双排钢管桩结合复合土钉墙基坑支护施工技术

杨海琴

(山西一建集团有限公司，山西太原 030000)

随着国家经济快速发展，城市建设规模逐渐扩大，高层建筑日益增多，本文针对基坑开挖深度较深，距已有建筑物较近，基坑无法正常放坡的情况，介绍一种施工方便、成本较低的基坑支护施工方法。

1 概况

东亿传媒产业园项目主楼，框架结构，地上11层，地下1层，开挖深度约为7.5 m，属于深基坑工程，主楼北侧建筑顶点与已建14号楼距离约7.0 m，南侧与已建1号楼距离约9.8 m，如采用小比例放坡后施工土钉墙，土钉成孔将受原有建筑基础影响，采用双排钢管桩结合复合土钉墙基坑支护施工技术，此段边坡可垂直开挖，土钉成孔不会破坏原有建筑基础，又能满足基坑开挖要求，施工方便，成本较低。

2 设计情况

1)钢管桩技术参数见表1。

钢管为φ115×3 mm焊接钢管，每排33根，帽梁计算长度25 m，梁顶为自然地坪。

表1 钢管桩技术参数表

2)预应力锚杆设计见表2。

因坡顶有建筑物，为限制边坡位移量，于距地面2.7 m和4.2 m部位施加两道预应力锚杆，参数如表2所示。

表2 预应力锚杆设计表

3)土钉墙设计见表3。

土钉共3排，排距为1.5 m，水平间隔1.5 m，梅花形布置，注浆水灰比0.5，土钉墙面层喷100 mm厚C20细石混凝土。

表3 土钉墙设计表

3 施工工艺及操作要点

3.1 双排钢管桩施工

1)施工工艺:钢管桩定位→钢管桩成孔→放入钢管→注浆→补浆、养护。

2)操作要点:a.成孔。双排钢管桩排距、间距需按设计要求定出孔位并作出标记和编号，其中排距1 000 mm，间距750 mm。钢管桩成孔采用钻机成孔，成孔过程中应保证桩孔垂直，孔深需满足要求，孔深允许偏差100 mm。b.钢管桩制作。钢管桩长12 m，由钢管焊接而成，除考虑竖向接头位置错开外，焊接部位外帮焊钢筋加强。每隔500 mm用电焊机加工出对称的两个直径约为10 mm的孔洞，作为渗浆孔。钢管置入孔中前，应使钢管处于钻孔的中心部位，保护层的构造应不妨碍注浆时的浆液自由流动。c.桩体注浆见图1。注浆采用普通硅酸盐水泥，水灰比0.45～0.5，注浆时严格按配比搅浆。注浆时注浆压力为0.4 MPa～0.6 MPa，采用底部注浆方式注浆填孔，注浆同时将导管匀速缓慢撤出，保证孔中气体能全部逸出。如注浆下渗，要进行二次、三次补浆直到注满，根据气温养护2 d～3 d。

3.2 帽梁施工

1)施工工艺:帽梁挖土→帽梁钢筋绑扎→帽梁浇筑、养护。

2)操作要点:

a.帽梁挖土见图2。帽梁在自然地坪以下，人工挖出，帽梁宽度应超出钢管桩50 mm～100 mm，帽梁长度根据现场条件两端均应超出钢管桩范围1 m～2 m，深度350 mm，帽梁应包裹所有桩头。

b.钢筋绑扎。帽梁主筋横向设置C14@200 mm，纵向为分布筋C14@250 mm，底部保护层50 mm。

c.混凝土浇筑。帽梁混凝土机械振捣，覆盖薄膜并洒水养护5 d～7 d后，方可将基坑一侧土方挖除。

3.3 预应力锚杆施工

1)施工工艺:基坑挖土→锚杆成孔→杆体制作、安放→注浆→杆体养护→绑扎土钉墙钢筋网→加垫块→喷射混凝土→土钉墙养护→安装钢腰梁、锚具→锚杆张拉锁定。

图1 钢管桩注浆

图2 帽梁挖土

2)操作要点:

a.锚杆成孔。成孔前按要求修整边坡，使其坡度及平整度满足要求，成孔前定位标注孔位，锚杆采用机械成孔，孔径120 mm，倾斜角度15°，孔深必须满足设计要求。

b.杆体制作、安放(见图3)。严格根据设计尺寸下料，杆体长度=锚杆设计长度+1.2 m预留段。隔离架应沿杆体轴线方向间距2.0 m设置一个，隔离架与钢绞线需用22号绑丝绑扎牢固;并在锚固段外的钢绞线上套φ20塑料软管，套入前用防水胶布缠裹钢绞线尾端，避免损坏软管，软管两端密封严密并用绑丝绑紧。将注浆管及排气管插入隔离架中心孔至杆端300 mm～500 mm处;杆端用编织袋扎紧。

c.注浆。注浆材料采用普通硅酸盐水泥加净水搅拌而成，水灰比0.45～0.50。浆液采用砂浆搅拌机随用随搅，搅拌时间不少于2 min，必须确保浆液搅拌均匀，且不得出现灰水离析现象，浆液应在初凝前用完。注浆时注浆管与杆体一同插至孔底，采用常压注浆。注浆开始2 min～3 min后，注浆管随注浆随缓慢往出抽，直至孔口返出水泥浆停止注浆;稍停歇10 min～15 min后应及时进行补浆，补浆时注浆管尽量插入锚孔，保证全孔注满。

d.杆体养护。锚杆锚固体养护期间不得拉拽、碰撞等扰动，养护时间视施工期间大气气温而定，常温下不少于7 d。

e.土钉墙钢筋网施工。土钉墙钢筋为双向 A6.5@250 mm，宜居中设喷射混凝土层中，局部钢筋网用垫块垫起，网片与坡面间隙不宜小于40 mm，并且保证喷射混凝土时钢筋网不晃动，网片之间搭接长度大于300 mm。

f.喷射混凝土。喷射混凝土总厚度100 mm，分两次进行，每层喷射厚度为40 mm～50 mm，混凝土强度等级不低于C20，现场拌制用料比例要准确，拌合均匀，随拌随用，并按规定制作试块。

g.土钉墙养护。喷水或覆盖养护，养护时间为2 d～3 d，墙面混凝土强度达到设计强度的70%之后，可以安放钢梁。

h.安装钢梁、锚具见图4。钢梁为18号槽钢，根据锚杆位置在槽钢上成孔(穿钢绞线)，锚具由单孔锚头、锁片及承压钢板等组成，需保证锚杆杆体与承压板垂直，锚杆轴向受力。

图3 杆体制作

图4 安装钢腰梁及锚具

i.锚杆张拉、锁定。锚杆张拉前由专业检测验收试验，合格后方可进行张拉、锁定，张拉前锚杆注浆浆体强度大于15.0 MPa，每段钢梁长度范围内应自中间向两边张拉。正式张拉前需取20%设计张拉荷载对其预张拉，使其各部位紧密接触，钢绞线完全顺直。正式张拉时，应逐级加荷张拉至设计荷载100%～110%后再卸载，并按设计锁定力值进行锁定，锁定后48 h内，若发现预应力损失大于锚杆拉力设计值10%时，须进行补偿张拉。张拉、锁定施工经验收合格至少保持48 h后，方可切除外露钢绞线，切口位置距外锚具距离应大于100 mm。

4 实施效果

东亿传媒主楼项目基坑开挖、支护方案施工前通过了当地相关专家论证，基坑开挖开始于2013年4月4日，4月23日验槽完成，2013年12月28日肥槽土方回填完成，经历当地50年不遇的罕见大雨，基坑支护完好无渗漏，无明显变形，基坑经定期监测水平位移、垂直位移均未超过规范规定值。