巖石層微型鋼管樁—噴錨支護體系施工技術研究

尹偉　卜方明

摘要：基坑支護是一項系統性很強的工程，青島數媒中心項目根據建設工程項目的進度計劃以及地質條件要求應用的巖層鋼管樁一噴錨支護體系的支護方法，有效減少了基坑土石方開挖及支護的施工時間，順利實現節點工期，確保了施工安全和質量。

關鍵詞：基坑支護；微型鋼管樁；支護體系

0引言

青島數媒中心項目地質條件比較復雜，基坑地質條件自上而下為粘土、強風化巖、中風化巖層，既有能夠直接開挖的土層，又有需要爆破開挖的巖石層。同時基坑四周為市政道路，其中北側珠江路為青島市黃島區主干道，道路兩側埋有天然氣、通信、供電等市政管道，四周道路及市政管道距項目紅線最小距離僅為2米。項目北側、西側無法采用常用自穩放坡、土釘支護等支護施工方法。根據施工部署的任務和工期要求，推出了多種方案，并加以比較，最后選擇了微型鋼管樁一噴錨支護體系的方案。

1工藝特點

1.1巖石層微型鋼管柱作為超前支護，適用于周邊環境狹窄區無放坡場地域，基坑支護且地質條件自上而下有松軟的粘土、堅硬的巖石層，能夠有效防止坡肩土體滑移，保證施工安全。

1.2巖石層微型鋼管樁能夠承受強大的沖擊力，微型鋼管樁注入的水泥漿將鋼管樁與地下巖石層粘結在一起，并使土石爆破開挖與邊坡交界面處分隔開，能更好地抵御基坑爆破工程時的沖擊力，避免基坑支護出現較為嚴重的倒坡、凹凸不平及坍塌等質量問題。

1.3微型鋼管樁一噴錨支護體系，彌補了純噴錨支護的安全性不足的缺陷，施工方便，工期短，施工成本低等特點。

2工藝原理

微型鋼管樁在聯合體中作為超前支護，可以通過壓力注漿增強微型鋼管樁的抗彎和抗剪能力，也能夠更好地將鋼管樁與巖層粘結在一起，約束了鋼管樁體周圍一定范圍內的巖層變形。當土體開挖時，它可以作為護坡樁，承擔巖層側壓力，通過腰梁把巖層側壓力傳遞到錨桿的作用，同時鋼管樁底部深入基坑基底一定的設計深度，能夠更好地起到直立開挖、分層支護的作用。

3施工工藝流程及操作要點

3.1工藝流程

巖石層微型鋼管樁一噴錨支護體系，在基坑開挖前，先進行微型鋼管的施工，微型鋼管能夠起到超前支護的作用，隨后距微型鋼管樁2米范圍外進行爆破施工。基坑應按照技術方案采取分層開挖措施，錨桿分步設置，噴射混凝土面層，與微型鋼管樁形成一個整體。

3.1.1微型鋼管樁施工工藝流程

平整場地-鋼管制作焊接-測量放線-孔距定位-鉆孔機就位鉆孔-鉆孔至設計深度-清孔-安裝下放鋼管-注漿機安裝-安裝注漿管-拌制水泥漿-注水泥漿-二次加壓注漿只至上口翻漿。

3.1.2錨桿施工工藝流程

土方開挖-修整邊壁-測量、放線-鉆機就位-接鉆桿-校正孔位-調整角度-打開水源-鉆孔（接鉆桿）-鉆至設計深度-沖洗-插錨桿-壓力灌漿養護-橫梁施工-錨桿的張拉與鎖定。

3.2操作要點

3.2.1微型鋼管樁的操作要點

放線定位：按圖紙要求劃定基坑邊線及樁位并進行復核，鉆機安裝到位后再次復核樁位，無誤后再進行鉆孔作業。

注漿鋼管制作焊接：嚴格安裝施工圖紙要求下料，當樁長度不足時，應按規范要求接長，鋼筋搭接應采用φ12的鋼筋幫接焊接，幫接長度必須滿足規范的要求，焊縫應飽滿，焊接后的垂直度必須滿足規范要求，操作人員必須持證上崗；鋼管樁的端部應焊接成尖銳狀，端部以上4m范圍內應鉆直徑15mm，錯落布置的出漿口，出漿口間距控制在40cm。

孔距定位：按圖紙要求的間距及排距，組織施工人員在鉆孔作業前用鋼筋頭對各樁進行定位標注，這樣既方便施工也可以保證鉆孔位置不發生偏差。

鋼管樁定位：施工應用潛孔鉆機成孔，巖層金剛石鉆頭。以各樁定位過的鋼筋頭標注為參照，進行樁位的精準定位。定位完成后通過對鉆機采取加固穩定措施，防止鉆機在施工過程中發生偏移、傾斜和沉陷，保證鉆孔施工質量。

鉆機就位：將鉆機運抵施工位置并按相關的操作要求布置妥當以后，在作業前應該先試運轉，防止成孔或注漿途中發生機械故障，試運轉后，按確定定孔中心點，使鉆機就位，準備下一道工序。

鉆孔：將鉆桿放置于鉆機的附近且不能影響施工，啟動鉆機，應根據實際的地質條件狀況調整鉆進的速度，鉆機速度不宜過快：根據規范要求，及時接駁鉆桿，直到鉆進到施工要求的深入為止。

3.2.2錨桿施工的操作要點

測量放線：根據設計要求和土層條件，定出孔位做出標記，孔距誤差不小于10mm。

鉆機就位，對準孔位：作業面場地要平坦、堅實、有排水溝，場地寬度大于6m。采用將汽車載運螺旋鉆機安放在指定位置，安放就位后，作業前先試運轉，防止成孔或注漿途中發生機械故障，試運轉后，按確定定孔中心點，使鉆機就位。鉆機就位后，應保持平穩，導桿或立軸與鉆桿傾角一致，并在同一軸線上。

鉆孔：錨桿鉆孔傾角15度（斜向下與水平線夾角），土釘鉆孔傾角20度（斜向下與水平線夾角），支護施工如用腳手架，需較平整，以保證錨桿傾角。

孔深要求：孔深應不小于錨桿設計長度，但也不宜大于設計長度的500mm。

清孔：鉆孔完畢后，用清水或高壓風管把孔底沉渣沖洗干凈，直至孔口清水返出。

錨桿桿體的組裝與安放：按設計要求制作錨桿，為使錨桿處于鉆孔中心，在錨桿桿體上每隔2m設置定位支架。錨桿鋼絞線平直、順直、除油除銹。桿體自由段應用塑料套包扎，與錨固體連接處用鉛絲綁扎。錨桿下料長度應為錨桿自由段、錨固段及端頭長度之和，端頭長度需滿足腰梁及張拉、錨固作業要求若發現孔壁坍塌，應重新清孔，直至能順利送入錨桿為止。

安裝注漿泵和注漿管：下放錨桿完畢后，要及時進行注漿。注漿泵采用擠壓式灌漿泵，額定注漿壓力3MPa。注漿管采用橡膠管，注漿管直徑φ25mm，注漿管要求連接牢固、可靠，注漿管插至距孔底300-500mm為宜。endprint

注漿水泥：采用普通硅酸鹽水泥P.042.5，拌合水采用飲用水，應根據設計要求采用水灰比0.50的水泥漿，必要時可加入一定量的外加劑或摻合料。漿液應攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前用完，注漿管路應經常保持暢通，嚴防石塊、雜物進入漿液。

注水泥漿：注漿管需裝設壓力表，注漿壓力為0.2～0.3MPa，注漿后暫不拔管，直至水泥漿冒出孔口為止。

多次加壓注漿：注漿一次的充盈系數很難達到相應的要求，因此需要多次間歇注漿，一般為三到五次，直至管口翻漿為止。注漿工作完成后應在砂漿凝固前及時進行現場清理，避免其對其他構件造成污染。在整個施工過程中應做好保鋼絞線和錨桿等的成品保護工作。

錨桿的張拉與鎖定：應在錨固體和腰梁強度分別達到15MPa、20MPa時張拉作業，張拉錨桿時間隔進行。按設計預應力鎖定值鎖定。錨桿正式張拉前，應取0.1-0.2軸向拉力設計值對錨桿與張拉1-2次，使桿體完全平直，各部位接觸緊密。錨桿張拉1.05-1.10軸向拉力設計值時，對巖層、砂性土層保持10分鐘，對粘性土層保持5分鐘，然后卸荷至鎖定荷載設計值進行鎖定。

4效益分析

4.1社會效益

4.1.1通過巖石層微型鋼管樁一噴錨支護體系的施工技術的應用，縮短支護結構及土方開挖工程的時間，為主體結構施工提供條件，提前具備下一步工作條件，為相關單位合理安排下一步工作奠定基礎。

4.1.2應用此施工技術最大程度的緩解了施工現場的用地，同時保證周邊建筑物安全，以及避免基坑支護面出現倒坡、坍塌等質量問題。

4.2經濟效益

4.2.1該施工方法與傳統的基坑支護方法相比，需噴面支護的臨空面大大減小，節約噴面及支護的面積約607m2，基坑支護噴面單價97m2/元，共計節約97x607=58879元。

4.2.2采用巖石層鋼管樁一噴錨支護體系施工技術有效的縮短了結構施工工期36天，節省施工管理費36x1200=43200元，機械投入36x2440=51840元，總計經濟效益為131040元。

4.2.3施工簡便、降低成本、縮短工期，該施工方法可取得明細的經濟效益和社會效益為企業樹立了良好的形象，對企業在今后同類工程的標中標起到良好的促進作用。

5應用實例

中國華冶科工集團有限公司青島分公司承建的青島數媒中心項目位于位于青島市黃島區珠江路以南，漓江西路以北，交通便利。本工程包括5棟高層辦公樓、1棟多層中心書城及2～3層地下車庫。辦公樓及地下室部分基底絕對標高為8.22m，書城及地下室部分基底絕對標高-4.17m。本基坑開挖深度約8.17-22.22m，支護長度約1404.1m。其中，長約343.7m的巖石層微型鋼管樁一噴錨支護占總支護長度的25%。

本工程基坑支護形式為土釘墻+樁錨支護體系，樁為6mm壁厚的φ146鋼管樁，成孔直徑180mm，中心間距500mm，樁端進入基底2000mm。錨桿為2φs15.2、3φs15.2鋼絞線，成孔直徑130mm，傾角15度。鋼管樁頂部設置冠梁，側面設置腰梁和肋梁。錨桿設置橫梁，局部設置肋梁。土釘為三級鋼20，鉆孔直徑90mm，傾角20度。面層為80mm厚C20噴射砼，采用φ6.5@300mm。注漿材料為水灰比0.5的水泥漿。護面加強筋為三級鋼14。

6結論

青島數媒中心項目應用的巖層鋼管樁-噴錨支護體系的工工法，有效減少了基坑土石方開挖及支護的施工時間，順利實現節點工期，確保了施工安全和質量，受到建設單位和監理單位的好評，為企業今后投標中標奠定了良好基礎，也為項目部創造了良好的經濟效益，受到上級的嘉獎。同時為企業培養了一批具有類似施工經驗的人才，為企業發展起到一定的促進作用。endprint