浅谈微型注浆钢管桩+预应力锚索在深基坑支护的应用

韩立东，闫广涛，仲崇森

（中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250014）

随着社会的发展与城市化进度的加快，建筑施工环境的变化，在有限的城市空间进行现代建筑的建造，对施工的技术工艺有了更高的要求。微型钢管桩+预应力锚索的深基坑支护体系越来越广泛应用于有限的城市空间施工中，对建筑工程的建设进度、质量与安全影响重大。本文以日照某在建项目为依托，对微型钢管桩+预应力锚索的施工工艺进行总结，用以指导施工。

1 工程概况及周边环境

本项目基坑南北平均长150m，东西平均长60m；大面积开挖深度5.0m～10.97m；其中局部集水坑、电梯井开挖深度达11.5m。

基坑西侧毗邻医院毛石挡土墙，基坑边距离医院地下室外墙约8.0m，医院距离用地红线约16m，医院场地标高+28.5m，医院一层地下室，地下室标高为+25.50m，基坑东侧市政道路，东侧下沉式挡墙外侧距离市政道路红线4.0m。基坑南侧为某行政单位，地下室外墙距离用地红线仅1.7m，基坑北侧为现有公园（后续重新规划），后续公园搬迁后为项目临设，地下室外墙距离用地红线约24m。

2 施工准备

（1）在微型钢管桩钻孔前，尤其是对场地地下管线不明确的情况下，尽可能调阅相关档案资料进行确认，本项目毗邻医院，以确保周边各项管线的安全使用非常重要。

（2）为保证钻孔位置与精度，在微型钢管桩钻孔施工前，对作业面场地清除障碍物、进行平整。

（3）根据设计图纸，按照图纸设计要求，对微型钢管桩的排距、间距，放出桩位，用钢筋头或者木楔做好标记。

（4）桩机选择，本项目场区内地层为素填土、砂质黏性土、全风化、强风化花岗闪长岩为主，局部为微风化花岗闪长岩，选用风动潜孔钻机进行施工，成孔后应利用高压风将孔内岩粉吹出。

（5）排水措施，场地平整后，沿钢管桩支护一定范围内开挖临时排水沟，防止注浆时水及水泥浆溢出排放污染场地。

（6）基坑支护所用的钢管、钢绞线以及钢筋等主材，应提前组织进场，在取得检测报告，检验合格后用于施工中。

（7）降尘措施要到位，微型钢管桩钻孔以及锚索钻孔都会产生粉尘，作业前每个钻机需配备2~3台雾炮降尘。根据实际情况可以增加水管孔内灌水抑尘。

3 施工操作要点及质量控制措施

3.1 微型钢管桩施工

3.1.1 成孔

场地平整后对钢管桩进行测量定位，移动钻机到作业位置；采用风动潜孔钻机进行岩层中钢桩的钻孔施工。钻孔时采取“隔一钻一”、双排桩先施工其中一排的方案，防止出现塌孔现象，同时保证钻出来的岩粉塌入其他桩孔内。成孔后应利用高压风将孔内岩粉吹出，吹出的岩粉应立即进行清理，避免钻机移动时塌入孔内。

3.1.2 放置钢管

无缝钢管的焊接，先进行对接满焊后，采用大一型号钢管剖开包络住焊缝，与钢管双面焊接。

放置钢管前应对成孔的质量进行验收，保证钻孔的深度、钻孔的直径，以及垂直度等相关指标满足要求。

放置钢管时若钢管无法顺畅放置，不得暴力击打下沉，应将钢管吊出，重新验收桩孔。若暴力击打会导致钢管变形、焊缝处断裂以及桩身倾斜偏位等，造成安全隐患。

3.1.3 注浆

钢管应提前在桩身设置一定数量、大小满足要求的的洞口，就位后，应立即进行注浆。注浆时应从底部开始注浆，控制好注浆的速度，直至注满，注浆面并分两到三次进行补浆。

3.1.4 冠梁施工

冠梁应在水泥浆达到一定强度开始施工，避免施工造成桩位偏差。施工前，清理桩头杂土，采用人工清理沟槽。

3.2 锚索施工

3.2.1 土方开挖

具备土方开挖条件后，应先开挖周边，给支护作业提供作业面，再进行中部区域开挖，保证土方开挖与基坑支护同时进行。边坡开挖过程中，挖斗机具严禁碰撞支护结构，严禁超挖。

3.2.2 钻机就位

钻机对准定位孔位后，进行钻杆角度的调整，使之与孔位对准，并复合角度是否满足要求。

3.2.3 钻土成孔

钻孔采用机械成孔。钻孔过程中控制钻孔速度，保证成孔质量。成孔后需进行清孔验收。

3.2.4 下锚索

下锚索之前应对锚索进行验收，扭曲变形及锈蚀锚索禁止使用。按照设计要求，沿锚索全长设置对中支架，定位支架应能使相邻定位支架中点处杆体的注浆固结体保护层厚度不小于10mm，采用扎丝绑扎牢固，自由段按要求套置波纹管或PVC管，与锚固段接头处应密封扎紧。验收合格后，采用人工进行锚索安装，安装及搬运过程中用力均匀，保证锚索安装过程中不变形不扭曲。按设计要求在孔外留设一定长度用以张拉。

3.2.5 注浆

注浆时将注浆管深入至孔的底部，开始注浆后边注浆边缓慢将注浆管拔出，注浆管口不能脱离注浆液面以上，直至水泥浆从锚孔处溢出，完成第一次注浆，待注浆口处水泥浆液面下降后进行补浆，保证水泥浆饱满。

3.2.6 腰梁安装

微型桩部位选用型钢腰梁，型钢腰梁为2根16#工字钢腰梁，中间进行焊接固定。腰梁应与支护桩（锚喷墙）紧密接触，当腰梁与支护桩间存在间隙时，应采用强度等级C25细石混凝土填充密实。钢腰梁拼装完成后，应及时检查各节点的连接状况，符合要求后方待锚杆（锚索）锚固体强度达75%后，方可施加预应力。

3.2.7 锚索张拉锁定

预应力锚索锚头采用钢垫板、角度板及锚具，锚固体强度达到设计值75%后方可进行张拉，张拉时采用隔一拉一的方案，张拉应力应严格按设计预应力值进行。

3.2.8 铺设钢筋网

坡顶护坡宽度不小于1.00m，坡顶与坡底每隔2.00m击入120钢筋，长度1.00m,用以挂网。

3.2.9 喷射混凝土面层

混凝土喷射施工应按设计要求自上而下分段分层进行，按设计要求开挖工作面，机械开挖面平整度不应大于0.20m，机械开挖至边坡处应更换平铲，不得使用锯齿铲，保证边坡平整度允许偏差符合要求，在坡面喷射混凝土支护前应人工清理表面浮土。

喷射作业应分段进行，钢筋网与锚杆（锚管）应连接牢固，同一分段内喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面应保持垂直，距离不宜超过1m；喷射混凝土终凝后采用雾化喷水养护，防止水流冲刷混凝土影响强度及坍塌。

混凝土喷射面的最下端应深入基坑的底部不少于0.2m，顶部也应喷射1m~2m的混凝土护顶。

支护最下一步的喷射砼面层宜插入基坑底部以下，深度为0.2m，在基坑顶部设置宽为1m。混凝土喷射过程中加强厚度的检测，以及不同时段喷射混凝土钢筋网片的搭接是否满足要求。

4 工艺特点

（1）噪音小。本项目紧邻医院，四周为居民区，对噪音的控制要求较高。微型钢管桩以及预应力锚索均采用预钻孔植入，成孔直径相对较小，产生的噪音小，对周围居民生活影响较小，在施工过程中通过对周边居民走访调查满意度较高。

（2）承载力大。钢管对其内部的水泥浆的约束作用使处于三向受压状态，提高了水泥浆的抗压强度；钢管内部的水泥浆又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。钢材的屈服强度相对较高,钢管桩下端植入岩层中，通过预应力锚索的拉结，产生较大的承载力。

（3）水平方向受力大。微型钢管桩+预应力锚索的组合支护形式，通过控制钢管的直径、钢管的壁厚，及锚索锚固长度的选用，钢管桩的断面强度大,对抵抗弯距作用的抵抗距也大,当承受的水平荷载较大时，可以调节钢管桩的间距或者设置多排钢管桩的方式满足要求，所以能承受很大的水平方向的受力。

（4）桩长易调节。本项目基坑底标高多，并设置多个汽车坡道，因此应根据实际标高选用不同长度的桩长，节省成本。由于微型钢管桩可以将钢管原材运至场地内，现场焊接或切割加工，根据施工进度、不同施工区域的桩长，按需求进行加工，提高施工效率。

（5）接缝安全，适于长尺寸施工。钢管桩方便进行焊接接头，钢管焊接接头处的强度与时材强度相等，以及采用大型号钢管切开包络住接头满焊的处理措施，使得钢管接头更加安全。因本项目采购的钢管多为12m长规格，也无需进行较多焊接。

（6）施工灵活。由于钢管桩一般直径较小，自重较小，方便采用较小吨位的吊装设备进行吊装与移动。本项目场地狭小，钢管原材便于堆放、不变形，占用场地小。

（7）施工效率高。钢管作为主材，相当于取代了钢筋笼，简化施工安装工艺，提高了施工效率，缩短了施工工期，因钢管桩灵活性，即使在本项目极其狭小的场地中，也可展开多施工段作业、流水施工。施工过程中，将钻孔作业安排在白天进行，注浆等无噪音的施工工序安排在夜间进行，极大地提高了施工效率。

（8）施工过程中便于采取有效的环保措施。钻孔作业采取雾炮降尘加淋水抑尘的措施，产生的扬尘可以有效控制；水泥浆搅拌设置水泥浆搅拌棚，外铺毛毡不间断洒水湿润，产生的建筑垃圾每日施工完毕便集中退场，作业环境整洁有序，响应绿色施工的要求。

5 结语

微型钢管桩结合预应力锚杆（锚索）的支护形式，在本项目狭小的施工场地中发挥出了较大的优势，提高了生产效率，缩短了施工工期。在本项目深基坑支护中的应用非常成功，进而有一定的优势推广到地狭小的城市空间中地下工程施工中。微型钢管桩结合预应力锚杆(锚索)的支护形式具有噪音小、安全度高，工期短，施工方便，节约材料与成本，所需要的作业空间不大，施工效率高等众多优势，因此在城市中心区域深基坑支护工程中具有很大的推广价值。但是在施工过程中，应严格把控材料的采购、进场验收，对每一道工序加强施工过程中质量的把控与施工质量的验收，减小施工偏差。