劉 英, 李 明 星， 趙 坤 侖

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 一分局，四川 彭山 620860)

淺談鋼管樁在市政工程深溝槽支護(hù)中的應(yīng)用

劉 英, 李 明 星， 趙 坤 侖

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 一分局，四川 彭山 620860)

市政工程深溝槽施工對(duì)城市中的建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施及地下管線等有較大的影響。如何在周邊環(huán)境復(fù)雜的城市地下空間采取合理的支護(hù)方案保障深溝槽施工安全已成為項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容。基于某大街Y2～Y4段雨水管道深溝槽施工，闡述了鋼管樁在環(huán)境復(fù)雜的城市地下空間內(nèi)深溝槽支護(hù)中的應(yīng)用，克服了施工過程中存在的難題。

深溝槽；鋼管樁；施工工藝；質(zhì)量控制

市政建設(shè)中的溝槽基坑常常受到場(chǎng)地、臨近建筑物、地下管線等因素的影響，在基坑平面位置沒有足夠的空間安全放坡，為保證基坑的穩(wěn)定性并控制位移，需要選擇完善的開挖支護(hù)系統(tǒng)以確保施工的順利進(jìn)行。

目前市政工程深溝槽施工較常采用的支護(hù)形式主要有以下幾種：

素噴：對(duì)于地質(zhì)情況較好、溝槽周邊空間開闊的區(qū)域，素噴具有施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、工程造價(jià)低廉等優(yōu)勢(shì)。若擬挖雨水管道溝槽地層為軟弱土層，則存在素噴穩(wěn)定性差、安全系數(shù)不高等問題。

土釘墻：對(duì)于地質(zhì)情況較好且鄰近基坑周邊無重要建筑物或地下管線、周邊具有適當(dāng)放坡條件的區(qū)域，采用土釘墻具備安全性高、施工工藝簡(jiǎn)單、工期短等優(yōu)勢(shì)。若擬挖雨水管道溝槽兩側(cè)有橋墩，則放坡土釘墻將會(huì)破壞橋墩。

鋼管樁：具備剛度大、開挖回填量小、工期短、施工容易、便于在復(fù)雜的城市環(huán)境中施工的特點(diǎn)。

鋼筋混凝土排樁：具備強(qiáng)度高、剛度大、支護(hù)穩(wěn)定性好、變形小等優(yōu)點(diǎn)，適用于地下水位高于基坑底面的情況；但由于鋼筋混凝土排樁的施工一般需采用錘擊方法,振動(dòng)與噪音大,同時(shí)在沉樁過程中擠土亦較為嚴(yán)重，故其在城市工程中受到一定限制且成本較高。

筆者結(jié)合鋼管樁支護(hù)工藝在成都天府新區(qū)市政工程中的應(yīng)用，簡(jiǎn)要闡述了其關(guān)鍵工藝控制。

1 工程概述

某大街Y2～Y4段雨水管道深溝槽工程位于K0+770～K0+820，全長(zhǎng)50 m，管徑為1 200 mm。雨水管道溝槽挖深為6.5 m，且距已有立交較近，中線距兩側(cè)橋墩約4.2 m(圖1)，施工場(chǎng)地及工作面異常窄小，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)。

圖1 雨水管道平面布置圖

巖土工程勘察報(bào)告表明工程所處區(qū)域土質(zhì)自上而下依次為：

(1)雜填土：色雜；主要由巖塊及卵石混少量粘性土組成，硬雜質(zhì)含量約為30%～50%；結(jié)構(gòu)雜亂，松散；稍密；濕；平均厚度為5.9 m。

(2)素填土：灰色；主要由粘性土混雜約10%～20%左右的巖塊等硬雜質(zhì)；頂部含植物根系等有機(jī)質(zhì)；可塑；濕；平均厚度為0.8 m。

(3)粉質(zhì)粘土：灰黃、黃色；軟塑；含鐵、錳質(zhì)氧化物；很濕；平均厚度為3.8 m。

場(chǎng)地內(nèi)地下水為分布于人工填土內(nèi)的上層滯水，場(chǎng)地內(nèi)人工填土中分布有極不均勻的上層滯水，水量變化大且不穩(wěn)定，無統(tǒng)一水位。大氣降水為其主要補(bǔ)給源，平水期初見水位埋深為0.1～1 m，無統(tǒng)一水位標(biāo)高，水量分布不均，受大氣降水影響較大，具微腐蝕性。

綜上所述，擬建工程范圍內(nèi)場(chǎng)地地質(zhì)穩(wěn)定性較差。為確保本段雨水管道施工安全，對(duì)該雨水管道溝槽邊坡開挖需采取有效的支護(hù)措施。

2 支護(hù)措施的選擇

在綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件、安全、施工便利、工期等因素后，最終決定對(duì)Y2～Y4段雨水管道選擇鋼管樁支護(hù)。

鋼管樁采用φ108×4.5 mm螺旋管，溝槽兩側(cè)鋼管樁間距為1 m，鋼管樁樁底嵌入管道設(shè)計(jì)高程以下4 m，鋼管樁樁頂采用C30鋼筋混凝土聯(lián)系梁進(jìn)行連接，聯(lián)系梁尺寸為0.5 m×0.5 m(寬×高)。鋼管樁注漿材料采用M30水泥砂漿，灌漿壓力為0.2～0.4 MPa。鋼管采用A20號(hào)鋼，屈服強(qiáng)度不小于240 MPa，抗拉強(qiáng)度為380～470 MPa。鋼管樁支護(hù)橫斷面見圖2。

圖2 雨水管道支護(hù)橫斷面圖

3 鋼管樁支護(hù)采取的施工工藝

對(duì)于雨水管道深溝槽，先進(jìn)行鋼管樁支護(hù)施工，鋼管樁支護(hù)施工完成后啟動(dòng)深溝槽開挖施工。

(1)施工工藝流程。

施工順序：施工放樣→鉆孔→吊樁→壓力灌漿→聯(lián)系梁施工。

(2)施工方法。

鋼管樁鉆孔采用哈邁90履帶式全液壓錨固鉆車，吊樁采用25 t汽車吊。

①施工放樣。

鋼管樁在專業(yè)技術(shù)人員操作下，按照施工要求放樣，施工過程中隨時(shí)進(jìn)行復(fù)核查對(duì)。

②鉆 孔。

鋼管樁鉆孔為φ150垂直孔，采用哈邁90履帶式全液壓錨固鉆車成孔。成孔過程中應(yīng)勻速鉆進(jìn)。嚴(yán)格控制鉆孔速度，以防止鉆孔彎曲和變形而造成鋼管下孔困難。鉆孔采用壓縮空氣排渣，禁止用高壓水洗。為減少鉆孔和鋼管下孔施工過程中巖體的振動(dòng)和鄰孔干擾，鉆孔應(yīng)跳空施工。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后不得立即停鉆，必須在停止進(jìn)尺的情況下穩(wěn)鉆1～2 min，以保證孔深、孔徑和孔內(nèi)的干凈。

③鋼管下孔。

鋼管下孔之前，先在鋼管管腳布設(shè)三角架及定位器，除在管壁鉆好注漿孔外，還應(yīng)在鋼管外壁涂抹潤(rùn)滑油以方便鋼管入孔。鋼管下孔采用25 t吊車緩慢將其放置至孔底就位，防止鋼管連接處破壞以及對(duì)孔周巖土體造成過大的擾動(dòng)。

④砂漿灌注及封孔。

鋼管就位后，應(yīng)立即對(duì)鋼管樁予以注漿。為保證注漿的飽滿、沒有空洞，采用孔底注漿法，即將注漿管插至距孔底5～10 cm的位置，使砂漿至孔底進(jìn)入并向上倒注，直至注滿封孔為止。砂漿采用M30水泥砂漿。

⑤聯(lián)系梁施工。

鋼管樁施工完畢進(jìn)行聯(lián)系梁鋼筋的綁扎，HRB400 16鋼筋為聯(lián)系梁主筋，主筋接長(zhǎng)采用焊接方式，在聯(lián)系梁的終點(diǎn)處主筋彎起12.5 cm。HRB400φ20、HRB400φ25為鋼管樁管頂連接鋼筋，鋼筋應(yīng)拉通編制并焊在鋼管上，兩端與鋼筋籠連接。箍筋為HPB430φ12鋼筋，混凝土凈保護(hù)層厚度不得小于50 mm。

聯(lián)系梁所需鋼筋均在綜合加工廠加工制作。加工前，按設(shè)計(jì)圖紙正確列出詳細(xì)的鋼筋耗表，并嚴(yán)格按照鋼筋耗表上標(biāo)明的鋼筋規(guī)格、尺寸及數(shù)量進(jìn)行加工。鋼筋采用現(xiàn)場(chǎng)人工安裝，用墨線或石筆按鋼筋的位置及間距劃線，嚴(yán)格按施工圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行安裝。

為保證保護(hù)層厚度，將50 mm厚、不小于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土墊塊牢固綁扎在聯(lián)系梁側(cè)筋的外側(cè)主筋與側(cè)筋交叉處。模板采用15 mm厚竹膠板進(jìn)行拼裝，采用φ48×3.5 mm架管支撐固定，采用C30商品混凝土罐車下料，人工攤鋪，ZN50軟軸式振搗器振搗，澆筑完成后及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。

(3)施工質(zhì)量保證措施。

①在樁孔施工順序安排上，采用相鄰樁孔間隔兩樁施工，以減少鉆孔作業(yè)對(duì)滑坡體的擾動(dòng)。

②鉆車定位后復(fù)核樁孔位置，其偏差不得大于規(guī)范要求。

③鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，提出鉆桿后應(yīng)立即用測(cè)繩復(fù)核成孔深度。

④鋼管樁打設(shè)時(shí)，其軸線的允許偏差為±10 cm；樁頂標(biāo)高允許偏差為±10 cm；鋼管樁垂直度不超過樁長(zhǎng)的±1%。

⑤鋼管樁制作完成后，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范對(duì)鋼管直徑、長(zhǎng)度、規(guī)格、數(shù)量及制作質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。

⑥鋼管樁孔口漿液如有流失應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，以確保注漿飽滿。鋼管端部要密封，注漿時(shí)管口亦應(yīng)密封嚴(yán)實(shí)。

(4)施工監(jiān)測(cè)。

為確保溝槽內(nèi)的正常工作，防止鋼管樁位移較大，在施工過程中，對(duì)鋼管樁偏移進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。溝槽的穩(wěn)定觀測(cè)項(xiàng)目包括：溝槽周圍土體位移、沉降以及支護(hù)結(jié)構(gòu)頂面水平位移的觀測(cè)。施工過程中要進(jìn)行全面觀測(cè)，施工前于溝槽四周設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，在溝槽土方開挖期間，進(jìn)行鋼管樁樁頂位移的監(jiān)測(cè)。沿溝槽長(zhǎng)度每10 m及轉(zhuǎn)角處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每天進(jìn)行1次位移觀測(cè)，至雨水管道溝槽回填完成。采用全站儀進(jìn)行觀測(cè)，邊施工、邊觀測(cè)。

根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2009)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移控制值見表1，預(yù)警值按最大控制值的80%考慮。

表1 支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移控制值表

該工程監(jiān)測(cè)成果表明：鋼管樁水平最大位移為15 mm，符合規(guī)范要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

市政工程中的深溝槽工程是一項(xiàng)具有很大風(fēng)險(xiǎn)性的工程。近年來，隨著國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度，復(fù)雜的深基坑開挖工程隨之產(chǎn)生。在環(huán)境復(fù)雜的Y2～Y4段雨水管道深溝槽施工中采用鋼管樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，相對(duì)于素噴、土釘墻等支護(hù)施工工藝，鋼管樁具備對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)小、施工靈活、工期短、安全系數(shù)高的特點(diǎn)，其在整個(gè)工程中的運(yùn)用，節(jié)約了工期，確保了施工安全，創(chuàng)造出了最大的社會(huì)效益。

劉 英(1974- )，女，四川仁壽人，高級(jí)工程師，從事水利水電與市政工程施工技術(shù)與管理工作；

李明星(1995- )，男，四川達(dá)州人，助理工程師，從事水利水電與市政工程施工技術(shù)與管理工作；

趙坤侖(1989- )，男，河南太康人，助理工程師，從事水利水電與市政工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017- 04- 07

TV553;TU99;TU7

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1001- 2184(2017)04- 0101- 03