微型鋼管樁在常州某深基坑支護中的應用★

陳萬鵬 李雄威

(1.常州工程職業技術學院，江蘇常州 210064;2.常州工學院 常州市建設工程結構與材料性能研究重點實驗室，江蘇常州 213002)

隨著我國城市高層建筑和地下空間的發展，深基坑工程的規模和數量不斷擴大，由于深基坑通常位于城市的中心地段，寬度和長度通常都較大，周邊建筑物以及地下障礙物和管線給支護工作帶來了諸多難題。微型鋼管樁結合錨索作為一種較新的支護結構，以其具有對土層適用性強、布置靈活、施工對周圍建筑影響小、使用范圍廣、經濟、可靠、支護深度大等顯著優點，在深基坑工程中獲得了廣泛的應用［1-4］。常州武進萬達廣場大商業部分深基坑工程采用土釘墻與微型鋼管樁加錨桿相結合的支護體系，取得了較好的工程效果。

1 工程概況

常州武進萬達廣場大商業部分為框架剪力墻結構，地上5層，地下2層，地下建筑面積約60 000 m2，基坑開挖深度9.6 m，基坑長約270 m，寬約130 m。基坑東側為正在施工的花園街，地下管線已埋置，為區政府重點工程項目，在花園街下為城市規劃軌道交通線，嚴禁基坑支護出用地紅線，地下室外墻至紅線距離約12 m;基坑北側為現有城市道路聚湖路，距離約21 m;基坑南側為市民便道，距離約15 m;西側為本項目的住宅工程部分。基坑周圍為場內臨時道路，距離基坑東、南、北三面的距離約為6.0 m。

根據工程地質勘查報告，本工程土層為第四紀全新世及中、晚更新世沖積相松散沉積物。基坑設計主要涉及的土層為:①新近堆積的雜填土;②粘性土;③粉質粘土;④粉土夾粉質粘土;⑤粉土夾粉砂;⑥粉質粘土，物理力學參數見表1。

場地內的地下水主要為松散層中的孔隙水，對本工程有影響的主要為上層滯水和淺部承壓水。上層滯水主要賦存于上部土層中，水位高度在場地下1 m～2 m，常年水位變化幅度在1 m～2 m;淺部承壓水主要賦存于粉土夾粉質粘土層中，滲透系數為K=3.48 m/d。

2 微型樁支護方案設計

根據業主要求，盡可能減少基坑支護對項目工期的影響，考慮場內施工便利性和基坑安全的前提下，經過反復比較篩選，對基坑東、南、北三面采用放坡加土釘墻與微型鋼管樁加錨桿的組合支護體系，對基坑西側由于場地開闊，采用放坡加土釘墻的支護方案。本方案最大程度的利用了場內現有的放坡空間，并充分利用到微型樁所需場地較小，施工便捷，經濟迅速，同時壓力灌漿使微型樁與地基土緊密結合，樁和基坑周邊土體凝結成一體，增強基坑穩定性。經過力學分析以及地面側向位移和道路沉降觀測，實踐表明微型樁施工措施是有效的。

表1 物理力學參數

本基坑工程深度達9.6 m，為有效減小支護結構上的土壓力，充分利用場地空間，在微型樁上部采用放坡加土釘墻的支護方式，土釘墻支護高度為4.0 m，在土釘墻坡腳留置1.5 m寬的施工平臺，在平臺邊布置微型樁，樁徑300 mm，間距500 mm，樁長9.0 m，內插直徑 130 mm，壁厚 3.0 mm 的鋼管，在距微型樁頂0.5 m，1.5 m，2.5 m，3.5 m 處用 25 號槽鋼作為鋼筋混凝土橫梁骨架，把所有微型樁連成一體;每道橫梁用4道錨索錨固在土體內。微型樁支護斷面如圖1所示，微型樁支護剖面如圖2所示。

圖1 微型樁支護斷面圖

圖2 微型樁支護剖面圖

3 微型樁的施工與現場監測

3.1 微型樁施工工藝

1)成孔。本工程微型樁長設計為9.0 m深，施工成孔的深度比設計的微型樁長度深一個樁徑，但不大于0.5 m，鉆機的鉆頭應與微型樁直徑相同。考慮孔徑較小，采用YT150地質鉆機成孔，采用水或泥漿作為循環冷卻鉆頭和除渣手段。在鉆進過程中如果遇到流砂層，進尺速度要慢，依靠巖心管在流砂層表面磨動旋轉，加上孔內泥漿，使其孔壁表面形成泥皮，防止塌孔。在距離表面土層松散處，一般采用套管護孔套管口高出地面10 cm。2)清孔。鉆至設計標高時，進行清孔，主要工作時對孔內泥漿轉換，要求達到一定相對密度泥漿水或基本達到溢出清水為止。3)安放鋼管。清孔后應及時安放鋼管，為確保鋼管位于孔的中心，一般在鋼管上每隔2.0 m設置與孔徑大小相等的鋼筋環，焊接在鋼管上;安放好鋼管后，放入注漿導管，導管采用Dg20的鋼管。4)注漿。微型樁砂漿采用加有早強微膨脹劑的M30砂漿，砂漿水灰比控制在0.55 ～0.60，配合比:水∶水泥∶砂 =0.5∶1.0∶0.3(重量比)，砂采用細砂，顆粒均勻，最大粒徑不得超過0.5 mm。在微型樁注漿過程中，嚴格控制注漿壓力和注漿量，注漿壓力控制在0.8 MPa～1.2 MPa;注漿量控制在理論注漿量的3倍～5倍。注漿工藝采用從孔底水下注漿法，邊注漿邊拔注漿管。5)錨桿安裝。錨桿成孔采用干法鉆進，防止施工用水大量滲入土體內，成孔后應及時放置錨桿鋼筋并注漿封閉。本工程錨桿成孔直徑為110 mm，內置一個直徑18 mm的三級鋼筋作為錨桿。在槽鋼上墊放一塊250 mm×250 mm×30 mm的鋼板作為錨頭，用M20的螺栓和錨桿連接。

3.2 微型樁的現場監測

現場監測單位在基坑施工過程中對基坑微型樁頂水平位移、深層位移以及周邊道路沉降進行了跟蹤觀測，監測數據表明:微型樁頂側向位移實測值在14 mm～22 mm，深層位移在12 mm～20 mm，周圍沉降在10 mm～20 mm。基坑的變形主要發生在基坑開挖過程中，基坑開挖完畢后，變形量明顯減小，尤其是當地下室地板澆筑完成后，微型樁基本不再變形，土體趨于穩定。說明支護體系變形符合設計及相關規范要求，方案設計、施工安全可行。

4 結語

1)實測和計算表明，本支護體系在深基坑(9.6 m)支護中確實可行，同時具有變形小，支護體系占用空間小(約0.5 m)，施工設備簡單，施工速度快、經濟高效等特點。2)微型樁作為深基坑圍護，相對其他施工技術措施較經濟，噪聲小，對周圍環境干擾小，具有較好的社會經濟效益。

［1］李連祥，李術才.基坑工程中微型樁系統技術［J］.地下空間與工程學報，2008，12(7):1264-1268.

［2］何德洪，付進省，鄭 東.新區土釘墻加微型鋼管樁基坑支護技術［J］.探礦工程，2009，1(1):49-51.

［3］李 軼.樁—錨支護結構在深基坑工程中的應用研究［D］.南寧:廣西大學碩士學位論文，2008.

［4］孫建平，徐向東，張 鑫，等.微型樁托換技術［J］.工業建筑，1999，29(8):56-59.