支護樁測斜管套管修復及跨籠對接施工技術研究

牛 濤 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

0 前言

近年來，隨著城市發展的不斷擴大，地下空間開發利用也成為常態，隨著大規模的基坑開挖，基坑塌方事故也時有發生，因此基坑監測與險情預報顯得尤為重要，能夠在變形發展期將變形情況準確反映出來，為設計人員對基坑整體穩定性進行分析研判、對基坑支護進行動態提供參考。而深層水平位移的監測在眾多的監測項目里又有著其特殊性，其是土體各深度處位移的直接體現，因測斜管的安裝需要在澆筑混凝土前進行預置，且安裝后一旦遭到破壞很難進行重新布置及補救，測斜管隨支護樁鋼筋籠澆筑后，冠梁施工前需要對支護樁進行破樁頭處理，往往預埋在支護樁內的測斜管也會被破壞，但此時因測斜管外側已灌滿混凝土，無操作空間進行測斜管修復，所以如何將測斜管進行高質量安裝以及其在遭到破壞后，進行快速修復已成為深基坑監測作業的重要研究課題。

1 工程概況

該工程位于安徽省合肥市，擬建工程為兩層地下室，地庫為筏板+下柱墩基礎，主樓樁基礎。基坑支護設計為開挖深度9.35m～11.35m，基坑安全等級為一級，重要性系數為1.1，項目北側為市政道路，東北側臨近地鐵站，東側為市政道路，西側及南側為已建住宅，基坑北側及南側采用灌注樁+坑內斜支撐支護，基坑西南角采用灌注樁+預應力錨索支護，基坑西北角、東北角及東南角采用灌注樁+水平角撐支護。灌注樁樁徑為900mm、1000mm、1200mm，采用旋挖鉆機成孔。 樁頂設1000mm×700mm、1100mm×800mm、1300mm×800mm 冠梁一道。樁身及冠梁的混凝土強度等級均為C30。支護樁主筋的混凝土保護層厚度為50mm，結合現場實際，對于設計樁長較長的支護樁，采用兩節鋼筋籠焊接成一個整體的方式進行鋼筋籠安裝。

2 基坑變形監測內容

根據設計圖紙及相關規范要求，現場深基坑應進行的變形監測內容如下。

①樁頂水平、豎向位移監測：根據設計圖紙在冠梁各側邊中部、陽角處、臨近被保護對象的部位間距不大于20m 共布置監測點44個。

②深層水平位移監測：在基坑周邊的中部、陽角處及有代表性的位置，間距為20m～60m，共布置15個監測點，監測截面與水平位移監測截面保持一致。

③支撐內力監測：按圖紙要求布置在現場鋼格構柱及混凝土角撐上，共布置15個監測點。

④周邊地表及周邊建筑物沉降監測：基坑邊緣以外1 倍～3 倍的基坑開挖深度范圍內的建筑物，在建筑四角、沿外墻每隔10m～15m 處及周邊地表有代表性位置處布置，共計36個監測點。

深層水平位移監測為一級基坑必須量測項目，而測斜管屬于提前預埋類監測元件，其埋設質量的好壞將直接決定后期能否順利觀測及觀測數據質量的高低。如果測斜管破壞很難在原位置處進行布設及處置，因此先期采用干預措施，保證測斜管安裝質量以及遭到破壞后能夠簡單、快速進行修復，顯得尤為重要。

3 斜管埋設方法對比

3.1 傳統測斜管安裝方法

傳統的測斜管安裝方法：首先根據設計圖紙上確定的樁長，準備足夠數量的測斜管，在現場將2 m 一根的測斜管依次進行接長，在接頭處的套管內壁上涂抹膠水，上緊配套自攻螺絲，接頭外側用膠帶進行纏繞密封或采取其他有效措施進行密封（防止后期澆筑混凝土時水泥漿通過接縫滲入測斜管內部，一旦測斜管內部導槽被水泥漿填充，后期測斜儀導桿下入后，因導槽被填充，此時很容易造成測斜儀脫軌，將無法采集準確的測量數據），測斜管長度應大于樁長1m左右，采用配套的底蓋密封底部，頂部加蓋密封，將安裝好后的測斜管移至支護樁鋼筋籠內，調整好測斜管導槽方向，使鋼筋籠吊入鉆孔內后，測斜管內其中一對導槽方向沿著基坑位移方向，把測斜管和鋼筋籠綁扎在一起，并保證測斜管順直，見圖1所示。

圖1 傳統測斜管埋設方式

隨后將鋼筋籠連同測斜管一起吊裝入鉆孔內，并完成混凝土的澆筑，此時完成測斜管的安裝。此種方式雖然安裝方便，但是弊端在于后期支護樁澆筑成形后，需要破除樁頭安裝冠梁鋼筋，不管是采用機械破除還是人工破除，都勢必要破壞測斜管，而此時混凝土已完全填充在測斜管的外壁，接頭套管此時已經沒有空間下放，而造成測斜管無法快速修復，見圖2所示。

圖2 傳統方式埋設破樁頭后測斜管狀態

此時再進行測斜管的接長及修復就要花費大量人力、物力，所以尋求一種能夠簡單快速修復破損測斜管的方法成為技術難題。

3.2 采用鋼套管預留操作空間安裝方法

通過上述工程實例可以看出，傳統的測斜管安裝方式已經不能滿足現場實際施工需求，通過實驗，在使用傳統的測斜管安裝方法基礎上，在距樁頂1m 左右位置處的測斜管外側套直徑為150mm，長約1m 左右的鋼管，上下密封，防止澆筑混凝土時混凝土漿液滲入套管內，將測斜管與套管間的間隙填滿，從而失去后期修復時的操作空間，鋼套管的另外一個作用就是可以增加測斜管的剛度，人工破樁頭時可以很大程度地保護測斜管不受破壞，從而省去了修復測斜管的工作，但有時施工現場為提高工作效率，往往采用機械方式進行破樁頭處理，此時針對套管位置就無法進行精細作業，鋼套管往往會被機械損壞變形，一旦損壞再進行修復作業就會更加困難。一方面要將變形的鋼套管恢復原樣，然后將多余的鋼套管進行切割，才能進行下一步的修復接長工作，無形當中增加了工作難度，延長了修復時間，所以此種方式僅適用于人工破樁頭的情況下使用。

3.3 采用PVC套管預留操作空間安裝方法

通過上述工程實例進行分析，結合工作實際對套管材料進行升級改良，現在采用便于切割的PVC 材質的套管。在使用傳統的測斜管安裝方法基礎上在距樁頂1m 左右位置處的測斜管外側，套直徑為150mm，長約1m 左右的PVC套管，在套管內沿縱向每隔200mm 位置橫斷面四等分點處各放置一個墊塊，保證測斜管與套管間的間距大致相等，方便后期測斜管接頭套管的安裝。并將PVC 套管端部密封嚴實，防止后期混凝土漿液滲入將操作空間堵塞。在破樁頭時如果測斜管及PVC 套管被破壞，此時只需將破損的PVC 套管用工具鉗大致修剪，使測斜管齊平位置見圖3所示。

圖3 采用PVC套管技術破樁頭后初期處置

再用小直徑鋸片配合電動工具，將鋸片伸入測斜管內，沿破損部位最低位置處，沿水平方向將破損的測斜管切割平整（如圖4）。

圖4 測斜管對接面處理

再將準備好接長所用的測斜管接頭套管內壁涂抹膠水套入切割平整的原有測斜管上，緊固自攻螺絲見圖5所示。

圖5 測斜管對接修復完成

將接頭處纏繞膠帶或采取其他可靠措施進行密封，測斜管與PVC 套管間的空隙采用水泥砂漿填筑密實，這樣就可以快速方便地完成測斜管的修復工作。

4 三種測斜管埋設方法的對比分析

通過對上述三種方法進行對比分析，采用PVC 套管技術進行測斜管的修復工作，高效、經濟，既解決了采用傳統安裝方法時，破樁頭后沒有操作空間對測斜管進行快速修復的難題，又解決了采用鋼套管時，采用機械方式破樁頭對鋼套管造成的變形修復費工、費時的難題，成為了現場修復測斜管的首選方式。

5 測斜管跨籠對接施工技術

本工程實例中發現，由于支護樁鋼筋籠較長和施工現場場地條件限制，施工時鋼筋籠無法整體一次性進行吊裝，而是將其分成兩段，先將第一段鋼筋籠吊入鉆孔內，然后再將第二段鋼筋籠進行吊裝，并與第一段鋼筋籠焊接形成整體，再下放至鉆孔底部，完成整個鋼筋籠的安裝。

此時的測斜管安裝不能直接將測斜管管節一次性接長至所需長度，而是要將其分成兩段，配合鋼筋籠依次完成吊裝。由于測斜管內導軌都需要從上到下順直平滑，因此對管節對接精度要求很高，任何的錯位都會導致測斜管內軌道錯位，后期測斜儀導桿無法沿著導軌準確進行上下移動。

根據現場實際，以19m 鋼筋籠為例，可將測斜管安裝在鋼筋籠背土側主筋加密區中部的鋼筋上，并在此根鋼筋上做好標記，在對應的上部鋼筋籠背土側主筋加密區中部的鋼筋上也做好標記，保證鋼筋籠對接后，兩根做標記的鋼筋在同一軸線上，根據設計圖紙確定兩節鋼筋籠搭接長度為200mm，先將第一節10m 長測斜管依次接長管底及管節進行密封處理，并將其綁扎在下部鋼筋籠做好標記的主筋上，并調整好測斜管導槽方向，使其吊裝后有一對導槽平行于基坑位移方向，且測斜管端部短于鋼筋籠端部10cm，綁扎結實，將測斜管連接頭套管取下，將綁扎好測斜管的鋼筋籠吊裝至鉆孔內，調整好方向備用。

將上部測斜管接好頂部套管密封后，在每節接頭處將測斜管與標記好的鋼筋籠主筋進行綁扎，此時不宜綁扎過緊，以測斜管既不會脫落，又能自由轉動為宜，方便后期與下部測斜管對接時可進行旋轉微調，以便兩導軌可以精確對準，測斜管端部應短于鋼筋籠端部10cm，這樣既可以保證上下兩節鋼筋籠對接后兩節測斜管能夠精確對準，又可以保證鋼筋籠搭接長度滿足設計要求。此時取下與下部測斜管連接的接頭套管備用。

待上述準備工作完成后，準備噴水壺及隔熱板備用，將測斜管接頭套管套入下部鋼筋籠內的測斜管上且低于管口5cm 左右，并采取可靠措施保證套管不會沿著管壁滑落，指揮吊車開始將上部鋼筋籠進行吊裝，在兩處測斜管接頭接近時，指揮吊車緩慢進行下放，一邊緩慢下放鋼筋籠，一邊微調兩測斜管間的導軌，直至兩測斜管剛好接觸到時，指揮吊車暫停下放，此時將兩測斜管外壁涂抹膠水，將套管上移至接縫中間位置，緊固配套自攻螺絲，并用膠帶將接頭處纏繞密封。將隔熱板放置在測斜管和鋼筋籠中間，防止焊接時因溫度過高造成測斜管融化變形，導致后期無法進行數據采集。此時焊工可將鋼筋搭接部分進行焊接，焊接過程中注意測量測斜管外壁溫度，溫度較高時可適時使用噴水壺對測斜管表面進行降溫處理。待焊接完全冷卻后，取下隔熱板，將上部測斜管與鋼筋籠綁扎牢固，繼續完成鋼筋籠下放作業。

深層水平位移監測是深基坑監測的重要監測項目之一，其安裝質量直接關系到監測數據的準確性、可靠性，所以保證測斜管高質量安裝是工作的重中之重。

6 結語

深基坑變形監測數據作為基坑安全評判的直接依據，其數據的重要性不言而喻，而監測元件安裝質量的好壞將直接影響監測數據的準確性，所以應高度重視監測元件的安裝及修復質量。通過不斷實踐探索，采用PVC 套管修復技術，對破損后的測斜管修復具有較高的實用性，為以后類似工程施工提供參考。測斜管跨籠對接技術需要先期明確安裝位置，接頭要精準對接，保證后期測斜儀導桿可以順利沿軌道進行上下移動。