淺談微型注漿鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨索在深基坑支護(hù)的應(yīng)用

韓立東，閆廣濤，仲崇森

（中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

隨著社會(huì)的發(fā)展與城市化進(jìn)度的加快，建筑施工環(huán)境的變化，在有限的城市空間進(jìn)行現(xiàn)代建筑的建造，對(duì)施工的技術(shù)工藝有了更高的要求。微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨索的深基坑支護(hù)體系越來越廣泛應(yīng)用于有限的城市空間施工中，對(duì)建筑工程的建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量與安全影響重大。本文以日照某在建項(xiàng)目為依托，對(duì)微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝進(jìn)行總結(jié)，用以指導(dǎo)施工。

1 工程概況及周邊環(huán)境

本項(xiàng)目基坑南北平均長(zhǎng)150m，東西平均長(zhǎng)60m；大面積開挖深度5.0m～10.97m；其中局部集水坑、電梯井開挖深度達(dá)11.5m。

基坑西側(cè)毗鄰醫(yī)院毛石擋土墻，基坑邊距離醫(yī)院地下室外墻約8.0m，醫(yī)院距離用地紅線約16m，醫(yī)院場(chǎng)地標(biāo)高+28.5m，醫(yī)院一層地下室，地下室標(biāo)高為+25.50m，基坑?xùn)|側(cè)市政道路，東側(cè)下沉式擋墻外側(cè)距離市政道路紅線4.0m?；幽蟼?cè)為某行政單位，地下室外墻距離用地紅線僅1.7m，基坑北側(cè)為現(xiàn)有公園（后續(xù)重新規(guī)劃），后續(xù)公園搬遷后為項(xiàng)目臨設(shè)，地下室外墻距離用地紅線約24m。

2 施工準(zhǔn)備

（1）在微型鋼管樁鉆孔前，尤其是對(duì)場(chǎng)地地下管線不明確的情況下，盡可能調(diào)閱相關(guān)檔案資料進(jìn)行確認(rèn)，本項(xiàng)目毗鄰醫(yī)院，以確保周邊各項(xiàng)管線的安全使用非常重要。

（2）為保證鉆孔位置與精度，在微型鋼管樁鉆孔施工前，對(duì)作業(yè)面場(chǎng)地清除障礙物、進(jìn)行平整。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，對(duì)微型鋼管樁的排距、間距，放出樁位，用鋼筋頭或者木楔做好標(biāo)記。

（4）樁機(jī)選擇，本項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層為素填土、砂質(zhì)黏性土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖為主，局部為微風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖，選用風(fēng)動(dòng)潛孔鉆機(jī)進(jìn)行施工，成孔后應(yīng)利用高壓風(fēng)將孔內(nèi)巖粉吹出。

（5）排水措施，場(chǎng)地平整后，沿鋼管樁支護(hù)一定范圍內(nèi)開挖臨時(shí)排水溝，防止注漿時(shí)水及水泥漿溢出排放污染場(chǎng)地。

（6）基坑支護(hù)所用的鋼管、鋼絞線以及鋼筋等主材，應(yīng)提前組織進(jìn)場(chǎng)，在取得檢測(cè)報(bào)告，檢驗(yàn)合格后用于施工中。

（7）降塵措施要到位，微型鋼管樁鉆孔以及錨索鉆孔都會(huì)產(chǎn)生粉塵，作業(yè)前每個(gè)鉆機(jī)需配備2~3臺(tái)霧炮降塵。根據(jù)實(shí)際情況可以增加水管孔內(nèi)灌水抑塵。

3 施工操作要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施

3.1 微型鋼管樁施工

3.1.1 成孔

場(chǎng)地平整后對(duì)鋼管樁進(jìn)行測(cè)量定位，移動(dòng)鉆機(jī)到作業(yè)位置；采用風(fēng)動(dòng)潛孔鉆機(jī)進(jìn)行巖層中鋼樁的鉆孔施工。鉆孔時(shí)采取“隔一鉆一”、雙排樁先施工其中一排的方案，防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，同時(shí)保證鉆出來的巖粉塌入其他樁孔內(nèi)。成孔后應(yīng)利用高壓風(fēng)將孔內(nèi)巖粉吹出，吹出的巖粉應(yīng)立即進(jìn)行清理，避免鉆機(jī)移動(dòng)時(shí)塌入孔內(nèi)。

3.1.2 放置鋼管

無縫鋼管的焊接，先進(jìn)行對(duì)接滿焊后，采用大一型號(hào)鋼管剖開包絡(luò)住焊縫，與鋼管雙面焊接。

放置鋼管前應(yīng)對(duì)成孔的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，保證鉆孔的深度、鉆孔的直徑，以及垂直度等相關(guān)指標(biāo)滿足要求。

放置鋼管時(shí)若鋼管無法順暢放置，不得暴力擊打下沉，應(yīng)將鋼管吊出，重新驗(yàn)收樁孔。若暴力擊打會(huì)導(dǎo)致鋼管變形、焊縫處斷裂以及樁身傾斜偏位等，造成安全隱患。

3.1.3 注漿

鋼管應(yīng)提前在樁身設(shè)置一定數(shù)量、大小滿足要求的的洞口，就位后，應(yīng)立即進(jìn)行注漿。注漿時(shí)應(yīng)從底部開始注漿，控制好注漿的速度，直至注滿，注漿面并分兩到三次進(jìn)行補(bǔ)漿。

3.1.4 冠梁施工

冠梁應(yīng)在水泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度開始施工，避免施工造成樁位偏差。施工前，清理樁頭雜土，采用人工清理溝槽。

3.2 錨索施工

3.2.1 土方開挖

具備土方開挖條件后，應(yīng)先開挖周邊，給支護(hù)作業(yè)提供作業(yè)面，再進(jìn)行中部區(qū)域開挖，保證土方開挖與基坑支護(hù)同時(shí)進(jìn)行。邊坡開挖過程中，挖斗機(jī)具嚴(yán)禁碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)禁超挖。

3.2.2 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)定位孔位后，進(jìn)行鉆桿角度的調(diào)整，使之與孔位對(duì)準(zhǔn)，并復(fù)合角度是否滿足要求。

3.2.3 鉆土成孔

鉆孔采用機(jī)械成孔。鉆孔過程中控制鉆孔速度，保證成孔質(zhì)量。成孔后需進(jìn)行清孔驗(yàn)收。

3.2.4 下錨索

下錨索之前應(yīng)對(duì)錨索進(jìn)行驗(yàn)收，扭曲變形及銹蝕錨索禁止使用。按照設(shè)計(jì)要求，沿錨索全長(zhǎng)設(shè)置對(duì)中支架，定位支架應(yīng)能使相鄰定位支架中點(diǎn)處桿體的注漿固結(jié)體保護(hù)層厚度不小于10mm，采用扎絲綁扎牢固，自由段按要求套置波紋管或PVC管，與錨固段接頭處應(yīng)密封扎緊。驗(yàn)收合格后，采用人工進(jìn)行錨索安裝，安裝及搬運(yùn)過程中用力均勻，保證錨索安裝過程中不變形不扭曲。按設(shè)計(jì)要求在孔外留設(shè)一定長(zhǎng)度用以張拉。

3.2.5 注漿

注漿時(shí)將注漿管深入至孔的底部，開始注漿后邊注漿邊緩慢將注漿管拔出，注漿管口不能脫離注漿液面以上，直至水泥漿從錨孔處溢出，完成第一次注漿，待注漿口處水泥漿液面下降后進(jìn)行補(bǔ)漿，保證水泥漿飽滿。

3.2.6 腰梁安裝

微型樁部位選用型鋼腰梁，型鋼腰梁為2根16#工字鋼腰梁，中間進(jìn)行焊接固定。腰梁應(yīng)與支護(hù)樁（錨噴墻）緊密接觸，當(dāng)腰梁與支護(hù)樁間存在間隙時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)C25細(xì)石混凝土填充密實(shí)。鋼腰梁拼裝完成后，應(yīng)及時(shí)檢查各節(jié)點(diǎn)的連接狀況，符合要求后方待錨桿（錨索）錨固體強(qiáng)度達(dá)75%后，方可施加預(yù)應(yīng)力。

3.2.7 錨索張拉鎖定

預(yù)應(yīng)力錨索錨頭采用鋼墊板、角度板及錨具，錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值75%后方可進(jìn)行張拉，張拉時(shí)采用隔一拉一的方案，張拉應(yīng)力應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行。

3.2.8 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

坡頂護(hù)坡寬度不小于1.00m，坡頂與坡底每隔2.00m擊入120鋼筋，長(zhǎng)度1.00m,用以掛網(wǎng)。

3.2.9 噴射混凝土面層

混凝土噴射施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求自上而下分段分層進(jìn)行，按設(shè)計(jì)要求開挖工作面，機(jī)械開挖面平整度不應(yīng)大于0.20m，機(jī)械開挖至邊坡處應(yīng)更換平鏟，不得使用鋸齒鏟，保證邊坡平整度允許偏差符合要求，在坡面噴射混凝土支護(hù)前應(yīng)人工清理表面浮土。

噴射作業(yè)應(yīng)分段進(jìn)行，鋼筋網(wǎng)與錨桿（錨管）應(yīng)連接牢固，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離不宜超過1m；噴射混凝土終凝后采用霧化噴水養(yǎng)護(hù)，防止水流沖刷混凝土影響強(qiáng)度及坍塌。

混凝土噴射面的最下端應(yīng)深入基坑的底部不少于0.2m，頂部也應(yīng)噴射1m~2m的混凝土護(hù)頂。

支護(hù)最下一步的噴射砼面層宜插入基坑底部以下，深度為0.2m，在基坑頂部設(shè)置寬為1m?；炷羾娚溥^程中加強(qiáng)厚度的檢測(cè)，以及不同時(shí)段噴射混凝土鋼筋網(wǎng)片的搭接是否滿足要求。

4 工藝特點(diǎn)

（1）噪音小。本項(xiàng)目緊鄰醫(yī)院，四周為居民區(qū)，對(duì)噪音的控制要求較高。微型鋼管樁以及預(yù)應(yīng)力錨索均采用預(yù)鉆孔植入，成孔直徑相對(duì)較小，產(chǎn)生的噪音小，對(duì)周圍居民生活影響較小，在施工過程中通過對(duì)周邊居民走訪調(diào)查滿意度較高。

（2）承載力大。鋼管對(duì)其內(nèi)部的水泥漿的約束作用使處于三向受壓狀態(tài)，提高了水泥漿的抗壓強(qiáng)度；鋼管內(nèi)部的水泥漿又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。鋼材的屈服強(qiáng)度相對(duì)較高,鋼管樁下端植入巖層中，通過預(yù)應(yīng)力錨索的拉結(jié)，產(chǎn)生較大的承載力。

（3）水平方向受力大。微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨索的組合支護(hù)形式，通過控制鋼管的直徑、鋼管的壁厚，及錨索錨固長(zhǎng)度的選用，鋼管樁的斷面強(qiáng)度大,對(duì)抵抗彎距作用的抵抗距也大,當(dāng)承受的水平荷載較大時(shí)，可以調(diào)節(jié)鋼管樁的間距或者設(shè)置多排鋼管樁的方式滿足要求，所以能承受很大的水平方向的受力。

（4）樁長(zhǎng)易調(diào)節(jié)。本項(xiàng)目基坑底標(biāo)高多，并設(shè)置多個(gè)汽車坡道，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際標(biāo)高選用不同長(zhǎng)度的樁長(zhǎng)，節(jié)省成本。由于微型鋼管樁可以將鋼管原材運(yùn)至場(chǎng)地內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)焊接或切割加工，根據(jù)施工進(jìn)度、不同施工區(qū)域的樁長(zhǎng)，按需求進(jìn)行加工，提高施工效率。

（5）接縫安全，適于長(zhǎng)尺寸施工。鋼管樁方便進(jìn)行焊接接頭，鋼管焊接接頭處的強(qiáng)度與時(shí)材強(qiáng)度相等，以及采用大型號(hào)鋼管切開包絡(luò)住接頭滿焊的處理措施，使得鋼管接頭更加安全。因本項(xiàng)目采購(gòu)的鋼管多為12m長(zhǎng)規(guī)格，也無需進(jìn)行較多焊接。

（6）施工靈活。由于鋼管樁一般直徑較小，自重較小，方便采用較小噸位的吊裝設(shè)備進(jìn)行吊裝與移動(dòng)。本項(xiàng)目場(chǎng)地狹小，鋼管原材便于堆放、不變形，占用場(chǎng)地小。

（7）施工效率高。鋼管作為主材，相當(dāng)于取代了鋼筋籠，簡(jiǎn)化施工安裝工藝，提高了施工效率，縮短了施工工期，因鋼管樁靈活性，即使在本項(xiàng)目極其狹小的場(chǎng)地中，也可展開多施工段作業(yè)、流水施工。施工過程中，將鉆孔作業(yè)安排在白天進(jìn)行，注漿等無噪音的施工工序安排在夜間進(jìn)行，極大地提高了施工效率。

（8）施工過程中便于采取有效的環(huán)保措施。鉆孔作業(yè)采取霧炮降塵加淋水抑塵的措施，產(chǎn)生的揚(yáng)塵可以有效控制；水泥漿攪拌設(shè)置水泥漿攪拌棚，外鋪毛氈不間斷灑水濕潤(rùn)，產(chǎn)生的建筑垃圾每日施工完畢便集中退場(chǎng)，作業(yè)環(huán)境整潔有序，響應(yīng)綠色施工的要求。

5 結(jié)語

微型鋼管樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿（錨索）的支護(hù)形式，在本項(xiàng)目狹小的施工場(chǎng)地中發(fā)揮出了較大的優(yōu)勢(shì)，提高了生產(chǎn)效率，縮短了施工工期。在本項(xiàng)目深基坑支護(hù)中的應(yīng)用非常成功，進(jìn)而有一定的優(yōu)勢(shì)推廣到地狹小的城市空間中地下工程施工中。微型鋼管樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)的支護(hù)形式具有噪音小、安全度高，工期短，施工方便，節(jié)約材料與成本，所需要的作業(yè)空間不大，施工效率高等眾多優(yōu)勢(shì)，因此在城市中心區(qū)域深基坑支護(hù)工程中具有很大的推廣價(jià)值。但是在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格把控材料的采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，對(duì)每一道工序加強(qiáng)施工過程中質(zhì)量的把控與施工質(zhì)量的驗(yàn)收，減小施工偏差。