微型鋼管注漿樁在狹窄空間漂石地層中的應用

李學友

摘要： 隨著城市建設的發展，土地利用率在不斷的提高，施工單位面臨在狹窄的場地內進行基坑開挖和支護的問題越來越多。對于場地狹窄、地質及周邊環境復雜的基坑支護工程，采用傳統的支護方式往往難以實施或難以達到預期的安全效果和經濟效益。本文結合北京市S1線車輛段車場線密集高架橋梁周邊綜合管溝基坑支護工程，介紹了微型鋼管注漿樁基坑支護體系在狹窄空間漂石地層的應用，本基坑支護體系具有適用性強、承載力高、施工快捷、經濟效益明顯等顯著優點，具有廣闊的經濟技術前景。

Abstract： With the development of city construction， the land use efficiency is increasing， and the construction units are facing more and more problems in excavation and support of foundation pit in narrow space. Foundation pit supporting engineering for narrow space， geology and surrounding environment， the traditional support methods are often difficult to implement or difficult to achieve the desired safety and economic benefits. This paper combines Beijing vehicle S1 line intensive tunnel project of foundation pit surrounding elevated bridge， introduces the micro steel tube grouting pile foundation pit support system applied in the narrow space of boulder formation， the base pit supporting system with significant advantages of strong adaptability， high bearing capacity， convenient construction， obvious economic benefit， and has a broad economic and technological prospects.

關鍵詞： 微型鋼管注漿樁；狹窄空間；漂石地層；基坑支護

Key words： micro steel grouting pile；narrow space；boulder strata；pit supporting

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）35-0115-02

0 引言

隨著城市化建設的不斷深入，城市或特殊區域為滿足功能性需要，需在既有構筑物周邊增設各類基礎設施?；A設施施工時，施工空間受限，周邊環境復雜，基坑支護成為一大難題，急需探索新型基坑支護方式，以適應復雜施工環境，并減小基坑開挖對既有構筑物的影響。本文中基坑支護工程位于磁懸浮車輛段車場線密集高架橋梁下部及周邊，且表層為漂石、塊石地層，采用傳統基坑支護體系無法實施，通過在基坑兩側設置微型鋼管注漿樁，內設鋼支撐并進行坑壁護坡，成功解決了既有橋梁周邊狹窄空間漂石地層基坑支護的難題。

1 工程概況

1.1 工程簡介 北京市中低速磁浮交通示范線S1線工程，車輛段車場線為單線小截面軌道橋梁，車場線共計18股道，8組三開道岔，標準線間距0～6m，橋下凈空0.5～5m。橋梁施工完成后，設計增加地下綜合管溝，綜合管溝為鋼筋混凝土框架涵結構，寬2.4m，高2.7m，覆土厚度不小于1.0m。

綜合管溝位于既有橋梁底部及各股道之間，距既有橋梁樁基及承臺較近，基底標高位于承臺以下4～5m，基坑無法放坡開挖。傳統的基坑支護方式中，鉆孔灌注樁施工成本高，旋挖鉆機施工時需足夠施工場地，沖擊鉆施工時震動對周邊既有建筑物影響較大；鋼板樁在漂石、塊石地層成樁困難，若采用沖擊或振動成樁，對周邊結構物影響大，易破壞既有構筑物；SMW工法在漂石、塊石地層成樁困難，且對施工空間要求較高；地下連續墻亦在漂石地層實施困難，如作臨時擋土結構，相比其他工法施工成本較高[1-4]。經方案比選，選定微型鋼管注漿樁進行基坑支護。

1.2 地質、水文 綜合管溝場地位于低山丘陵前的坡洪積地帶，場地內主要分布填土及混合土。

填土層普遍分布，一般厚度約3.4～5.8m，主要為粉土填土①層（編號①，詳見本文表1），雜填土①1層及漂石土層①2層。人工填土層為松散～稍密土層，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強度低，力學性質較差。其中①2層中局部夾有漂石，粒徑最大達到500mm以上，且分布隨機，強度高，不易破碎，對施工影響較大。

混合土層存在含粉土碎石③63層、含粉土碎石④63層及含粉土碎石⑤60層，混合土主要成分為碎石，充填物為粘性土和粉土。

具體地質情況詳見表1。

場地18m深度范圍內只有一層下水，地下水性質為潛水，該層地下水水位埋深12.03m，因此地下水對綜合管溝基坑開挖無影響。

2 工藝原理

微型鋼管注漿樁的工藝原理，如圖1所示：在基坑四周采用小型鉆孔設備在土體內埋設微型鋼管并注漿，樁頂設置冠梁將樁連成整體，同時設置鋼支撐及護壁層?；娱_挖后，豎向微型鋼管注漿樁形成類似于支護樁的微型排樁結構，承受抗彎和抗剪的作用，通過微型鋼管注漿樁、冠梁、鋼支撐和護壁層組成擋土結構，分段對邊坡進行控制，有效增強土體的穩定性，保證基坑的支護安全[1-4]。

3 工藝流程及操作要點

3.1 施工準備 施工前，按照設計標高進行場地平整，設置好泥漿沉淀池，達到微型鋼管注漿樁施工作業條件。根據樁位布置圖，采用全站儀及鋼尺測量放線定出樁位，用白灰灑線醒目標出施工范圍；用白灰標識，插上竹簽或鋼筋樁，并做好樁位交底。

3.2 鉆孔 根據測量放樣的孔位，采用套管（水鉆）鉆機成孔，孔徑？準135mm，孔距根據受力檢算確定（應至少嵌入基底以下3m），成孔后保證樁孔垂直度及深度。

3.3 安設鋼管 成孔后及時安設鋼管并拔出鉆機套管，鋼管直徑？準108mm，單根鋼管長度不滿足有效樁長時，采用焊接連接確保鋼管長度，鋼管1.0m以下每隔300mm用鉆桿直徑？準l0mm的麻花鉆，沿鋼管四周按梅花形鉆出直徑？準10mm的孔洞作為滲漿孔。為避免鋼管安設時滲漿孔被堵塞，鋼管安設前應采用透明膠帶封孔。為安設鋼管樁時不進泥沙，鋼管底部用帆布、塑料布進行包扎封底或鋼板焊接封底。

3.4 注漿 將鋼管置入孔中后，及時采用壓力注漿法分兩次對鋼管進行注漿，填充鋼管及加固鋼管周邊土體。注漿時采用底部注漿方式，注漿導管底端應先插入孔底，在注漿同時將導管勻速緩慢撤出，保證孔中氣體能全部逸出，然后將孔口封閉加壓注漿，加壓持續時間應不少于3min。第1次注漿壓力為0.4～1MPa，第2次注漿壓力不小于0.5MPa，兩次注漿間隔時間不少于1.5h，且不大于4h。水泥漿采用專用機械進行拌制，水泥為P.O. 42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.45～0.5。

3.5 冠梁施工 根據設計標高將微型鋼管注漿樁樁頭進行剔鑿，并根據受力檢算、預先確定出冠梁尺寸及配筋。冠梁采用模筑法施工，模板加固應滿足施工方案要求，模板安裝時應按要求對固定鋼支撐的預埋鋼板進行預埋。冠梁澆筑混凝土時采用插入式搗固棒振搗密實，混凝土澆筑完畢后，冠梁頂部應進行二次收面抹平，并加強養護。

3.6 基坑開挖 土方開挖采取人工配合機械開挖，開挖應嚴格遵循“開槽支撐、分層開挖、先撐后挖、嚴禁超挖”的原則，從上往下分層分段依次進行基坑內土方開挖。分層開挖基坑，要隨挖隨測，做好變形監測工作。

開挖時做好地表和坑內排水，坑內周邊設排水溝和集水井，配備相應的抽水機或潛水泵，確?？觾鹊挠晁芗皶r排走。在接近設計坑底標高時，預留30cm厚的土層，用人工開挖和修整坑壁，保證標高符合設計要求。凡挖土標高超深時，不準用松土回填到設計標高，必須用砂、碎石或低強度混凝土填實至設計標高。

3.7 設置鋼支撐 鋼支撐宜采用工字鋼等型鋼，安裝前復測冠梁上的預埋鋼板，并將支承鋼支撐的型鋼支架（牛腿）焊接在鋼板上，然后安裝鋼支撐。安裝后應仔細檢查工字鋼是否抵緊，是否安裝穩固。

3.8 護壁施工 基坑開挖后坑壁預留10cm的土層厚度由人工整修。每間隔30m先修出一條標準坑壁，然后再擴展到整個施工段?？颖谛拚麜r應拉標志線，以保證坑壁平整。

網片鋼筋直徑不宜小于6.5mm，矩形布置，間距不宜小于25cm。鋼筋網片安裝前，在坑壁上預先布設支撐筋，每平方米布設不少于4根，支撐鋼筋長度不宜小于50cm，直徑不宜小于16mm，人工直接打入坑壁，網片按設計相對位置焊接或綁扎等方式固定于支撐鋼筋上，保證網片在噴射混凝土過程中位置牢固。

噴射細石混凝土標號C20，厚度不小于80mm，宜采用濕噴工藝。施工時，噴頭與受噴面距離宜為0.6～1.2m，自下而上垂直坡面噴射，一次噴射厚度宜為40mm，噴射完成后鋼筋網片保護層厚度不宜小于20mm。噴射完成后進行保濕養護，養護時間不少于7d。

3.9 檢查驗收 護壁施工完成后，按照設計方案對鋼支撐、冠梁的標高及平面位置，護壁的平面位置，基坑底標高等進行檢查驗收。

4 結束語

微型鋼管注漿樁基坑支護體系是一種施工機械占地小、操作簡易的支護形式，是在狹窄空間漂石地層基坑支護的一種理想結構，它的出現解決了在狹窄空間漂石地層無法采用傳統的鉆孔灌注樁、鋼板樁、SMW工法、地下連續墻等進行基坑支護的難題，具有可靠性高，操作便捷、施工快捷等顯著優點，具有廣闊的經濟技術前景。

參考文獻：

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[4]李賢軍，張曉明，曾海柏.微型鋼管樁在二次開挖厚層填土基坑中的應用.中國煤炭地質，2016，28（6）：65-67.