微型钢管桩在常州某深基坑支护中的应用★

陈万鹏 李雄威

(1.常州工程职业技术学院，江苏常州 210064;2.常州工学院 常州市建设工程结构与材料性能研究重点实验室，江苏常州 213002)

随着我国城市高层建筑和地下空间的发展，深基坑工程的规模和数量不断扩大，由于深基坑通常位于城市的中心地段，宽度和长度通常都较大，周边建筑物以及地下障碍物和管线给支护工作带来了诸多难题。微型钢管桩结合锚索作为一种较新的支护结构，以其具有对土层适用性强、布置灵活、施工对周围建筑影响小、使用范围广、经济、可靠、支护深度大等显著优点，在深基坑工程中获得了广泛的应用［1-4］。常州武进万达广场大商业部分深基坑工程采用土钉墙与微型钢管桩加锚杆相结合的支护体系，取得了较好的工程效果。

1 工程概况

常州武进万达广场大商业部分为框架剪力墙结构，地上5层，地下2层，地下建筑面积约60 000 m2，基坑开挖深度9.6 m，基坑长约270 m，宽约130 m。基坑东侧为正在施工的花园街，地下管线已埋置，为区政府重点工程项目，在花园街下为城市规划轨道交通线，严禁基坑支护出用地红线，地下室外墙至红线距离约12 m;基坑北侧为现有城市道路聚湖路，距离约21 m;基坑南侧为市民便道，距离约15 m;西侧为本项目的住宅工程部分。基坑周围为场内临时道路，距离基坑东、南、北三面的距离约为6.0 m。

根据工程地质勘查报告，本工程土层为第四纪全新世及中、晚更新世冲积相松散沉积物。基坑设计主要涉及的土层为:①新近堆积的杂填土;②粘性土;③粉质粘土;④粉土夹粉质粘土;⑤粉土夹粉砂;⑥粉质粘土，物理力学参数见表1。

场地内的地下水主要为松散层中的孔隙水，对本工程有影响的主要为上层滞水和浅部承压水。上层滞水主要赋存于上部土层中，水位高度在场地下1 m～2 m，常年水位变化幅度在1 m～2 m;浅部承压水主要赋存于粉土夹粉质粘土层中，渗透系数为K=3.48 m/d。

2 微型桩支护方案设计

根据业主要求，尽可能减少基坑支护对项目工期的影响，考虑场内施工便利性和基坑安全的前提下，经过反复比较筛选，对基坑东、南、北三面采用放坡加土钉墙与微型钢管桩加锚杆的组合支护体系，对基坑西侧由于场地开阔，采用放坡加土钉墙的支护方案。本方案最大程度的利用了场内现有的放坡空间，并充分利用到微型桩所需场地较小，施工便捷，经济迅速，同时压力灌浆使微型桩与地基土紧密结合，桩和基坑周边土体凝结成一体，增强基坑稳定性。经过力学分析以及地面侧向位移和道路沉降观测，实践表明微型桩施工措施是有效的。

表1 物理力学参数

本基坑工程深度达9.6 m，为有效减小支护结构上的土压力，充分利用场地空间，在微型桩上部采用放坡加土钉墙的支护方式，土钉墙支护高度为4.0 m，在土钉墙坡脚留置1.5 m宽的施工平台，在平台边布置微型桩，桩径300 mm，间距500 mm，桩长9.0 m，内插直径 130 mm，壁厚 3.0 mm 的钢管，在距微型桩顶0.5 m，1.5 m，2.5 m，3.5 m 处用 25 号槽钢作为钢筋混凝土横梁骨架，把所有微型桩连成一体;每道横梁用4道锚索锚固在土体内。微型桩支护断面如图1所示，微型桩支护剖面如图2所示。

图1 微型桩支护断面图

图2 微型桩支护剖面图

3 微型桩的施工与现场监测

3.1 微型桩施工工艺

1)成孔。本工程微型桩长设计为9.0 m深，施工成孔的深度比设计的微型桩长度深一个桩径，但不大于0.5 m，钻机的钻头应与微型桩直径相同。考虑孔径较小，采用YT150地质钻机成孔，采用水或泥浆作为循环冷却钻头和除渣手段。在钻进过程中如果遇到流砂层，进尺速度要慢，依靠岩心管在流砂层表面磨动旋转，加上孔内泥浆，使其孔壁表面形成泥皮，防止塌孔。在距离表面土层松散处，一般采用套管护孔套管口高出地面10 cm。2)清孔。钻至设计标高时，进行清孔，主要工作时对孔内泥浆转换，要求达到一定相对密度泥浆水或基本达到溢出清水为止。3)安放钢管。清孔后应及时安放钢管，为确保钢管位于孔的中心，一般在钢管上每隔2.0 m设置与孔径大小相等的钢筋环，焊接在钢管上;安放好钢管后，放入注浆导管，导管采用Dg20的钢管。4)注浆。微型桩砂浆采用加有早强微膨胀剂的M30砂浆，砂浆水灰比控制在0.55 ～0.60，配合比:水∶水泥∶砂 =0.5∶1.0∶0.3(重量比)，砂采用细砂，颗粒均匀，最大粒径不得超过0.5 mm。在微型桩注浆过程中，严格控制注浆压力和注浆量，注浆压力控制在0.8 MPa～1.2 MPa;注浆量控制在理论注浆量的3倍～5倍。注浆工艺采用从孔底水下注浆法，边注浆边拔注浆管。5)锚杆安装。锚杆成孔采用干法钻进，防止施工用水大量渗入土体内，成孔后应及时放置锚杆钢筋并注浆封闭。本工程锚杆成孔直径为110 mm，内置一个直径18 mm的三级钢筋作为锚杆。在槽钢上垫放一块250 mm×250 mm×30 mm的钢板作为锚头，用M20的螺栓和锚杆连接。

3.2 微型桩的现场监测

现场监测单位在基坑施工过程中对基坑微型桩顶水平位移、深层位移以及周边道路沉降进行了跟踪观测，监测数据表明:微型桩顶侧向位移实测值在14 mm～22 mm，深层位移在12 mm～20 mm，周围沉降在10 mm～20 mm。基坑的变形主要发生在基坑开挖过程中，基坑开挖完毕后，变形量明显减小，尤其是当地下室地板浇筑完成后，微型桩基本不再变形，土体趋于稳定。说明支护体系变形符合设计及相关规范要求，方案设计、施工安全可行。

4 结语

1)实测和计算表明，本支护体系在深基坑(9.6 m)支护中确实可行，同时具有变形小，支护体系占用空间小(约0.5 m)，施工设备简单，施工速度快、经济高效等特点。2)微型桩作为深基坑围护，相对其他施工技术措施较经济，噪声小，对周围环境干扰小，具有较好的社会经济效益。

［1］李连祥，李术才.基坑工程中微型桩系统技术［J］.地下空间与工程学报，2008，12(7):1264-1268.

［2］何德洪，付进省，郑 东.新区土钉墙加微型钢管桩基坑支护技术［J］.探矿工程，2009，1(1):49-51.

［3］李 轶.桩—锚支护结构在深基坑工程中的应用研究［D］.南宁:广西大学硕士学位论文，2008.

［4］孙建平，徐向东，张 鑫，等.微型桩托换技术［J］.工业建筑，1999，29(8):56-59.