì)節(jié)約97x607=58879元。

4.2.2采用巖石層鋼管樁一噴錨支護(hù)體系施工技術(shù)有效的縮短了結(jié)構(gòu)施工工期36天，節(jié)省施工管理費(fèi)36x1200=43200元，機(jī)械投入36x2440=51840元，總計(jì)經(jīng)濟(jì)效益為131040元。

4.2.3施工簡便、降低成本、縮短工期，該施工方法可取得明細(xì)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益為企業(yè)樹立了良好的形象，對企業(yè)在今后同類工程的標(biāo)中標(biāo)起到良好的促進(jìn)作用。

5應(yīng)用實(shí)例

中國華冶科工集團(tuán)有限公司青島分公司承建的青島數(shù)媒中心項(xiàng)目位于位于青島市黃島區(qū)珠江路以南，漓江西路以北，交通便利。本工程包括5棟高層辦公樓、1棟多層中心書城及2～3層地下車庫。辦公樓及地下室部分基底絕對標(biāo)高為8.22m，書城及地下室部分基底絕對標(biāo)高-4.17m。本基坑開挖深度約8.17-22.22m，支護(hù)長度約1404.1m。其中，長約343.7m的巖石層微型鋼管樁一噴錨支護(hù)占總支護(hù)長度的25%。

本工程基坑支護(hù)形式為土釘墻+樁錨支護(hù)體系，樁為6mm壁厚的φ146鋼管樁，成孔直徑180mm，中心間距500mm，樁端進(jìn)入基底2000mm。錨桿為2φs15.2、3φs15.2鋼絞線，成孔直徑130mm，傾角15度。鋼管樁頂部設(shè)置冠梁，側(cè)面設(shè)置腰梁和肋梁。錨桿設(shè)置橫梁，局部設(shè)置肋梁。土釘為三級鋼20，鉆孔直徑90mm，傾角20度。面層為80mm厚C20噴射砼，采用φ6.5@300mm。注漿材料為水灰比0.5的水泥漿。護(hù)面加強(qiáng)筋為三級鋼14。

6結(jié)論

青島數(shù)媒中心項(xiàng)目應(yīng)用的巖層鋼管樁-噴錨支護(hù)體系的工工法，有效減少了基坑土石方開挖及支護(hù)的施工時間，順利實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)工期，確保了施工安全和質(zhì)量，受到建設(shè)單位和監(jiān)理單位的好評，為企業(yè)今后投標(biāo)中標(biāo)奠定了良好基礎(chǔ)，也為項(xiàng)目部創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，受到上級的嘉獎。同時為企業(yè)培養(yǎng)了一批具有類似施工經(jīng)驗(yàn)的人才，為企業(yè)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。endprint