狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术

蔡佩仪

摘要：狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术主要研究如何解决狭窄空间里深基坑的微型钢管桩锚索复合支护如何施工以及如何简化施工工艺，提高施工质量与效率，加快施工进度等问题。基于此，本文针对狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术进行研究，期望为同类工程提供有价值的参考。

关键词：狭窄空间；微型钢管桩锚索；深基坑复合支护；施工技术

近些年来，随着我国城市经济的高速发展，市区商业建筑日益增多，再加上市区土地资源稀缺以及地价昂贵，为了提高资源的利用率，导致部分新建建筑与现有建筑距离越来越近，甚至出现新旧商业建筑地下室紧贴的情况。在实际施工中遇到这种情况时，往往由于采用施工方法不当，从而导致开挖面附近地面沉降、邻近建筑出现倾斜以及裂缝，更严重的甚至可能出现基坑坍塌的情况，对邻近建筑物的安全功能和使用功能造成影响。

1.工程概况

某商业、住宅楼工程项目位于某市中心地铁口附近，项目具有工程规模大，楼层高，地下基坑深度大，施工场地面积狭小等特点；该基坑开挖深度-20.7m，其中三面（分别是东、西、北侧）采用地下连续墙加三道混凝土支撑梁作为基坑安全支护系统，本项目南侧的地下室3层分别与B栋（高98.3m，地下3层，深-11.4m）地下室3层连通，出现新旧建筑紧贴的情况。

2. 技术难题及解决思路

2.1技术难点

狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术主要研究如何解决狭窄空间里深基坑的微型钢管桩锚索复合支护如何施工以及如何简化施工工艺，提高施工质量与效率，加快施工进度等问题。需要解决以下几个技术难题：

（1）本基坑南面SA段基坑支护全长约35m，支护深度约12m。由于该段支护结构位于已建项目华庭一期B栋下方，支护顶部标高为-11.4米，与现有地下室底板存在冲突。

（2）原工程一期地下室负3层净高3.5m，即使破除冲突位置厚度为1米的地下室底板，施工作业面最大高度也只能去到4.5m。常规条件下的基坑支护施工方法和措施已经不能满足现有的施工环境，

（3）本项目基坑开挖深度约-20.0米，SA段基坑支护作为本项目基坑支护在一期（共3层地下室）与二期（共5层地下室）交接处的接续，是关系到整个新建工程地下结构和施工安全的重要保障，也是对旧建筑结构维持稳定的唯一措施，对其有着非常高的质量要求。

（4）该段基坑支护是本项目基坑土方继续向下开挖的前提，是影响地下工程施工进度的一大关键点。

2.2解决思路

（1）针对目前准备施工的微型钢管桩支护顶部与项目一期B栋负3层底板存在局部冲突问题，项目部在征得监理、业主同意的前提下，在工作面处水钻切除项目一期B栋地下室负3层1米厚底板，切除底板后，微型钢管桩工作面的最大施工高度可达到4.5米。

（2）即使经处理后工作面施工极限高度能达到4.5米，但是常规条件下的微型钢管桩基坑支护施工方法、措施仍然不能满足现有的施工环境。需要针对本项目的施工环境及特点进行必要的改进和深化，使其适用于狭窄空间施工。

（3）常见的微型钢管桩施工方法从机械配备、材料预制等形式上基本不能满足狭窄空间的需求，因此只要在机械选型、材料预制方面作进一步改进，则可满足狭窄空间内微型钢管桩施工，确保其施工进度、质量和安全。

（4）联系施工机械厂家的技术人员到现场考察，针对现场的情况改良施工机械。

（5）施工过程中对每个施工班组及时检查，检查重点是桩长、水灰比、水泥用量。桩长可直接量注浆钢管长度；水灰比可直接用比重计现场监测；每注完10根桩以后，要及时核实水泥实际用量，如果以上不符合设计要求要及时调整,并对已施工过的桩进行补灌，确保施工质量。

3.狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术原理

3.1微型钢管桩的作用和原理

微型钢管桩的原理是通过在地下穿孔后将钢管沉入土层中，利用土体的摩擦力和钢管的强度来提高地基的稳定性。钢管桩可以分为打入型和钻入型两种。打入型钢管桩是通过施力将钢管直接打入土体中，产生侧向土压力来增加地基的承载能力。而钻入型钢管桩则是通过在土层中钻孔后再将钢管沉入孔内，形成土-钢共同承载的复合桩体。微型钢管桩具有操作简便、施工周期短、适应性广等优势，广泛应用于建筑、交通、水利等领域。其优美而高效的作用，使得地基处理和地下工程支撑更加可靠和安全。

3.2锚索的作用和原理

锚索的作用包括但不限于以下几个方面：（1）确保结构的稳定性：在建筑、桥梁等工程中，锚索可以提供额外的支撑和抗拉力，确保结构在承受加重或外部荷载时的稳定性和安全性。（2）提供拉力：锚索可以通过施加预应力或张力来提供拉力，用于推动或牵引运动中的物体，例如电梯、索道等。（3）固定物体：锚索可以用于固定和牵引物体，如船舶、桥梁、挡土墙等，以防止它们受到外部力量的影响而产生位移或倾斜。

锚索的原理基于以下几个关键要素：（1）锚固系统：锚索必须通过一种强固的锚固系统来固定在地面、墙面或其他结构物上。通过将锚索固定在锚板、锚链或岩石中等，可以确保锚索不会松动或脱离固定。（2）材料选择：锚索通常使用高强度和耐腐蚀的材料，如钢丝绳、钢束或钢筋。这些材料具有良好的抗拉强度和耐久性，能够在各种环境条件下保持稳定性。（3）预应力技术：在某些情况下，锚索可以通过预应力技术来施加拉力。这涉及在安装过程中施加力量，使锚索处于紧张状态，以提供额外的稳定性和支撑力。

3.3复合支护的作用和原理

复合支护的原理基于以下几个关键要素：（1）墙体结构：复合支护通常由墙体结构构成，例如混凝土墙、钢筋混凝土墙或钢支撑墙。这些墙体提供了稳定性和强度，以防止土体失稳或发生坍塌。（2）土工材料：在墙体结构的内侧，可以使用土工材料如土工格栅、土工布或土工膜等。这些材料具有良好的抗拉强度和滤水性能，可以增强土体的稳定性、分散地表水压力，并防止边坡土体的侵蚀。（3）排水系统：复合支护还可以包含排水系统，用于处理和排除由地下水或降雨引起的过多水分。这有助于减小土体饱和度和剪切强度，提高土体的稳定性。

复合支护的作用主要表现在以下几个方面：（1）抗侧压：通过墙体结构、土工材料和排水系统的综合作用，复合支护可以有效抵抗土体承受的侧向压力，提供稳定的支撑。（2）增强土体稳定性：复合支护可以通过增强土体的抗拉强度和剪切强度，防止土体质量的流失和破坏，增强土体的整体稳定性。（3）分散荷载：复合支护可以分散荷载，将地表或地下结构的荷载均匀地传递到土体中，减小局部应力集中，保护土体的完整性。

4施工技术要点

4.1施工工艺

 

 

4.2操作要点

3.2.1平整场地

根据设计要求平整工作面，放出基坑边线及定出桩位，最关键是水钻切除项目一期B栋地下室阻碍微型钢管桩施工的1米厚底板。

4.2.2注浆钢管制作焊接

根据施工方案要求的深度进行下料，对于超过6m的进行加强焊接。

4.2.3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。

4.2.4孔距定位

根据设计的孔洞直径、间距、排距使用筷子打入地下进行定位；

4.2.5机械开挖循环集水坑、水沟和水坑

微型桩定位后采用人工开挖循环集水坑、水沟和水坑：因本工艺采用湿成孔，每间隔3m需要开挖1m*1m*1m的循环水池；根据微型桩定位，在成孔位置上安装钻孔机底盘，采用长度1m，6根直径20钢筋地锚固定，确保其稳定。

4.2.6钻孔机就位钻孔

由于现场施工空间4.5m的限高，最接近现场实际情况的志高ZGYX-420液压钻机（机身高度1.5m、臂长4.7m）也无法正常施工，因此项目联系厂家把履带液压钻机臂从4.7m改为2.8m、钢管预制长度定为2m段基本上满足钻机液压臂作业需要的旋转空间，以及加装、拆卸钻杆和提升下放钢管所需的空间。

图2改良后的短臂履带钻孔机图

4.2.7清洗钻孔

在注水泥浆前，要对桩孔进行清孔，使孔内泥浆全部排出，要求孔底沉渣厚度不大50mm；

4.2.8注浆机安装

在现场指定位置固定注浆机，电源由指定的配电箱接入，采用6平方三相五线制电缆，把拌制的水泥浆放入6mm钢板焊接制成的1m*1m*1m灰槽内，然后由注浆机注浆。注浆管需装设压力表，注浆压力为0.8Mpa，水灰比控制在0.5～0.6之间，注浆后暂不拔管，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。

4.2.9安装下放钢管及细石填充

待孔清洗后及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管露出地面200mm。便于接入注浆管。在下入好钢管的外侧进行细石填充，细石填充采用人工进行，使用手推车运输到现场，采用人工振荡入孔，只至填满为此。

4.2.10安装注浆管

细石填充完毕后，要及时进行注浆，注浆管由注浆机只接接入到下入孔内的钢管上，接口采用丝口连接，注浆管采用橡胶管输送。

4.2.11拌制水泥浆

水泥浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.5～0.6之间，把拌制的水泥浆放入钢制的1m*1m*1m灰槽内，然后由注浆机注浆。

4.2.12注水泥浆

注浆管需装设压力表，注浆压力为0.8Mpa，水灰比控制在0.5～0.6之间，注浆后暂不拔管，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。

4.2.13多次加压注浆

多次加压注浆：因一次注浆难以得到冲盈系数要求，得到注浆压力为0.5Mpa，需要多次间隙注浆，一般为三到五次，只至细石填充中翻浆为止。

5施工效果

本工程建设中狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术的实施，大大的减少了劳动力以及资源的投入，同时提高了施工进度以及保证了工程质量。

采用本施工技术，施工过程安全有序，施工质量可靠。在保证质量和安全的前提下，减轻劳动作业强度，节能降耗，取得了良好的经济效益和社会效益。

6.经济效益和社会效益

6.1经济效益

（1）节约的机械费用。采用本施工技术，SA段基坑支护比计划提早5天完成，可以节约5个浙江志高420E短臂改装钻机5个台班，每台班按2000元，就可直接节台班费约1万元。

（2）节约的人工费用。采用本施工技术，项目可至少节约50个人工，每工人工费用按200元，单个建筑就可直接节约人工费用1万元。

（3）节约费用合计。项目累计节约费用1+1=2万元。

通过上述计算表明,通过改良施工过程中的施工方案，使得该项目产生2万元以上的经济效益。

6.2社会效益

狭窄空间微型钢管桩施工方法是针对在施工空间相对局限的条件下，通过改进施工机械、材料预制等方面进行的，在本项目上取得了良好的施工效果，使得施工过程安全有序，效率高，劳动强度低。同时节约了人工费，极大促进狭窄空间微型钢管桩的施工进度。

其施工质量好，能满足设计对基坑支护的要求，减少资源的消耗。获得监理和业主单位的一致好评。并且该施工工艺成熟，技术先进，增强企业技术竞争力。

7.推广应用前景

近些年来，随着我国城市经济的高速发展，市区商业建筑日益增多，大型地下空间的开发利用，部分新建建筑与现有建筑距离越来越近，甚至出现新旧商业建筑地下室紧贴的情况。施工面越来越狭窄，基坑支护工程的规模和深度也越来越大，加强基坑支护在实际施工过程中具有重要意义。而在实际施工中遇到这种情况时，往往由于采用施工方法不当，从而导致开挖面附近地面沉降、邻近建筑出现倾斜以及裂缝，更严重的甚至可能出现基坑坍塌的情况，对邻近建筑物的安全功能和使用功能造成影响。狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术适用于所有狭窄空间微型钢管桩支护的施工，能确保基坑开挖面的安全性、稳定性、可靠性，且保证基坑支护的施工质量。

该施工技术经商业、住宅楼工程项目大面积成功应用，取得良好的经济效益、社会效益和技术效益。实践证明该施工技术具有技术先进、安全可靠、快捷经济等优点，具有很好的推广应用价值。

8.结语

总的来说，狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术是一种创新的解决狭窄空间深基坑施工难题的方式，它不仅提高了施工效率和安全性，还能减少工程成本和资源消耗。随着这种技术的不断推广和应用，在城市建设和基础设施建设等领域将会发挥更大的作用。本次研究是为了解决如何在这种狭窄空间里超过一定规模的深基坑支护施工做到既要保证旧建筑物结构的安全，又要保证新施工的支护结构质量牢固可靠。力求通过本课题项目的研究，通过技术手段及施工工艺组织，解决狭窄空间基坑支护施工现场质量、进度、成本等各项指标在施工应用中存在的问题。形成具有切合实际的、具有推广应用前景的狭窄空间微型钢管桩锚索深基坑复合支护施工技术。

参考文献

[1]GB.复合土钉墙基坑支护技术规范: GB 50739-2011[S].2011.

[2]T/CECS.基坑土钉支护技术规程: CECS 96-1997[S].1997.

[3]批准部门中华人民共和国建设部. 建筑基坑支护技术规程 [M].中国建筑工业出版社,2012.

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