微型工字鋼在基坑支護的應用

江澗玲

廣西壯族自治區水電工程局

摘要：廣西電網公司綜合樓地下停車場通道基坑寬4～5米施工時要進行基坑開挖，當基坑的開挖較深、面積較大或施工場地受限時，需要對基坑進行支護。工字鋼樁支護方法由于施工設備簡單、材料能回收利用、成本較低、施工速度快、能很好的滿足工期要求等優點，在地下停車場通道基坑施工中得到廣泛應用。廣西電網公司綜合樓地下停車場通道基坑采用“微型工字鋼”的支護方案經過施工階段的精心組織施工和質量控制，滿足了設計和施工規范的要求，取得了良好的經濟和社會效益。

關鍵詞：微型工字鋼；基坑；地下停車場連通

1、工程概況

廣西電網綜合樓位于市區老城區內，場地狹小，周邊建筑密集。擬建的地下停車場通道將電網綜合樓地下停車場以及3#住宅樓地下停車連通起來。兩側緊鄰居民樓，僅有6m～8m的距離。居民區通道內地下埋有各種管線，情況復雜。基坑開挖深度4.2 m，直立開挖，開挖線距兩側居民樓墻0.5～1.0 m，基坑開挖中如產生變形，極易引起居民樓開裂；因開挖線距邊墻太近，多種處理方法受限，經過設計計算并參考工程實踐經驗，決定采用微型工字鋼樁支護方案，微型樁的樁身材料為工字鋼+M30水泥砂漿，以滿足變形穩定要求。

2、工程地質條件

這個工程有非常高的地下水位，在自然地坪下負1.6m為地下水埋深位。地下土軟弱，分布較均勻。第1層層厚1.5～2.0 m為雜填土；第2a層層厚3.1～5.3m為粘土層，夾部分粉質粘土；2b層為粉土層層厚3.5～5.3 m；基坑底標高位于2b土層上，再向下10m基本以粉質粘土為主。從土的滲透性指標看，基坑內土的水平及垂直滲透性指標除2b粉土層在10-4 cm/s，其余都在10-6～10-7cm/s。

3、施工方案確定

方案一：混凝土灌注樁：使用長螺旋成孔，施工效率高，成孔時間只需1～2小時，但長螺旋鉆機占地面積大，場地無法滿足，而且大型設備震動大，對周邊居民樓造成危害。方案二：人工挖孔灌注樁：人工挖孔樁周期長，需要隔樁施工，完成一序孔混凝土灌注后，才能進行下一序孔的開挖，風險大，安全系數低。方案三：微型工字鋼樁，使用地質鉆機成孔，地質鉆機占地小，施工效率高。根據現場實際勘察，決定采用微型工字鋼樁（型號b22）為本基坑工程的支護方案，它具有以下優點：①施工簡便，使用地質鉆機施工，地質鉆機占地面積小；②施工進度快，效率高，地質鉆機施工一個孔只須2～3小時；③施工時無噪聲、無振動、適用于對噪聲有限制的市區內作業；④工字鋼可以回收利用，造價低，經測算I22a總長為1910m，總重約為70t，費用為41.83萬元。

4、施工方案

4.1施工方案簡介

居民樓的時間非常遠，基礎是年代很遠的毛石，砌筑整齊，有非常大的含水量的填土，針對特殊的地質地形條件狀況。在經過了多次方案選擇和比較的基礎上，最后確定采用微型工字鋼樁+高壓旋噴樁的方案，高壓旋噴樁將形成一道止水帷幕，用于阻止或減少基坑側壁及基坑底地下水流入基坑。并達到加固地基的目的。（圖1、圖2）。

圖1基坑立面 圖2基坑剖面

4.2施工順序及方法

（1）微型工字鋼樁：①測量放線：為了讓所有的工字鋼樁處同一平直線上，在鉆孔的位置上放定位線。②鉆孔：使用地質鉆機，配以硬質合金鉆頭造孔，孔徑為φ300mm。鉆孔完畢后，將孔底的沉渣清至符合設計要求，③吊裝：成孔后，使用汽車吊將工字鋼吊入孔內，人工配合吊裝。④注漿：工字鋼吊入孔內固定好后，使用孔底返漿法注入水泥砂漿，注漿至孔口溢出方能停止注漿，注漿材料M30水泥砂漿。（2）高壓旋噴樁施工：在工字鋼樁完成后，及時進行高壓旋噴樁施工。①鉆孔：使用地質鉆孔，孔徑為φ90mm。②高噴灌漿：成孔后，將合金鉆頭換成單管噴射管，高噴灌漿采用PO.42.5水泥，漿液為1：1，壓力為25.0Mpa，以14.0cm/min的速度進行360°旋轉噴射提升。高壓旋噴樁施工至基坑底部以下1.0m的位置。（3）開挖：待樁孔達到設計要求后，即可進行基坑土方開挖。（4）掛網噴錨：修整后的基坑邊坡，要及時進行掛網噴射混凝土。待鋼筋網編掛完成，壓筋、加強筋焊接完成后，立即噴射混凝土面層，厚度100cm，混凝土強度C15。在每一段施工搭接前務必將搭接處泥土和雜物清除干凈，保證噴射混凝土搭接良好。以確保噴射混凝土的質量，不發生滲漏現象。

4.3施工注意事項

①施工過程中，每天觀測水平位移及周邊建筑物的沉降觀測，觀察周邊建筑物、地表裂縫情況。②由于施工所產生大量的泥漿將成為污染源，需現場設置泥漿池加以處理。

4.4施工質量控制

施工質量控制為：①為了避免工程事故的發生，在施工的整個過程中，不可以碰撞支護結構。②工字鋼樁邊填土飽滿，從而增加被動側壓力，解決支護結構的時效問題。③做到信息化施工，若有情況，應立即采取應急措施，如加強支撐、已挖去的土暫時回填等。

5處理效果分析及經驗總結

與上述施工方面相關施工工程專家被邀請到施工現場，針對上文所敘述的施工的具體方案實施了相關的論證。針對工程現場實際情況，專家們對方案提出了進一步的補充和完善，如提出了基坑監測的相應要求和報警值的確定。在具體操作過程中，嚴格按照確定的施工方案組織施工，使基坑支護在科學、規范、有序、受控及安全的狀態下施工。施工經驗總結如下：（1）在靠近既有建筑物如此近的情況下，關鍵在于因地制宜合理選擇施工機械。（2）掌握好施工過程的質量控制與工藝，特別是混凝土的強度、漿體水膠比和注漿壓力等。（3）基坑支護實際施工周期為一個月，通過在施工過程中對區民樓的監測，區民樓的側向位移和垂直位移很小，墻面也沒有出現裂縫。表明微型工字鋼樁的設置已達到預期的目的。

6結語

選擇何種工字鋼應當根據具體的工程的技術、經濟以及現場條件來確定，不可能是千篇一律，本文旨在通過對廣西電網綜合樓地下停車場通道基坑寬4～5米施工采用微型工字鋼的闡述，以期對今后業內人員在選擇微型工字鋼類型時能起到一定的指借鑒用。

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