淺談微型注漿鋼管樁+預應力錨索在深基坑支護的應用

韓立東，閆廣濤，仲崇森

（中建八局第二建設有限公司，山東 濟南 250014）

隨著社會的發展與城市化進度的加快，建筑施工環境的變化，在有限的城市空間進行現代建筑的建造，對施工的技術工藝有了更高的要求。微型鋼管樁+預應力錨索的深基坑支護體系越來越廣泛應用于有限的城市空間施工中，對建筑工程的建設進度、質量與安全影響重大。本文以日照某在建項目為依托，對微型鋼管樁+預應力錨索的施工工藝進行總結，用以指導施工。

1 工程概況及周邊環境

本項目基坑南北平均長150m，東西平均長60m；大面積開挖深度5.0m～10.97m；其中局部集水坑、電梯井開挖深度達11.5m。

基坑西側毗鄰醫院毛石擋土墻，基坑邊距離醫院地下室外墻約8.0m，醫院距離用地紅線約16m，醫院場地標高+28.5m，醫院一層地下室，地下室標高為+25.50m，基坑東側市政道路，東側下沉式擋墻外側距離市政道路紅線4.0m。基坑南側為某行政單位，地下室外墻距離用地紅線僅1.7m，基坑北側為現有公園（后續重新規劃），后續公園搬遷后為項目臨設，地下室外墻距離用地紅線約24m。

2 施工準備

（1）在微型鋼管樁鉆孔前，尤其是對場地地下管線不明確的情況下，盡可能調閱相關檔案資料進行確認，本項目毗鄰醫院，以確保周邊各項管線的安全使用非常重要。

（2）為保證鉆孔位置與精度，在微型鋼管樁鉆孔施工前，對作業面場地清除障礙物、進行平整。

（3）根據設計圖紙，按照圖紙設計要求，對微型鋼管樁的排距、間距，放出樁位，用鋼筋頭或者木楔做好標記。

（4）樁機選擇，本項目場區內地層為素填土、砂質黏性土、全風化、強風化花崗閃長巖為主，局部為微風化花崗閃長巖，選用風動潛孔鉆機進行施工，成孔后應利用高壓風將孔內巖粉吹出。

（5）排水措施，場地平整后，沿鋼管樁支護一定范圍內開挖臨時排水溝，防止注漿時水及水泥漿溢出排放污染場地。

（6）基坑支護所用的鋼管、鋼絞線以及鋼筋等主材，應提前組織進場，在取得檢測報告，檢驗合格后用于施工中。

（7）降塵措施要到位，微型鋼管樁鉆孔以及錨索鉆孔都會產生粉塵，作業前每個鉆機需配備2~3臺霧炮降塵。根據實際情況可以增加水管孔內灌水抑塵。

3 施工操作要點及質量控制措施

3.1 微型鋼管樁施工

3.1.1 成孔

場地平整后對鋼管樁進行測量定位，移動鉆機到作業位置；采用風動潛孔鉆機進行巖層中鋼樁的鉆孔施工。鉆孔時采取“隔一鉆一”、雙排樁先施工其中一排的方案，防止出現塌孔現象，同時保證鉆出來的巖粉塌入其他樁孔內。成孔后應利用高壓風將孔內巖粉吹出，吹出的巖粉應立即進行清理，避免鉆機移動時塌入孔內。

3.1.2 放置鋼管

無縫鋼管的焊接，先進行對接滿焊后，采用大一型號鋼管剖開包絡住焊縫，與鋼管雙面焊接。

放置鋼管前應對成孔的質量進行驗收，保證鉆孔的深度、鉆孔的直徑，以及垂直度等相關指標滿足要求。

放置鋼管時若鋼管無法順暢放置，不得暴力擊打下沉，應將鋼管吊出，重新驗收樁孔。若暴力擊打會導致鋼管變形、焊縫處斷裂以及樁身傾斜偏位等，造成安全隱患。

3.1.3 注漿

鋼管應提前在樁身設置一定數量、大小滿足要求的的洞口，就位后，應立即進行注漿。注漿時應從底部開始注漿，控制好注漿的速度，直至注滿，注漿面并分兩到三次進行補漿。

3.1.4 冠梁施工

冠梁應在水泥漿達到一定強度開始施工，避免施工造成樁位偏差。施工前，清理樁頭雜土，采用人工清理溝槽。

3.2 錨索施工

3.2.1 土方開挖

具備土方開挖條件后，應先開挖周邊，給支護作業提供作業面，再進行中部區域開挖，保證土方開挖與基坑支護同時進行。邊坡開挖過程中，挖斗機具嚴禁碰撞支護結構，嚴禁超挖。

3.2.2 鉆機就位

鉆機對準定位孔位后，進行鉆桿角度的調整，使之與孔位對準，并復合角度是否滿足要求。

3.2.3 鉆土成孔

鉆孔采用機械成孔。鉆孔過程中控制鉆孔速度，保證成孔質量。成孔后需進行清孔驗收。

3.2.4 下錨索

下錨索之前應對錨索進行驗收，扭曲變形及銹蝕錨索禁止使用。按照設計要求，沿錨索全長設置對中支架，定位支架應能使相鄰定位支架中點處桿體的注漿固結體保護層厚度不小于10mm，采用扎絲綁扎牢固，自由段按要求套置波紋管或PVC管，與錨固段接頭處應密封扎緊。驗收合格后，采用人工進行錨索安裝，安裝及搬運過程中用力均勻，保證錨索安裝過程中不變形不扭曲。按設計要求在孔外留設一定長度用以張拉。

3.2.5 注漿

注漿時將注漿管深入至孔的底部，開始注漿后邊注漿邊緩慢將注漿管拔出，注漿管口不能脫離注漿液面以上，直至水泥漿從錨孔處溢出，完成第一次注漿，待注漿口處水泥漿液面下降后進行補漿，保證水泥漿飽滿。

3.2.6 腰梁安裝

微型樁部位選用型鋼腰梁，型鋼腰梁為2根16#工字鋼腰梁，中間進行焊接固定。腰梁應與支護樁（錨噴墻）緊密接觸，當腰梁與支護樁間存在間隙時，應采用強度等級C25細石混凝土填充密實。鋼腰梁拼裝完成后，應及時檢查各節點的連接狀況，符合要求后方待錨桿（錨索）錨固體強度達75%后，方可施加預應力。

3.2.7 錨索張拉鎖定

預應力錨索錨頭采用鋼墊板、角度板及錨具，錨固體強度達到設計值75%后方可進行張拉，張拉時采用隔一拉一的方案，張拉應力應嚴格按設計預應力值進行。

3.2.8 鋪設鋼筋網

坡頂護坡寬度不小于1.00m，坡頂與坡底每隔2.00m擊入120鋼筋，長度1.00m,用以掛網。

3.2.9 噴射混凝土面層

混凝土噴射施工應按設計要求自上而下分段分層進行，按設計要求開挖工作面，機械開挖面平整度不應大于0.20m，機械開挖至邊坡處應更換平鏟，不得使用鋸齒鏟，保證邊坡平整度允許偏差符合要求，在坡面噴射混凝土支護前應人工清理表面浮土。

噴射作業應分段進行，鋼筋網與錨桿（錨管）應連接牢固，同一分段內噴射順序應自下而上，噴頭與受噴面應保持垂直，距離不宜超過1m；噴射混凝土終凝后采用霧化噴水養護，防止水流沖刷混凝土影響強度及坍塌。

混凝土噴射面的最下端應深入基坑的底部不少于0.2m，頂部也應噴射1m~2m的混凝土護頂。

支護最下一步的噴射砼面層宜插入基坑底部以下，深度為0.2m，在基坑頂部設置寬為1m。混凝土噴射過程中加強厚度的檢測，以及不同時段噴射混凝土鋼筋網片的搭接是否滿足要求。

4 工藝特點

（1）噪音小。本項目緊鄰醫院，四周為居民區，對噪音的控制要求較高。微型鋼管樁以及預應力錨索均采用預鉆孔植入，成孔直徑相對較小，產生的噪音小，對周圍居民生活影響較小，在施工過程中通過對周邊居民走訪調查滿意度較高。

（2）承載力大。鋼管對其內部的水泥漿的約束作用使處于三向受壓狀態，提高了水泥漿的抗壓強度；鋼管內部的水泥漿又可以有效地防止鋼管發生局部屈曲。鋼材的屈服強度相對較高,鋼管樁下端植入巖層中，通過預應力錨索的拉結，產生較大的承載力。

（3）水平方向受力大。微型鋼管樁+預應力錨索的組合支護形式，通過控制鋼管的直徑、鋼管的壁厚，及錨索錨固長度的選用，鋼管樁的斷面強度大,對抵抗彎距作用的抵抗距也大,當承受的水平荷載較大時，可以調節鋼管樁的間距或者設置多排鋼管樁的方式滿足要求，所以能承受很大的水平方向的受力。

（4）樁長易調節。本項目基坑底標高多，并設置多個汽車坡道，因此應根據實際標高選用不同長度的樁長，節省成本。由于微型鋼管樁可以將鋼管原材運至場地內，現場焊接或切割加工，根據施工進度、不同施工區域的樁長，按需求進行加工，提高施工效率。

（5）接縫安全，適于長尺寸施工。鋼管樁方便進行焊接接頭，鋼管焊接接頭處的強度與時材強度相等，以及采用大型號鋼管切開包絡住接頭滿焊的處理措施，使得鋼管接頭更加安全。因本項目采購的鋼管多為12m長規格，也無需進行較多焊接。

（6）施工靈活。由于鋼管樁一般直徑較小，自重較小，方便采用較小噸位的吊裝設備進行吊裝與移動。本項目場地狹小，鋼管原材便于堆放、不變形，占用場地小。

（7）施工效率高。鋼管作為主材，相當于取代了鋼筋籠，簡化施工安裝工藝，提高了施工效率，縮短了施工工期，因鋼管樁靈活性，即使在本項目極其狹小的場地中，也可展開多施工段作業、流水施工。施工過程中，將鉆孔作業安排在白天進行，注漿等無噪音的施工工序安排在夜間進行，極大地提高了施工效率。

（8）施工過程中便于采取有效的環保措施。鉆孔作業采取霧炮降塵加淋水抑塵的措施，產生的揚塵可以有效控制；水泥漿攪拌設置水泥漿攪拌棚，外鋪毛氈不間斷灑水濕潤，產生的建筑垃圾每日施工完畢便集中退場，作業環境整潔有序，響應綠色施工的要求。

5 結語

微型鋼管樁結合預應力錨桿（錨索）的支護形式，在本項目狹小的施工場地中發揮出了較大的優勢，提高了生產效率，縮短了施工工期。在本項目深基坑支護中的應用非常成功，進而有一定的優勢推廣到地狹小的城市空間中地下工程施工中。微型鋼管樁結合預應力錨桿(錨索)的支護形式具有噪音小、安全度高，工期短，施工方便，節約材料與成本，所需要的作業空間不大，施工效率高等眾多優勢，因此在城市中心區域深基坑支護工程中具有很大的推廣價值。但是在施工過程中，應嚴格把控材料的采購、進場驗收，對每一道工序加強施工過程中質量的把控與施工質量的驗收，減小施工偏差。