微型钢管桩复合土钉墙基坑支护施工技术

微型钢管桩复合土钉墙基坑支护施工技术

1 李永辉 2 胡晶晶 3 杨晓晨

中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司 河北石家庄 050011

摘要：土钉墙支护施工简捷、经济，但在土质不好、放坡距离不足、基坑超深情况下无法使用；混凝土灌注桩支护承载力高，但造价较高且存在扰民、污染环境问题。而复合土钉墙微型钢管桩支护弥补了土钉墙支护和混凝土灌注桩支护存在的不足和使用限制。

关键词：基坑支护；复合土钉墙微型钢管桩；施工技术

引言

土钉墙支护以其效果好、成本低，被广泛应用于深基坑工程支护，展现出良好的应用效果。现有的文献资料多为研究土钉墙的支护效果以及受力变形规律，结合工程实践研究土钉墙支护稳定性的资料较少。基于此，本文结合某深基坑工程，通过实地勘测和数据分析总结应用土钉墙支护的深基坑边坡稳定性以及变形情况，从土钉的长度、间距、入射角入手研究深基坑工程中土钉墙支护效果的方法。

1复合土钉墙微型钢管桩支护优点

1）稳定性好，安全性高：复合土钉墙微型钢管桩基坑支护将锚杆、微桩与滑裂面以外土体连成一个整体，通过托架（腰梁）、锚头、钢筋网片、帽梁与微桩连接，组成一个受力体，增强了土体的自立性，提高喷射层面与土体的黏结前强度，增加了支护结构的刚性和稳定性，最大限度地约束了基坑变形和限制坑底的隆起、管涌和渗流问题的出现，使基坑有较高的安全系数，更好地确保安全生产。2）施工便捷，加快进度：复合土钉墙微型桩施工无须大型机械设备，施工工艺简单，出土量少，施工效率高，同时采用采用高标号早强注浆材料，短时间内达到设计强度要求，再进行分层土方开挖及土钉支护，加快工程进度。3）降低成本，安全环保：混凝土桩支护最大优点是控制位移能力强，但成本高、施工复杂，复合土钉墙微型钢管桩施工安全高效，能够有效降低成本，同时施工过程无噪音、污染少，有利于文明施工和环境保护。复合土钉墙微型钢管桩在工期、造价、安全、环保等方面更先进、更新颖，因此广泛应用于基坑支护工程中。

2微型钢管桩施工

1)注浆钢管安装，连接采用套管连接。2)测量放线。根据设计要求的间距、排距及设计提供的标高进行测量放线。3)孔距定位。根据设计的孔洞直径、间距、排距使用钢筋头打入地下进行定位。4)微型桩定位。本工艺采用干成孔方式钻孔，根据微型桩定位，在成孔位置上进行汽车载运螺旋钻准确定位，汽车支撑脚腿下进行夯实后垫方木，确保其稳定。5)成孔顺序。先Ⅰ序再Ⅱ序。6)就位钻孔。将汽车载运螺旋钻机安放在指定位置，安放水平，防止倾斜;将钻杆抬至钻机旁，启动钻机，慢慢钻进;每进深2m，需要接一次钻杆，直至达到设计有效深度。钢管接长时，上下两段钢管之间采用套管连接。7)清孔。湿作业时采用泥浆泵进行循环水清孔，干作业时无需清孔。8)管内3根20mm钢筋束安装焊接。3根φ20钢筋为HＲB400，钢筋锚固长度为40d。钢筋接头宜采用焊接，当采用双面焊接时，搭接长度不小于5d;当采用单面焊接，搭接长度不小于10d，且钢筋的焊接接头相互错开。9)安装注浆管。下放钢管完毕后，要及时进行注浆，注浆管由注浆机直接接入到下入孔内的钢管上，接口要密封连接，注浆管采用橡胶管输送。10)拌制水泥砂浆。水泥砂浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在不大于0.5，强度等级M20，把拌制的水泥砂浆放入钢制的1m×1m×1m灰槽内，然后由注浆机注浆。11)注水泥浆。注浆管需装设压力表，注浆压力为0.1～0.3MPa，水灰比控制不大于0.5，采用一次性注浆(先投管后注浆或先注浆后投管均可)。注浆管下至孔底后提起300mm，进行开放式注浆，直至孔口冒出纯浆为止;注浆从孔底开始，边注边拔，保证浆体密实。待浆体沉淀初凝，及时对管壁内外作补浆处理，使桩孔完全充盈。12)钢管桩施工中，应仔细测量孔深、钢管长度、钢筋束长度及注浆管长度，避免出现假桩断桩现象，严格控制桩顶桩底标高。

3复合土钉墙微型钢管桩基坑支护施工技术

3.1施工准备

（1）按照设计要求，本次支护选用的杆体材料为HRB400钢筋，用于施工中的钢筋表面必须顺直，不得弯折，且表面无锈蚀，端部采用螺丝端杆，配有螺帽和钢垫板；钢筋网的规格为15×15cm；水泥砂浆为M40，水泥为42.5#普硅水泥，细骨料为中细砂，粒径在2.0mm以内，拌和水选用水质达标的自来水。（2）根据现场实际情况，结合工程特点，对施工机械设备、器具等进行合理选择，并确定合理的施工工艺，在保证质量的前提下，加快速度。以所选的施工机械设备的型号和规格作为依据平整施工场地，给安全生产创造有利条件。（3）开工前，要对施工中使用的原材料品种、规格、型号全面检查，并重点检验土钉各个部件的质量，看是否与设计要求和规范标准的规定相符，发现问题必须及时处理，避免对工程整体质量造成影响。

3.2初喷混凝土

喷射混凝土采用42.5R普通硅酸盐水泥，配合比宜为水泥∶石子∶砂=1∶2∶2细石混凝土（质量比），石子粒径采用5mm~10mm的碎石，水灰比为0.4~0.45，混凝土强度等级不低于C20，3天强度不低于10MPa。在土方开挖后，按设计要求的放坡角度修坡，去除表面松土并修整平直后进行第一次喷射砼（初喷）。喷射时，喷头与受喷面垂直，并保持距离0.6m~1.0m，喷射须做到一次到位，一次成功，使之成为一个整体，稳定边坡，初喷厚度应不大于30mm，在初喷之前埋设控制喷射砼厚度的标记，喷射的混凝土可根据施工时天气情况考虑是否加入适量的速凝剂。

3.3铺设钢筋网

⑴铺设前做好准备工作，检查钢筋网，若附着杂物则清理干净；调直挂网的钢筋，待土钉稳定打设到位后方可挂网。⑵用φ14mm加强筋与土钉焊接，保证连接的稳定性。⑶分层、分段有序铺设钢筋网，以绑扎的方法处理相邻钢筋网的连接部位。为保证稳定性，绑扎的搭接长度至少达到300mm。钢筋网与岩面的间隙以30mm为宜。此外，将铺设在边壁上的钢筋网适当延伸至地表面。⑷钢筋网必须具有足够的稳定性，为此将其与锚杆或其他装置稳定连接，以免在喷锚施工中发生晃动。

3.4注意事项

（1）钻设锚孔时，要选取合理可行的方法，并由经验丰富的人员操作，避免塌孔、缩颈等质量问题的发生，保证锚孔质量，为土钉的顺利安插和浆液灌注提供有利条件。（2）严格按照受喷面的情况，并结合设计要求，合理布设土钉孔的位置。用于土钉制作的钢筋，在使用前要进行调直、除锈及防腐处理。（3）土钉的安插位置为锚孔的中心，可用木楔子对孔口临时封固，土钉插入孔内的深度必须与设计要求相符，安装到位后不得敲击土钉。

结束语

复合土钉墙微型钢管桩基坑支护具有经济、安全可靠、适应性强、施工简便灵活、速度快、对环境影响小等优点，当支护深度过深，土钉墙不能保证基坑整体稳定性时，增加钢管桩，避免采用支护桩造成成本过多增加，对加快工程进度和保护周围环境能发挥重要作用，社会效益和环境效益明显。

参考文献

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