中交一航局第二工程有限公司 山东青岛 266071
摘要：近年深基坑工程大量涌现，广泛应用于房建工程，以满足充分利用地下空间需要。如何保证基坑工程的安全性、经济性及有效性成为目前急需解决的难题。有限的建筑场地及为保证周边建筑物安全，垂直开挖支护方式大量应用于深基坑工程。微型钢管桩以其节约施工工期、工序简单、施工成本低等优势，广泛应用于深基坑支护中。中交一航局二公司依托承建的青岛基隆路小学基坑工程对微型钢管桩复合土钉墙施工工艺进行研究， 成功解决了深基坑垂直开挖支护施工难题，为后续同类工程积累了经验。
关键词：深基坑；微型钢管桩；预应力锚索；
引言
伴随我国社会经济的发展，城市化进程加快，城市人口急速增长。为了解决人口矛盾，满足城市居民居住条件，大量体量大、层高高的高层建筑工程涌现，地下空间利用率逐年提高。因此，深基坑技术在建筑工程中得到了广泛的应用，如何确保深基坑支护工程施工质量和施工安全，节约高效的完成支护作业成为目前施工人员迫切需要解决的难题。在传统土钉墙和护坡桩两种基坑支护方式基础上急需进行工艺改进、技术完善。
结合工程实例，本文详细介绍微型钢管桩配合预应力锚杆构成的复合土钉墙支护方式，该支护方式工序简单，经济性强，安全稳定性高，对边坡支护效果明显。尤其适用于土层厚度较大、周围无放坡空间、临近建筑物或地下管线等的深基坑工程，能取得较好的效果。
1工程概况
基隆路小学建设工程位于青岛市市南区，南临基隆路，西临高雄路。基坑坑底周长约350米，基坑顶标高约40米，基底标高暂定为24.5米，支护高度约15.5米，为临时性支护。基坑北侧边线距现有教学楼最小距离为10米；基坑东侧距离市政道路最小距离约为19米； 东南侧为运动场，无建筑物；基坑南侧紧邻市政主干道（基隆路），且道路地下管线较多，分别为通讯管线、雨污水官网、电缆、自来水管，以上管线自围墙向南依次布设，施工前需组织人员查明管线分布位置，施工过程中采取有效措施，严控边坡沉降、位移，避免对现有管线造成破坏。
本基坑工程安全等级为一级。基坑临时支护构件使用期限不超过两年，以基坑开挖日期开始计算。
基坑东北侧及南侧2、4、6单元受临近建筑物、地下管线影响，不具备放坡开挖条件，需进行垂直开挖，鉴于该工程工期紧、任务重，如何解决垂直开挖段基坑支护难题成为该工程首要任务。
2方案比选和确定
合理的支护方案的选择决定了基坑工程的施工质量、边坡安全、施工成本。综合对比放坡开挖、桩基护坡、锚喷等多种支护方案的优点和局限性，结合本工程程地质、水文和周边环境条件资料，进行多方案比选，比选情况如下：
通过详细的调查分析，从施工工期、机械投入、成本、施工质量、安全性等各要素进行全面分析，微型钢管桩复合土钉墙支护工艺节约施工工期，施工费用较低，对周边环境影响较小，工艺优势明显。
结合现场实际情况，基坑东北侧紧邻使用中的基隆路小学学生活动场地，基坑南侧紧邻基隆路，且临近基坑区域地下管线较多，无法满足放坡支护条件要求，增加了本工程支护难度。 如采用护坡桩支护，因成桩工期较长，成本较高，且桩径较大，成桩过程中将破坏原有管线，施工泥浆污染环境。因此采用微型钢管桩+预应力锚杆土钉墙的复合土钉墙支护工艺，对基坑东北侧和南侧垂直支护段进行支护施工。 这种支护体系具有以下优势：①通过打设钢管桩，有效增强边坡的稳定性，同时降低边坡的沉降变形；②在土方开挖前完成钢管桩施工，有效控制土方开挖期间的边坡稳定，避免边坡土体局部坍塌现象出现；③钢管桩与土钉联合受力，如个别土钉失效，钢管桩能有效分散集中应力，达到整体支护效果；④桩顶设置冠梁，将钢管桩连成整体，有效降低桩顶位移量；⑤钢管桩嵌入坑底一定深度，对坑底土体有加筋作用，对基底位移的控制有一定效果；⑥通过分层、分段设置腰梁、预应力锚索，整体联合进行支护，加强边坡稳定性，控制边坡位移量。
3基坑支护方案设计
3.1计算方法：在土钉墙支护体系中，微型钢管桩属于柔性支护体系，且为超前支护，采用土钉墙的理论进行微型钢管桩受力计算。结合土钉施工经验的计算土钉的长度，以此为基础，运用条分法综合分析土钉墙稳定性，根据计算结果修正初设值。鉴于基坑周边存在现有4层建筑物，取40KN/m2为坡顶荷载。
3.2支护设计参数：基坑开挖深度为15.5m，设置土钉水平间距为1.5m。共设置土钉、锚杆7排，土钉、锚杆均上下交错布置，腰梁设置于预应力锚杆端部，为现浇钢筋混凝土结构，桩顶设置冠梁，强度等级 C25，微型钢管桩桩径146 mm，钢管厚度5 mm， 钻孔直径180 mm，入基底1000 mm，桩中心间距1000 mm。
4工艺实施效果
4.1 实施效果
该工程施工过程中，通过设置微型钢管桩，配合预应力锚杆土钉墙进行联合支护，合理消除了现场场地受限影响，同时保证了周边现有建筑物、管线的安全，该支护体系无泥浆产生，有效避免泥浆外运对市政道路、周边环境的污染。施工过程中组织第三方监测单位对边坡进行沉降、位移监测，监测结果未超报警值。微型钢管柱支护体系经济性明显，较支护坡桩方案节约约25%施工成本。 钢管桩注浆完成后可较快的组织下步施工，解决了该项目工期紧张的难题。鉴于该支护体系技术先进、施工成本低、安全性强等优势，在未来深基坑支护工程应用中将会有较好的发展前景。
5.2施工中注意的问题
⑴钢管桩施工前需探明场区地下管线、埋设物分布情况，避免成孔施工对管线造成破坏；
⑵严把工程测量定位关，要求钢管桩施工轴线定位准确，严格控制钢管桩位及间距，保证建筑物地下部分施工空间；
⑶钢管桩施工要求多次加压补浆，确保注浆饱满度，以保证钢管桩与桩侧岩体充分粘结；
⑷加强对基坑边坡沉降、位移量的监测，实时关注监测数据，发现数据异常及时采取措施。
5 效益评估
微型钢管桩复合土钉墙支护工艺，施工便利，工期短，施工效率高，施工成本较低，节约施工成本约25%，且对周边环境污染较小。适用于受周边建筑物影响，无法进行放坡开挖的基坑工程。通过在传统土钉墙支护体系基础上增设微型钢管桩，强化支护体系的整体稳定性，有效控制边坡位移、局部坍塌，保护周边建筑物、管线安全，能取得较好的支护效果。
6创新点
微型钢管桩复合土钉墙支护体系施工成本低、工序简单，节约施工工期，且无需投入大型机械设备，施工噪音小、对环境污染少。针对基坑开挖施工，如普通土钉墙支护无法满足边坡稳定性要求时，建议采用该支护体系替代护坡桩方案。
微型钢管桩复合土钉墙的成功实施，可降低基坑支护费用，在施工投入方面也优于护坡桩方案，安全、进度、质量及经济方面也能有所保障。我公司通过实施基隆路小学建设项目，积累了施工经验，以指导后续类似工程实施。
7 结语
微型钢管桩复合土钉墙的成功实施，体现出该工艺较强的实用性。此工艺在施工场地受限垂直开挖深基坑支护中将有广阔的应用前景。
参考文献：
［1］《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-2012；
［2］《基坑土钉支护技术规程》CECS96-97；
论文作者:温定军
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
标签：基坑论文; 钢管论文; 管线论文; 基隆论文; 工程论文; 护坡论文; 建筑物论文; 《防护工程》2019年第3期论文;