论文部分内容阅读
摘要： 结合工程实例介绍微型钢管桩＋复合土钉墙在周围环境复杂、施工场地狭窄的基坑支护中的应用，根据变形观测和实践结果证明，该支护体系安全可靠，具有较高的适用推广价值。
关键词： 微型钢管桩；基坑支护；锚管；变形观测
中图分类号：U43 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920140－02
0 前言
目前，随着社会经济的发展，城市化进程越来越快，用于工程建设的土地资源利用率越来越高，建构筑物向高度和深度发展，导致其建筑基坑越来越靠近周边建筑物或建筑物红线，微型钢管桩作为施工所需钻孔孔径小、无需使用大型机械、适用施工空间狭小的场地、施工噪音、震动和混凝污染都很小的施工方法，在城市基坑支护中被广泛应用。
微型钢管桩一般为直径100mm～150mm的劲型混凝土桩，内配Φ48mm～Φ100mm的钢管，壁厚为3mm～3.5mm，也可做成花管，压力注浆而成。微型钢管桩一般采用改制小型钻机或洛阳铲成孔。
1 工程概况
本工程场地处于某县老城区，原为邮政局库房，紧靠邮政局办公楼，拟建新办公楼高6层，地下室1层，基坑呈48m×74m的矩形，开挖深度-4.0m～-4.3m。基坑东侧紧挨城区主干道人行道，据调查人行道下埋有市政管线，埋深在2m；基坑北侧约80cm为社区围墙，围墙基础埋深较浅，为1m左右，经多方协调，围墙既有产权单位不同意拆除围墙；场地西侧较为开阔；场地南侧紧挨原邮政局办公楼，为筏板基础，地下室1层，基础埋深-4m。因此，对基坑开挖中的围墙及市政道路的安全防护和保证基坑边坡的稳定成了本工程施工的主要难点。
2 工程地质及水文地质条件
2.1 工程地质条件
图1支护结构典型断面图
根据地质勘察报告，场地内对本基坑开挖影响较大的土层自上而下分别为：
① 层杂填土，粘性土为主，含碎石、砖、炉渣等，土层松散，均匀性差。层厚1.2～3.2m；② 层粉质粘土，可塑-硬塑、局部坚硬。工程性能良好，层厚0.6m～2.8m；③ 层粉土，稍密-中密，很湿，干强度低，韧性低，层厚0.8m～4.2m；④ 层粉质粘土，硬塑-坚硬，干强度中等，韧性中等，工程性能良好，层厚0.5m～4.6m。
2.2 水文地质条件
根据勘察报告，场区地下水主要赋存在第③层粉土中，第①层杂填土也有少量地下水，场区地下水类型属松散岩类孔隙微承压水，勘察期间测得地下水位埋深2.4m～4.5m。地下水主要接受大气降水渗补给及侧向径流补给，蒸发、人工开采及径流排泄为主要排泄方式。
3 基坑支护结构的选型
根据本工程地质状况及基坑周边环境，可旋转的基坑支护方案主要有3种，即地下连续墙、钢板桩和微型钢管桩＋土钉喷锚。地下连续墙造价较高且工期较长，钢板桩受场地空间限制无法展开施工，而“微型钢管桩＋土钉喷锚”的支护形式具有造价低，工期短的特点，很适合本工程的实际情况。故决定采用该方案，基坑支护典型设计断面如图1所示。
4 基坑支护结构施工
4.1 本基坑支护的施工工艺流程
平整场地→测量放线→桩机就位→成孔→下放钢管→注浆→制作冠梁→分层开挖→施工锚管→挂钢筋网片→喷射砼面层。
4.2 微型钢管桩的施工
在本基坑支护体系中，微型钢管桩作为超前支护桩，在土方开挖之前进行钻孔，放入钢管，并在管内高压注浆，约束土体在开挖过程中的变形，对周围构筑物进行加固。微型钢管桩的主要施工步骤如下：
1）钻机就位
由于本工程周围施工场地狭窄，周围建（构）筑物环境复杂，需要微型钢管桩钻孔放线定位准确，桩位偏差不得超过50mm，防止影响地下室结构施工。
2）成孔
本工程由于施工作业面狭窄，采用改制小型钻机成孔，泥浆护壁。孔径为150mm，间距500mm，控制桩身垂直度，偏差不能超过15%。
3）钢管制作
钢管桩采用直径80mm，壁厚4mm制作，微型钢管桩制作在钢管下部2m处，制作成花管，使水泥浆能够从管中向土体中扩散，钢管与土体连成一体。钢管每隔1.5m位置要焊制对中支架，保证钢管在钻孔内居中。
4）注浆
注浆采用M30水泥砂浆，水灰比为0.5左右，注浆压力控制在2-3MPa。注浆使用注浆管从钢管孔底开始，待浆液从孔口冒出，慢慢向外拔注浆管，边拔边注。
5）盖板制作
微型钢管桩使用盖板连接，尺寸为250mm×200mm，钢管桩与盖板配筋焊接在一起，然后浇筑混凝土，混凝土等级采用C25。
4.3 锚管制作安装
锚管采用击入法击入，在锚管下部钻孔，并焊接鱼鳞片保护出浆孔。锚管注浆采用纯水泥浆，水灰比0.45-0.5，注浆压力2-3MPa。锚管与钢筋网片焊接。
4.4 挂钢筋网片、喷射砼面层
图2
基坑坡面钢筋网片采用Φ6.5钢筋按250mm×250mm网格编制，网格节点选用Φ0.5低碳扎丝绑扎。钢筋须张拉调直，同时钢筋网片编完后即焊接Φ14加强筋和连筋。加强筋、连筋与锚管焊接在一起，保持钢筋网片的整体性。待钢筋网片编挂完成，立即喷射混凝土面层，混凝土强度等级为C20。喷射混凝土前，采用人工修坡，并将坡面浮土清理干净，在每一段施工搭接前，要求必须将搭接处泥土和杂物清除干净，保证喷射混凝土搭接良好，确保喷射混凝土的质量，不发生渗漏现象。
基坑支护外观图如图2所示。
5 基坑变形监测
本工程在桩顶盖板、围墙及市政道路人行道上布设8个变形观测点，以便对基坑进行变形观测。本工程施工总工期为28天，期间经历一次较大降水，施工期间每隔一天做一次变形观测，雨后每天一次，基坑完成后，每周观测一次。
根据《基坑土钉支护技术规程》（CECS 96：97），本工程边坡位移的预警值为45mm，但是考虑本工程的周边复杂环境，为安全起见，本工程的安全预警值设定为35mm。根据基坑支护及地下室施工的3个月的变形观测，围墙的最大位移量为30mm，市政道路的最大变形量为26mm，无局部塌陷现象发生。证明微型钢管桩＋土钉墙的支护方式能够有效的控制基坑变形，边坡安全稳定。
6 结论
1）基坑支护结构选型应综合地质、水文和周边环境、施工设备及主体施工的配合等诸多因素，才能做到既安全又经济。本基坑工程的观测结果及实践证明采用微型钢管桩与土钉墙联合支护体系取得较好的效果，达到了安全且经济的目的，赢得了建设单位的好评。
2）微型钢管桩截面积较小，其抗弯能力和抗剪能力较为脆弱，在地表荷载很大的情况下，单排微型钢管桩强度达不到要求，故在设计及施工过程中要灵活运用，不能固定模式，以免造成工程事故。
3）在基坑施工过程中要采用信息化施工，及时根据观测结果调整施工工艺，出现异常情况应马上采取有效处理措施，确保施工安全。
参考文献：
[1]JGJ120-99，建筑基坑支护技术规程[S].
[2]CECS96：97，基坑土钉支护技术规程[S].
[3]曹建、赵昌，超前微型钢管桩在基坑围护中的应用[J].山西建筑，2007.2.
[4]刘江明，土钉-微型钢管桩基坑支护技术[J].内蒙古科技与经济，2008.10.
关键词： 微型钢管桩；基坑支护；锚管；变形观测
中图分类号：U43 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920140－02
0 前言
目前，随着社会经济的发展，城市化进程越来越快，用于工程建设的土地资源利用率越来越高，建构筑物向高度和深度发展，导致其建筑基坑越来越靠近周边建筑物或建筑物红线，微型钢管桩作为施工所需钻孔孔径小、无需使用大型机械、适用施工空间狭小的场地、施工噪音、震动和混凝污染都很小的施工方法，在城市基坑支护中被广泛应用。
微型钢管桩一般为直径100mm～150mm的劲型混凝土桩，内配Φ48mm～Φ100mm的钢管，壁厚为3mm～3.5mm，也可做成花管，压力注浆而成。微型钢管桩一般采用改制小型钻机或洛阳铲成孔。
1 工程概况
本工程场地处于某县老城区，原为邮政局库房，紧靠邮政局办公楼，拟建新办公楼高6层，地下室1层，基坑呈48m×74m的矩形，开挖深度-4.0m～-4.3m。基坑东侧紧挨城区主干道人行道，据调查人行道下埋有市政管线，埋深在2m；基坑北侧约80cm为社区围墙，围墙基础埋深较浅，为1m左右，经多方协调，围墙既有产权单位不同意拆除围墙；场地西侧较为开阔；场地南侧紧挨原邮政局办公楼，为筏板基础，地下室1层，基础埋深-4m。因此，对基坑开挖中的围墙及市政道路的安全防护和保证基坑边坡的稳定成了本工程施工的主要难点。
2 工程地质及水文地质条件
2.1 工程地质条件
图1支护结构典型断面图
根据地质勘察报告，场地内对本基坑开挖影响较大的土层自上而下分别为：
① 层杂填土，粘性土为主，含碎石、砖、炉渣等，土层松散，均匀性差。层厚1.2～3.2m；② 层粉质粘土，可塑-硬塑、局部坚硬。工程性能良好，层厚0.6m～2.8m；③ 层粉土，稍密-中密，很湿，干强度低，韧性低，层厚0.8m～4.2m；④ 层粉质粘土，硬塑-坚硬，干强度中等，韧性中等，工程性能良好，层厚0.5m～4.6m。
2.2 水文地质条件
根据勘察报告，场区地下水主要赋存在第③层粉土中，第①层杂填土也有少量地下水，场区地下水类型属松散岩类孔隙微承压水，勘察期间测得地下水位埋深2.4m～4.5m。地下水主要接受大气降水渗补给及侧向径流补给，蒸发、人工开采及径流排泄为主要排泄方式。
3 基坑支护结构的选型
根据本工程地质状况及基坑周边环境，可旋转的基坑支护方案主要有3种，即地下连续墙、钢板桩和微型钢管桩＋土钉喷锚。地下连续墙造价较高且工期较长，钢板桩受场地空间限制无法展开施工，而“微型钢管桩＋土钉喷锚”的支护形式具有造价低，工期短的特点，很适合本工程的实际情况。故决定采用该方案，基坑支护典型设计断面如图1所示。
4 基坑支护结构施工
4.1 本基坑支护的施工工艺流程
平整场地→测量放线→桩机就位→成孔→下放钢管→注浆→制作冠梁→分层开挖→施工锚管→挂钢筋网片→喷射砼面层。
4.2 微型钢管桩的施工
在本基坑支护体系中，微型钢管桩作为超前支护桩，在土方开挖之前进行钻孔，放入钢管，并在管内高压注浆，约束土体在开挖过程中的变形，对周围构筑物进行加固。微型钢管桩的主要施工步骤如下：
1）钻机就位
由于本工程周围施工场地狭窄，周围建（构）筑物环境复杂，需要微型钢管桩钻孔放线定位准确，桩位偏差不得超过50mm，防止影响地下室结构施工。
2）成孔
本工程由于施工作业面狭窄，采用改制小型钻机成孔，泥浆护壁。孔径为150mm，间距500mm，控制桩身垂直度，偏差不能超过15%。
3）钢管制作
钢管桩采用直径80mm，壁厚4mm制作，微型钢管桩制作在钢管下部2m处，制作成花管，使水泥浆能够从管中向土体中扩散，钢管与土体连成一体。钢管每隔1.5m位置要焊制对中支架，保证钢管在钻孔内居中。
4）注浆
注浆采用M30水泥砂浆，水灰比为0.5左右，注浆压力控制在2-3MPa。注浆使用注浆管从钢管孔底开始，待浆液从孔口冒出，慢慢向外拔注浆管，边拔边注。
5）盖板制作
微型钢管桩使用盖板连接，尺寸为250mm×200mm，钢管桩与盖板配筋焊接在一起，然后浇筑混凝土，混凝土等级采用C25。
4.3 锚管制作安装
锚管采用击入法击入，在锚管下部钻孔，并焊接鱼鳞片保护出浆孔。锚管注浆采用纯水泥浆，水灰比0.45-0.5，注浆压力2-3MPa。锚管与钢筋网片焊接。
4.4 挂钢筋网片、喷射砼面层
图2
基坑坡面钢筋网片采用Φ6.5钢筋按250mm×250mm网格编制，网格节点选用Φ0.5低碳扎丝绑扎。钢筋须张拉调直，同时钢筋网片编完后即焊接Φ14加强筋和连筋。加强筋、连筋与锚管焊接在一起，保持钢筋网片的整体性。待钢筋网片编挂完成，立即喷射混凝土面层，混凝土强度等级为C20。喷射混凝土前，采用人工修坡，并将坡面浮土清理干净，在每一段施工搭接前，要求必须将搭接处泥土和杂物清除干净，保证喷射混凝土搭接良好，确保喷射混凝土的质量，不发生渗漏现象。
基坑支护外观图如图2所示。
5 基坑变形监测
本工程在桩顶盖板、围墙及市政道路人行道上布设8个变形观测点，以便对基坑进行变形观测。本工程施工总工期为28天，期间经历一次较大降水，施工期间每隔一天做一次变形观测，雨后每天一次，基坑完成后，每周观测一次。
根据《基坑土钉支护技术规程》（CECS 96：97），本工程边坡位移的预警值为45mm，但是考虑本工程的周边复杂环境，为安全起见，本工程的安全预警值设定为35mm。根据基坑支护及地下室施工的3个月的变形观测，围墙的最大位移量为30mm，市政道路的最大变形量为26mm，无局部塌陷现象发生。证明微型钢管桩＋土钉墙的支护方式能够有效的控制基坑变形，边坡安全稳定。
6 结论
1）基坑支护结构选型应综合地质、水文和周边环境、施工设备及主体施工的配合等诸多因素，才能做到既安全又经济。本基坑工程的观测结果及实践证明采用微型钢管桩与土钉墙联合支护体系取得较好的效果，达到了安全且经济的目的，赢得了建设单位的好评。
2）微型钢管桩截面积较小，其抗弯能力和抗剪能力较为脆弱，在地表荷载很大的情况下，单排微型钢管桩强度达不到要求，故在设计及施工过程中要灵活运用，不能固定模式，以免造成工程事故。
3）在基坑施工过程中要采用信息化施工，及时根据观测结果调整施工工艺，出现异常情况应马上采取有效处理措施，确保施工安全。
参考文献：
[1]JGJ120-99，建筑基坑支护技术规程[S].
[2]CECS96：97，基坑土钉支护技术规程[S].
[3]曹建、赵昌，超前微型钢管桩在基坑围护中的应用[J].山西建筑，2007.2.
[4]刘江明，土钉-微型钢管桩基坑支护技术[J].内蒙古科技与经济，2008.10.