芻議后插鋼管微型樁在施工中的應用

蘇秀 劉陽

摘 要 隨著城市開發建設的快速發展，工程規劃、實施越發緊湊，施工場地也愈發狹小，不具備大開挖放坡的施工條件。尤其在基坑深度不超過5m的工程中，基坑邊坡支護逐漸開始采用鋼管微型樁設計方案。常規施工方法是成孔后，先插入鋼管后澆混凝土;本文將從施工工藝、與常規方法的對比分析及質量控制措施等方面，介紹成孔后，先澆筑細石混凝土后插入鋼管的施工工藝。

關鍵詞 微型樁;后插鋼管;對比分析;質量控制

引言

微型樁適合在比較狹小的空間施工，成樁方法靈活，該種樁多用于基坑開挖和邊坡加固中，并在對不穩定土體的處理和加固中也受到青睞，微型樁體具有較大的抗彎抗剪特性，如果將樁體與樁周巖土體視作一個整體，可形成穩定的力學結構，其作用機理就相當于小型抗滑樁。

鄭州市中心城區地下綜合管廊工程二七商業區項目位于鄭州市核心商業二七路和太康路路段，鑒于主體工程處于道路中央下面，實施之前需將路面下管線遷改至道路兩側，保證管線正常運行。遷改區位于現狀非機動車及人行道范圍，需開挖溝槽敷設管線，溝槽寬度3.5m～5.0m，深度 4.5m，設計采用鋼管微型樁進行兩側支護。

1鋼管微型樁設計工藝參數

以基坑支護設計標準斷面（一）為例。

1.1 適用范圍

本標準斷面適用于基坑周邊存在房屋且房屋距離基坑邊大約3.2m～4.9m，基坑周邊房屋的基礎形式為淺基礎、條形基礎等。

適用地質條件：擬建場地在鉆探深度60.0m范圍內主要由填土、粉土、粉（細）砂和粉質黏土組成，實測近3～5年地下最高水位埋深在現地面下-11.5m，即基坑開挖深度內無地下水存在[1]。

1.2 設計方案

基坑兩側均采用直徑200@500mm（內插直徑159，t=8mm 鋼管，空隙采用C35細石砼填充密實）。鋼管微型樁長度為從地面以下約為8.5m，插入比約為1∶0.53，沿基坑縱向設置間距為6m的300mm×300mm×10mm×15mm工字型鋼支撐，同時樁間護面噴射C20細石混凝土+直徑8@150×150mm鋼筋網片。

2先插鋼管微型樁施工技術

2.1 工藝流程

場地平整→測量放線→孔距定位→鉆孔機就位鉆孔→鋼管置入→C35細石混凝土填充密實直至樁頂翻漿。

2.2 施工方法

（1）場地平整

施工范圍圍擋封閉后，即可進行場地清理，清理包括：人行道地磚、商鋪門前廣場磚、零星混凝土路面及其他附屬物設施。清理產生的建筑垃圾集中堆放，覆蓋防塵網。

（2）測量放線

根據設計要求的間距、排距及設計提供的標高進行測量放線。

（3）孔距定位

根據設計的孔洞直徑、間距、排距使用鋼筋頭打入地下進行定位。

（4）鉆孔機就位鉆孔

本工藝采用干成孔方式鉆孔，根據微型樁定位，在成孔位置上進行小型螺旋鉆準確定位，汽車支撐腿下進行夯實后墊方木，確保其穩定。

將鉆機安放在指定位置，安放水平，防止傾斜;將鉆桿抬至鉆機旁，啟動鉆機，慢慢鉆進;每進深2m，需要接一次鉆桿，直至得到設計有效深度。

（5）鋼管置入

鋼管由吊機豎起，垂直放入孔中，距離孔底1米（以樁頂標高控制為準），在孔口位置進行固定。固定之前，進行垂直度檢測，并保證鋼管一周距離孔壁距離一致，其中直徑200mm樁，內插鋼管為159mm，鋼管距離孔壁為20.5mm。

鋼管加工制作：

①鋼管材料采用Q235鋼材。

②鋼管底部加工2個“V”形缺口：高約70mm，寬約50mm。

③鋼管下部6米長度范圍內每間隔1米開2個對稱?20小孔，上下排小孔呈對稱正交布置。

④鋼管之間的連接：鋼管接長時，上下兩段鋼管之間采用套管連接。

⑤樁頂鋼管與冠梁之間的連接：鋼筋采用焊接連接，詳見下圖：

（6）C30細石混凝土填充

由導管將混凝土注入，導管底端口需保證在澆筑混凝土面1m以下，填充密實，并保證混凝土填充量，確保混凝土密實[2]。

3后插鋼管微型樁施工技術

3.1 工藝流程

場地平整→測量放線→孔距定位→鉆孔機就位鉆孔→C35細石混凝土填充密實直至距離樁口400mm→鋼管壓入

3.2 施工方法

與常規施工方法相同部分不再贅述，主要介紹先澆筑混凝土后，再插入鋼管這兩部分的施工工藝與注意要點。

（1）C35細石混凝土填充密實

由導管將混凝土注入孔洞至樁頂標高下400mm處，即停止混凝土灌入，拔出導管。鋼管壓入后，若混凝土不夠，補灌混凝土至溢出樁頂標高。

注意要點：

①灌入混凝土后，應在混凝土初凝前，完成鋼管插入;

②鋼管頂部高出混凝土面75mm，保證樁頂鋼筋的焊接高度滿足要求。

③經計算鋼管體積為0.058m3，插入孔洞后，可使混凝土上升0.456m，故混凝土需欠灌。

（2）鋼管壓入

混凝土灌入完成后，立即由小型振壓機械將鋼管壓入。鋼管壓入后，根據設計樁頂標高確定最終壓入的樁頂標高。

注意要點：

①鋼管插入深度以樁頂標高控制為準;

②需將鋼管管底端切成1個“V”形尖角，便于鋼管插入，減少阻力;

③后插入鋼管長度為7.5m，應選擇整段鋼管為宜，便于壓入及垂直度的保證;

④沿鋼管縱向每隔2m焊接直徑為16mm環向鋼筋，共計4道，用于鋼管下壓過程中垂直度的控制[3]。

4兩種施工方法對比分析

4.1 工藝技術對比

（1）先插鋼管施工技術

由于鋼管微型樁中灌入材料為細石混凝土，非水泥漿或水泥土。微型樁為直徑200mm，內插直徑159鋼管，鋼管距離孔壁僅為20.5mm間隙，孔壁開孔直徑為20mm，灌入混凝土需從2cm小孔擠出后，密實鋼管與孔壁之間的間隙。

實施中，可預見問題有以下三點：

①鋼管距離孔壁間隙較小，整個7.5m深20.5mm寬的四周間隙混凝土密實度無法保證;

②由于細石混凝土中石子粒徑不均勻，有較大石子堵住鋼管壁上空洞，導致混凝土由20mm鋼管壁孔擠出不充分;

③鋼管距離孔壁間隙小，垂直度控制不好，可能出現鋼管緊貼孔壁的情況。

上述三種情況造成的后果是：基坑土方開挖后，發現鋼管壁裸露，而非與混凝土及周圍土體緊密結合的狀態，支護未達到有效固結周圍土體的效果。

（2）后插鋼管施工技術

采用后插鋼管施工技術，由于孔洞中先填充了混凝土，在插入鋼管過程中，由于受到擠壓作用，鋼管表面與混凝土得到了充分的接觸。在插入過程中，擠壓作用同時會對孔壁土體施加壓力，使得混凝土中漿液滲入土體縫隙更加多，與土體結合作用力更大，有效的固結了鋼管周圍的土體。

4.2 其他方面的對比

（1）經濟效益方面

兩種施工方法，主要的工藝流程相同，主要不同有兩點涉及經濟成本。一是后插鋼管施工技術需要利用小型振壓機械進行鋼管的壓入，前者是需要利用吊機將鋼管放入，兩種機械的施工費用不同;二是后插入鋼管在鋼管加工制作中沿管壁不需開20mm孔，且鋼管底部不需加工2個“V”形缺口，加工制作費用會偏低。

（2）施工工期方面

兩種施工方法在施工工序上差別為：鋼管先置入還是后插入的區別。

鋼管先置入后，由于需要吊機對鋼管垂直度的核驗時間及混凝土澆筑前對鋼管的固定時間，這部分施工時間按照5min/根，整個工程約8000根樁，共計需56天。

鋼管后插入，只要成孔垂直度符合要求，壓入鋼管四周焊接了環向鋼筋，可保證壓入過程中的垂直度，節約了鋼管垂直度的調整及加固時間。

（3）工程質量方面

后插入鋼管微型樁施工技術，對于提高樁體質量效果明顯。因為混凝土對于周圍土體的有效固結，并通過鋼管壁空洞混凝土將鋼管與土體進行連接，使得鋼管對基坑壁的支護作用較為良好。

基坑開挖后，若基坑壁與鋼管連接作用牢固，開挖邊坡壁平整、順直，可直接在破壁上噴射薄層混凝土，而不設置鋼筋網片（需根據開挖坡壁支護效果，并與設計溝通）。若可達到不設置鋼筋網片的效果，將極大地減少經濟成本[4]。

5主要質量控制措施

（1）施工過程中所用到的水泥、砂子、碎石、鋼筋、鋼管等材料必須符合設計和規范要求，所有材料進場必須有相應的產品合格證及檢驗報告等資料。

（2）鉆機就位準確，須用水平尺前后、左右調整好鉆機的水平度，并隨時注意校核鉆桿的垂直度，檢查樁架安裝是否牢固，并對導架進行水平和垂直校正;為控制樁位偏差，成孔前先用全站儀精確定出樁位。

（3）終孔時應進行樁端持力層驗收，由勘察、施工、監理等共同對樁端持力層的深度進行確認，并經書面簽證，合格后方可繼續施工;

（4）微型樁內部及外圍灌注材料采用C35細石混凝土，細石混凝土應攪拌均勻，隨攪隨用，漿液在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入漿液。一次注漿不飽滿時，應進行二次補漿;

（5）壓入鋼管時，確保其水平位置準確，鋼管中心與樁體中心距離≤20mm。靜壓機械站位場地堅實平整，靜壓過程中保證機械穩定性，不能出現劇烈晃動現場，保證鋼管垂直壓入，每壓入2m，需檢測鋼管垂直度。

6結束語

本文就鋼管微型樁施工過程中，后插鋼管微型樁施工技術與先插入鋼管微型樁施工技術進行對比與分析，結論是其在工程質量保證方面優勢明顯，若能在基坑壁鋼筋網片設置上合理優化，減少經濟成本，該后插入鋼管微型樁施工技術應用將會越來越廣泛。因此，我們需要對該施工技術工藝形成全面深入的認識，并掌握施工過程中的關鍵控制措施，為以后類似工程提供相關施工經驗。

參考文獻

[1] DB11/T582-2008.長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁施工技術規程[S].北京：北京市建設委員會，2008.

[2] 趙建武.長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁[J].市政技術，2012，（3）：33.

[3] JGJ120-2012.建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國標準出版社，2012.

[4] JGJ94-2008.建筑樁基技術規范[S].北京：中國標準出版社，2008.