淺談鋼管樁在市政工程深溝槽支護中的應用

劉 英, 李 明 星， 趙 坤 侖

(中國水利水電第七工程局有限公司 一分局，四川 彭山 620860)

淺談鋼管樁在市政工程深溝槽支護中的應用

劉 英, 李 明 星， 趙 坤 侖

(中國水利水電第七工程局有限公司 一分局，四川 彭山 620860)

市政工程深溝槽施工對城市中的建筑物、基礎設施及地下管線等有較大的影響。如何在周邊環境復雜的城市地下空間采取合理的支護方案保障深溝槽施工安全已成為項目管理的重要內容。基于某大街Y2～Y4段雨水管道深溝槽施工，闡述了鋼管樁在環境復雜的城市地下空間內深溝槽支護中的應用，克服了施工過程中存在的難題。

深溝槽；鋼管樁；施工工藝；質量控制

市政建設中的溝槽基坑常常受到場地、臨近建筑物、地下管線等因素的影響，在基坑平面位置沒有足夠的空間安全放坡，為保證基坑的穩定性并控制位移，需要選擇完善的開挖支護系統以確保施工的順利進行。

目前市政工程深溝槽施工較常采用的支護形式主要有以下幾種：

素噴：對于地質情況較好、溝槽周邊空間開闊的區域，素噴具有施工工藝簡單、工期短、工程造價低廉等優勢。若擬挖雨水管道溝槽地層為軟弱土層，則存在素噴穩定性差、安全系數不高等問題。

土釘墻：對于地質情況較好且鄰近基坑周邊無重要建筑物或地下管線、周邊具有適當放坡條件的區域，采用土釘墻具備安全性高、施工工藝簡單、工期短等優勢。若擬挖雨水管道溝槽兩側有橋墩，則放坡土釘墻將會破壞橋墩。

鋼管樁：具備剛度大、開挖回填量小、工期短、施工容易、便于在復雜的城市環境中施工的特點。

鋼筋混凝土排樁：具備強度高、剛度大、支護穩定性好、變形小等優點，適用于地下水位高于基坑底面的情況；但由于鋼筋混凝土排樁的施工一般需采用錘擊方法,振動與噪音大,同時在沉樁過程中擠土亦較為嚴重，故其在城市工程中受到一定限制且成本較高。

筆者結合鋼管樁支護工藝在成都天府新區市政工程中的應用，簡要闡述了其關鍵工藝控制。

1 工程概述

某大街Y2～Y4段雨水管道深溝槽工程位于K0+770～K0+820，全長50 m，管徑為1 200 mm。雨水管道溝槽挖深為6.5 m，且距已有立交較近，中線距兩側橋墩約4.2 m(圖1)，施工場地及工作面異常窄小，邊坡安全等級為一級。

圖1 雨水管道平面布置圖

巖土工程勘察報告表明工程所處區域土質自上而下依次為：

(1)雜填土：色雜；主要由巖塊及卵石混少量粘性土組成，硬雜質含量約為30%～50%；結構雜亂，松散；稍密；濕；平均厚度為5.9 m。

(2)素填土：灰色；主要由粘性土混雜約10%～20%左右的巖塊等硬雜質；頂部含植物根系等有機質；可塑；濕；平均厚度為0.8 m。

(3)粉質粘土：灰黃、黃色；軟塑；含鐵、錳質氧化物；很濕；平均厚度為3.8 m。

場地內地下水為分布于人工填土內的上層滯水，場地內人工填土中分布有極不均勻的上層滯水，水量變化大且不穩定，無統一水位。大氣降水為其主要補給源，平水期初見水位埋深為0.1～1 m，無統一水位標高，水量分布不均，受大氣降水影響較大，具微腐蝕性。

綜上所述，擬建工程范圍內場地地質穩定性較差。為確保本段雨水管道施工安全，對該雨水管道溝槽邊坡開挖需采取有效的支護措施。

2 支護措施的選擇

在綜合考慮施工現場場地條件、安全、施工便利、工期等因素后，最終決定對Y2～Y4段雨水管道選擇鋼管樁支護。

鋼管樁采用φ108×4.5 mm螺旋管，溝槽兩側鋼管樁間距為1 m，鋼管樁樁底嵌入管道設計高程以下4 m，鋼管樁樁頂采用C30鋼筋混凝土聯系梁進行連接，聯系梁尺寸為0.5 m×0.5 m(寬×高)。鋼管樁注漿材料采用M30水泥砂漿，灌漿壓力為0.2～0.4 MPa。鋼管采用A20號鋼，屈服強度不小于240 MPa，抗拉強度為380～470 MPa。鋼管樁支護橫斷面見圖2。

圖2 雨水管道支護橫斷面圖

3 鋼管樁支護采取的施工工藝

對于雨水管道深溝槽，先進行鋼管樁支護施工，鋼管樁支護施工完成后啟動深溝槽開挖施工。

(1)施工工藝流程。

施工順序：施工放樣→鉆孔→吊樁→壓力灌漿→聯系梁施工。

(2)施工方法。

鋼管樁鉆孔采用哈邁90履帶式全液壓錨固鉆車，吊樁采用25 t汽車吊。

①施工放樣。

鋼管樁在專業技術人員操作下，按照施工要求放樣，施工過程中隨時進行復核查對。

②鉆 孔。

鋼管樁鉆孔為φ150垂直孔，采用哈邁90履帶式全液壓錨固鉆車成孔。成孔過程中應勻速鉆進。嚴格控制鉆孔速度，以防止鉆孔彎曲和變形而造成鋼管下孔困難。鉆孔采用壓縮空氣排渣，禁止用高壓水洗。為減少鉆孔和鋼管下孔施工過程中巖體的振動和鄰孔干擾，鉆孔應跳空施工。鉆進達到設計深度后不得立即停鉆，必須在停止進尺的情況下穩鉆1～2 min，以保證孔深、孔徑和孔內的干凈。

③鋼管下孔。

鋼管下孔之前，先在鋼管管腳布設三角架及定位器，除在管壁鉆好注漿孔外，還應在鋼管外壁涂抹潤滑油以方便鋼管入孔。鋼管下孔采用25 t吊車緩慢將其放置至孔底就位，防止鋼管連接處破壞以及對孔周巖土體造成過大的擾動。

④砂漿灌注及封孔。

鋼管就位后，應立即對鋼管樁予以注漿。為保證注漿的飽滿、沒有空洞，采用孔底注漿法，即將注漿管插至距孔底5～10 cm的位置，使砂漿至孔底進入并向上倒注，直至注滿封孔為止。砂漿采用M30水泥砂漿。

⑤聯系梁施工。

鋼管樁施工完畢進行聯系梁鋼筋的綁扎，HRB400 16鋼筋為聯系梁主筋，主筋接長采用焊接方式，在聯系梁的終點處主筋彎起12.5 cm。HRB400φ20、HRB400φ25為鋼管樁管頂連接鋼筋，鋼筋應拉通編制并焊在鋼管上，兩端與鋼筋籠連接。箍筋為HPB430φ12鋼筋，混凝土凈保護層厚度不得小于50 mm。

聯系梁所需鋼筋均在綜合加工廠加工制作。加工前，按設計圖紙正確列出詳細的鋼筋耗表，并嚴格按照鋼筋耗表上標明的鋼筋規格、尺寸及數量進行加工。鋼筋采用現場人工安裝，用墨線或石筆按鋼筋的位置及間距劃線，嚴格按施工圖紙及規范要求進行安裝。

為保證保護層厚度，將50 mm厚、不小于結構設計強度的混凝土墊塊牢固綁扎在聯系梁側筋的外側主筋與側筋交叉處。模板采用15 mm厚竹膠板進行拼裝，采用φ48×3.5 mm架管支撐固定，采用C30商品混凝土罐車下料，人工攤鋪，ZN50軟軸式振搗器振搗，澆筑完成后及時灑水養護。

(3)施工質量保證措施。

①在樁孔施工順序安排上，采用相鄰樁孔間隔兩樁施工，以減少鉆孔作業對滑坡體的擾動。

②鉆車定位后復核樁孔位置，其偏差不得大于規范要求。

③鉆孔達到設計深度后，提出鉆桿后應立即用測繩復核成孔深度。

④鋼管樁打設時，其軸線的允許偏差為±10 cm；樁頂標高允許偏差為±10 cm；鋼管樁垂直度不超過樁長的±1%。

⑤鋼管樁制作完成后，嚴格按設計圖紙和施工規范對鋼管直徑、長度、規格、數量及制作質量進行驗收。

⑥鋼管樁孔口漿液如有流失應及時補充，以確保注漿飽滿。鋼管端部要密封，注漿時管口亦應密封嚴實。

(4)施工監測。

為確保溝槽內的正常工作，防止鋼管樁位移較大，在施工過程中，對鋼管樁偏移進行跟蹤觀測。溝槽的穩定觀測項目包括：溝槽周圍土體位移、沉降以及支護結構頂面水平位移的觀測。施工過程中要進行全面觀測，施工前于溝槽四周設置觀測點，在溝槽土方開挖期間，進行鋼管樁樁頂位移的監測。沿溝槽長度每10 m及轉角處設置監測點，每天進行1次位移觀測，至雨水管道溝槽回填完成。采用全站儀進行觀測，邊施工、邊觀測。

根據《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497-2009)，支護結構的最大水平位移控制值見表1，預警值按最大控制值的80%考慮。

表1 支護結構最大水平位移控制值表

該工程監測成果表明：鋼管樁水平最大位移為15 mm，符合規范要求。

4 結 語

市政工程中的深溝槽工程是一項具有很大風險性的工程。近年來，隨著國家加大基礎設施的投資力度，復雜的深基坑開挖工程隨之產生。在環境復雜的Y2～Y4段雨水管道深溝槽施工中采用鋼管樁支護結構，相對于素噴、土釘墻等支護施工工藝，鋼管樁具備對周邊環境擾動小、施工靈活、工期短、安全系數高的特點，其在整個工程中的運用，節約了工期，確保了施工安全，創造出了最大的社會效益。

劉 英(1974- )，女，四川仁壽人，高級工程師，從事水利水電與市政工程施工技術與管理工作；

李明星(1995- )，男，四川達州人，助理工程師，從事水利水電與市政工程施工技術與管理工作；

趙坤侖(1989- )，男，河南太康人，助理工程師，從事水利水電與市政工程施工技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

2017- 04- 07

TV553;TU99;TU7

B

1001- 2184(2017)04- 0101- 03