CT型鎖口鋼管樁在管廊基坑支護工程中的應用

馮 巍

(中國航空規劃設計研究總院有限公司，北京 100120)

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CT型鎖口鋼管樁在管廊基坑支護工程中的應用

馮 巍

(中國航空規劃設計研究總院有限公司，北京 100120)

以太古供熱項目熱力管廊過汾河工程為研究對象，介紹了管廊基坑的支護方案，闡述了CT式鎖口鋼管樁體系的施工工藝，分析了該體系在施工過程中的優勢和問題，為類似的熱力管廊及綜合管廊的基坑支護積累了施工經驗。

供熱管道，CT型鎖口鋼管樁，熱力管廊，基坑支護工程

1 概述

鎖口鋼管樁始用于20世紀90年代，該工藝多用于軟土地區的基坑工程。隨著社會的發展，大量跨海橋梁工程和跨河市政管廊工程被立項而投入建設，傳統鎖口鋼管樁工藝已不適用于上述工程。

為滿足上述工程水下基坑支護的工藝需求，在施工中將傳統鋼管樁的鎖口改進為CT型。這種新型的鎖口鋼管樁除了保留傳統鎖口鋼管樁取材方便、施工周期短和環保節約等優點外，還具有顯著的止水功能[1]。

1.1 工程概況

古交興能電廠至太原供熱主管線工程(以下簡稱“太古供熱工程”)全長38 km，為國內首例長輸供熱項目。該工程的第三標段——屯蘭河三岔口至濱河北路起點，全長1.9 km，其中有110 m供熱管道通過管廊穿越汾河與第四標段對接，如圖1所示。該管廊為鋼筋混凝土結構，寬22 m，高8.8 m，外墻厚1 m，其頂面位于汾河水面以下2 m處。

供熱管廊的作業面位于屯蘭河的河床上，河底為2 m厚淤泥層，淤泥層以下為12 m厚的卵石層。管廊工程準備階段采用二

類土填筑土圍堰，將水下施工作業轉變為陸上施工作業。土圍堰高3 m，坡度1∶1。

1.2 基坑支護方案的選擇

太古供熱工程第三標段工期緊張，穿越汾河的熱力管廊施工難度大。因此，選擇合適的支護方案快速、安全、低成本地完成管廊基坑工程為該標段的核心。該管廊基坑深度為12 m，位于汾河下游，雨季水量較大，下游地質情況較復雜。相比于地下連續墻和樁錨支護體系等常用深基坑支護施工工藝，CT型鎖口鋼管樁的施工周期更短，造價更低廉。綜上所述，管廊穿越汾河的基坑工程選用CT型鎖口鋼管樁支護體系。

2 CT型鎖口鋼管樁體系的施工工藝

2.1 施工流程

該熱力管廊的整體施工流程如圖2所示。

2.2 CT型鎖口鋼管樁的選型與加工

通過計算，確定CT型鎖口鋼管樁體系的主體鋼管直徑529 mm，壁厚10 mm，長度16 m；C型鎖扣為直徑168 mm，壁厚8 mm，長度16 m的無縫鋼管，鋼管一側通長切割一條寬10 mm的豎縫，另一側與主體鋼管雙面滿焊連接；T型鎖扣選用長度為16 m的20a工字鋼，其一側翼緣與主體鋼管雙面滿焊連接。兩鎖口的焊接點位由鋼管樁插打位置確定。通常情況下，直線型鎖口鋼管樁的兩鎖口呈180°角，如圖3a)所示。而用于基坑轉角插打的轉角型鎖口鋼管樁，兩鎖口呈90°角，如圖3b)所示。

2.3 CT型鎖口鋼管樁體系的工藝步驟

1)施工前準備。土圍堰完成后，放線確定基坑范圍，并規劃鎖口鋼管樁加工區域，鎖口鋼管樁的焊接如圖4所示。鎖口鋼管樁的焊接應確保焊縫飽滿無砂眼，同時還應檢測C型鎖扣豎縫的通暢性能，避免鎖口扭曲影響鋼管樁之間的咬合。

2)鋼管樁施工。根據地質勘測結果，選用兩臺TR280D型旋挖鉆機成孔。選用兩臺QUY70A履帶吊場內運輸加工材料和起吊震動錘插打鎖口鋼管樁，后樁的T型鎖扣下放時沿著前樁的C型鎖扣豎縫咬合，在咬合口內注漿以達到止水效果。將鋼管樁沉降到指定標高后，在主體鋼管腔內回填二類土至土圍堰表面，以增強鋼管樁的側向剛度，防止開挖后土體擠壓導致鋼管樁變形。鋼管樁進入合龍階段時，應提前10倍樁距開始精確測量，隨后利用每兩根樁的咬合浮動進行調整，避免出現異形對接的現象。

3)基坑工程完工。a.鋼管樁完成合龍后，進行第一層土方初開挖，隨后在每根鋼管樁的主體鋼管上焊接牛腿，作為圍檁豎向支撐。b.圍檁采用雙45a工字鋼相對焊接而成，由履帶吊下放在牛腿上沿，并與主體鋼管焊接固定。c.主支撐選取φ609 mm×16 mm無縫鋼管，其下料長度根據基坑兩端圍檁之間凈距確定。在主支撐和圍檁之間增加45°次支撐，次支撐鋼管直徑325 mm，壁厚8 mm。用履帶吊將主、次支撐依次吊放至相應位置，通過連接鋼板與圍檁焊接連接[4]。d.支護體系完成后，進行基坑第二層土方深度開挖直至管廊基底標高以下300 mm，底部整平后澆筑C35混凝土封底,如圖5所示。

4)CT型鎖口鋼管樁體系拆除。待管廊主體結構工程施工并養護完成后，回填土至管廊頂部并按照次支撐→主支撐→圍檁→鋼管樁的次序拆除CT型鎖口鋼管樁體系。

3 結語

基于對古交興能電廠至太原供熱主管線工程屯蘭河三岔口至濱河北路起點供熱管廊穿越汾河基坑支護施工方案進行分析，可以得到如下結論：

1)CT型鎖口鋼管樁在該管廊基坑支護過程中，表現出良好的支護和止水效果，且顯著地縮短了工期。整體施工過程中未出現基坑局部坍塌、管涌、鋼管樁合龍等事故，值得在今后類似市政工程領域中大力推廣。

2)在工程中選擇CT型鎖口鋼管樁體系作為支護方案之前，應對現場地質條件進行充分了解，根據地質條件選擇合理的成孔方案。避免機械設備不必要損耗、鋼管樁的整體性破壞，進而影響止水效果。

3)在基坑工程施工結束后應充分評估鋼管樁拔出消耗的人工機械成本，以及鋼管樁拔出過程中對周邊土壤的擾動程度。必要時，可將鋼管樁在土層以上的部分截斷處理。

[1] 仲建軍.CT式鎖口鋼管樁在基坑支護施工中的應用[J].市政技術,2016,34(6):182-185.

[2] 王 鶴.淺談鎖口鋼管樁圍堰的設計與施工[J].科技創新與應用,2012(3):176-177.

[3] GB 50017—2003，鋼結構設計規范[S].

[4] 張 坤,劉世禮,張超凡.CT型鎖口鋼管樁圍堰在基礎施工中的應用[J].山西建筑,2017,43(1):180-182.

The application of CT-type locking of steel pipe pile in tunnel foundation pit support engineering

Feng Wei

(ChinaAviationPlanningandDesignInstitute(Group)Co.,Ltd，Beijing100120，China)

Based on the tunnel crossing the Fen River in Taiyuan to Gujiao heating project, this paper introduces the construction scheme of tunnel foundation pit engineering, elaborates the construction technology of CT-type locking of steel pipe pile system. In addition, this paper describes the strengths and weaknesses of above-mentioned system during the process of construction, which provide valuable references for relevant foundation pit support engineering of thermodynamic tunnel and utility tunnel.

heat supply pipeline, CT-type locking of steel pipe pile, heating tunnel, foundation pit support engineering

1009-6825(2017)10-0096-03

2017-02-06

馮 巍(1989- )，男，助理工程師

TU463

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