鄰近建筑物軟土地質溝槽支護鋼板樁拔除及后注雙漿加固施工技術

陳建新

（山西臨汾市政工程集團股份有限公司，山西 臨汾 041000）

1 工藝原理

鋼板樁拔除順序由原來的“一”字型依次拔除優化為分單元，間隔拔除，減少鋼板樁依次拔除引發的連續鋼板樁持續長時間振動，減少對周圍土體的擾動。每一單元拔除后，及時安裝注漿管，進行雙漿后注漿，填充拔除鋼板樁產生的土體空隙，加速土體固化，確保建筑物的安全。

2 施工工藝流程

圖1 鄰近建筑物基坑支護鋼板樁拔除工藝流程圖

3 鋼板樁拔除

3.1 劃分鋼板樁拔除單元

根據周圍建筑物基礎情況、地質水文情況及基坑等級，合理劃分鋼板樁拔除單元，文源路道路改造工程以10根鋼板樁為一個單元，分單元跳區拔除，鋼板樁拔除分區見圖2。

圖2 鋼板樁拔除分區示意圖

3.2 鋼板樁拔除

基坑回填后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁順序和拔樁時間及孔隙處理。否則，由于拔樁的振動影響，以及拔樁帶土過多會引起地面沉降和位移，會給已施工的地下結構帶來危害，并影響臨近原有建筑物、構筑物或地下管線的安全。通過采用優化拔樁順序，后注雙漿法加固土體，有效減少土體擾動帶來的沉降、變形。

拔樁采用振動錘拔樁，利用振動錘產生的強迫振動，擾動土質，破壞鋼板樁周圍土的粘聚力以克服拔樁阻力，依靠附加起吊力的作用將樁拔除。

1）拔樁的起點和順序：鋼板樁拔除分兩個階段，先拔除I單元區域，待I單元注漿完成后拔除II單元；為了減少拔除過程中，振動錘帶動整排鋼板樁振動，I-1單元拔除時，先拔除節點處鋼板樁，接著從點向點依次拔除；I-2單元拔除時，先拔除、節點處鋼板樁，接著從點到點（或點至點）依次拔除；I-3、I-4......I-i單元按以上規則進行；II單元拔除順序為從一端向另一端依次進行。具體見下圖。

圖3 鋼板樁拔除順序示意圖

2）鋼板樁拔除：拔樁時，先用振動錘將板樁鎖口振活以減少土的粘附性，盡可能采用小頻率、小振幅，然后邊振邊拔，當鋼板樁與土體摩阻力較小且可順利拔除時，可關閉振動功能，垂直拔除［1］。

對于引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，連續振動不超過1.5h。

4 雙漿液后注漿

I單元拔除后進行后注漿，注漿管選用φ50×5mm的鋼管，底節前端加工成尖錐形，管身加工成花管，即每隔10cm交錯鉆眼，鉆眼直徑10mm，以利于注漿，沿鋼板樁拔除后孔隙豎直插入，注漿鋼管單根長度為2m，每根之間通過絲扣連接。注漿管底節、標準節、頂節具體結構見圖4。

4.1 施工工藝流程

圖4 后注漿（雙漿）施工工藝流程圖

4.2 施工方法

1）定位放樣，注漿管布置沿原鋼板樁插打中心線布置，間距0.8m，深度為原鋼板樁入土深度（原地面至鋼板樁底），注漿管布置見下圖。

2）沉管，沉管采用靜壓下沉的方法，可采用挖掘機靜壓。人工輔助進行首節注漿管固定，緩慢靜壓下沉，確保注漿管位置準確，豎直度滿足設計要求。壓漿管分段長度設為2.0m。壓漿鋼管間采用絲扣連接，壓漿管與壓漿泵連接采用高壓膠管連接［2］。

3）漿液的選用和配合比確定

注漿材料：

選擇水泥-水玻璃雙液。

水泥：選用PO42.5的普通硅酸鹽水泥；

水玻璃：選用濃度Be′=30～40，模數M=2.8～3.1的水玻璃原液。

水泥漿：水玻璃體積比=1∶0.5

配比參數：

為控制水泥-水玻璃漿液膠凝時間及漿液擴散半徑，取得良好的注漿封堵效果。經試驗室配比試驗表明，水泥-水玻璃漿液膠凝時間可在幾秒至幾十分鐘內準確控制。其膠凝時間與水泥品種、水泥漿水灰比、水玻璃溶液濃度、水玻璃溶液與水泥漿的體積比等因素有關，在溫度20-23℃，濕度11～17，水玻璃為39Be′，水泥標號為PO42.5、水灰比1：0.5的試驗條件下，得到不同配合比水泥與水玻璃凝膠時間，通過多次試驗驗證，水泥漿：水玻璃體積比取1：0.5，水玻璃稀釋后濃度取8～15Be′。

4）壓漿

注漿壓力：

雙管注漿最小注漿壓力按以下公式計算：

Pmin=γh×10-3+σt=27×9×10-3+0.08=0.323Mpa

式中：Pmin——最小注漿壓力，Mpa；

h——地面至注漿段的深度，m，取9m；

γ——注 漿 地 基 的 天 然 重 度，KN/m3，取27KN/m3；

σt——土的抗拉強度，Mpa，取0.08。

通過計算和試驗綜合確定，注漿壓力為0.3～0.5Mpa。

每個單元注漿量

單個注漿單元長度為3.5m，注漿加固寬度為0.8m，深度為8m，采用經驗法按以下公式計算：

Q=C1V=0.15×3.5×0.8×8=3.36m3

式中：Q——注漿量，m3；

V——土體體積，m3；

C1——經驗系數，取0.15；

壓漿施工要求：

首先在壓漿管上安裝球閥，球閥呈工作狀態，將注漿管與鋼管連接，確認連接牢固好，再開啟注漿泵進行注漿。通過高壓管將漿液壓入注漿管內，調節注漿壓力、流量，以便漿液順利壓入土體內。在每一壓漿段內灌入一定預估的漿量后，停止注漿，關閉球閥［3］。

4.3 監控監測

鋼板樁拔除、注漿過程中及注漿完成后一定時間內，在鋼板樁靠近建筑物一側設置變形監測點，監測點間距10m，監測點穩定牢固，不宜變位，定期監測地面豎向變形，施工期間，須做到一日三測；遇到變形異常、天氣情況異常應加密監測；具體監測頻率可視具體監測信息反饋結果進行適當調整。在清徐文源路道路改造工程，以100m鋼板樁拔除監測記錄，在拔除過程中有較小的變形，注漿完成后變形趨于穩定，最大達20mm。

臨近建筑物鋼板樁分區、分單元拔除及雙漿后注漿施工技術的應用，在舊城改造項目中凸顯出很大的優勢，施工便捷，工期短，極大的減少了對城區正常交通、生活的影響；鋼板樁可重復使用，減少了水泥土攪拌樁、鋼筋混凝土支護樁等傳統支護方案的一次性資源投入，有利于節省資源，同時控制了地面及周邊建筑物的沉降變形，為我單位在舊城改造工程中積累了寶貴的經驗。