中国建筑科学研究院地基基础研究所 北京 100013
摘要：以北京市某区某项目为实例，分析了在基坑变形过大时，采用钢管桩加固，来控制基坑变形，取得了较好的效果，并为相似的工程提供了经验和参考依据。
关键词：钢管桩，加固，控制变形
0 引言
钢管桩具有施工速度快，对周边环境扰动小等优点，钢管桩逐渐被应用到工程实例中。钢管桩即可以作为基坑工程的支护桩也可作为桩基础，应用范围较广，在实际工程中通过钢管桩与复合土钉墙相结合来对边坡进行支护，具有结构简单、安全可靠等优点，尤其是在对基坑变形的控制方面，能够取得较好的效果。
1、工程概况
拟建工程位于北京市某区，基坑深度为10.0m，基坑西侧距离S2#商业楼北部约6.7m，距离S2#商业楼中部约11.2m，基坑西侧南部距离S2#商业楼约4.7m。S2#商业楼为框架结构，地上2-3层，地下一层，埋深-4.5m。其余各边均为空地，周边环境简单，具体位置详见基坑平面布置图及监测点布置图。
2、工程地质条件
根据对现场钻探与原位测试及室内土工试验的综合分析，按地层沉积年代、成因类型将拟建场区地面以下60.0m深度范围内的地层划分为人工堆积层、新近沉积层及一般第四纪沉积层三大类，地层示意图如下：
本工程基坑开挖范围内涉及到①1杂填土层（Ck=0，φk=10），稍密-松散，稍湿；①粘质粉土素填土层（Ck=10，φk=10），稍湿，稍密；②粉质粘土～重粉质粘土（Ck=32，φk=16），软塑～可塑；③细砂层（Ck=0，φk=30），湿～饱和，稍密～中密；③1粉砂层（Ck=0，φk=25），稍密～中密，饱和，该层局部缺失；
工程水文概况
本工程在勘察期间共揭露三层地下水，第一层潜水，稳定水位埋深为2.6m~8.3m，第二层潜水，稳定水位埋深为8.7m~13.2m，第三层潜水，稳定水位埋深为20.6m~23.3m。
4、支护方案简介
西侧南部与S2#楼相邻处，地面自然标高约-0.5m，基坑深度约10.00m，基坑距离S2#商业楼约10m，采用二级放坡1:0.4复合土钉墙支护方案，设二道预应力锚杆和四道土钉；
剖面图如下图所示
6、基坑变形发展过程
本工程于2015年2月正式开工，在支护结构前两道土钉及第三道预应力锚杆施工过程中，严格按照施工方案进行施工，即必须在上一步支护结构浆体达到设计强度后才开挖下一步，根据监测数据显示，基坑变形量符合设计及规范要求，由于施工工期较紧，在第三道预应力锚杆成孔及注浆后一天，即开挖下一步，导致基坑变形量加大，在两天时间内基坑坡顶沉降达到30mm,严重超出了设计及规范要求（报警值10mm，控制值15mm），坡顶出现不同程度的裂缝。
7、基坑变形原因
基坑变形原因分析：根据勘察报告显示，S2#楼南侧为3~4m厚回填土，基坑开挖前未进行压实处理，土质较疏松，且S2#楼东南侧为化粪池，有轻微渗水现象，这些情况不足以导致基坑变形急剧增大；基坑变形主要原因为施工S2#楼南侧第四步预应力锚杆时存在超挖现象，第三预应力锚杆浆体强度还未达到设计要求即进行土方开挖，其次为基坑内存在大量的上层滞水，管井降水效果不理想，最终导致基坑变形显著加大。
8、数据分析
在基坑开挖过程中，对周边建筑物及基坑水平和竖向位移进行了监测，根据监测结果显示，S2#楼东南角JK15、JK16点及东北角JK10点变形最大，分别为39.82mm、47.11mm和37.27mm，在2015年2月3日基坑开挖后，基坑变形量显著增加，仅两天的时间JK15水平点增加了15mm，JK16点水平位移增加了25mm，JK15、JK16点及东北角JK10点均达到预警状态。
沉降观测点平面布置图
8、基坑加固措施
出现基坑变形较大情况后，立即采用反压措施，即将土体反压到坡脚，防止变形继续加大，从监测数据中可以看到，反压措施起到了较好的效果，基坑变形速率明显降低，在随后的一周时间内基坑累计变形量仅为2mm。在坡脚进行堆土，待基坑变形稳定后，采用双排钢管桩加固措施来防止基坑继续变形，具体体加固方案为明：
1、基坑变形采用双排微型桩进行加固，桩径130mm，桩长6000mm，间距600mm，排距400mm,内置一根直径80mm壁厚3.5mm的钢管。桩顶设置700*500的冠梁，冠梁混凝土强度采用C25，桩顶锚入冠梁400mm。
2、微型桩采用小型30地质钻机施工，避免对地基土造成过大扰动；钻孔必须隔孔跳打，成孔后立刻注浆。首次施工孔浆液初凝后方可进行跳打孔施工。
3、锚杆采用套管跟进成孔工艺施工，孔径150mm，隔孔跳打，成孔后立刻注浆。锚杆采用P.O42.5水泥净浆灌注，水灰比0.45~0.5，采用二次压力注浆工艺施工。
剖面图如下图所示：
7、经验与教训
深基坑工程属于危大工程，在施工之前在技术和施工两个方面均应做好充分的准备，做好各方面的应急预案，在工程施工的各个环节均应按方案及图纸施工，严禁盲目施工。
对于基坑内回填土较多的情况，在场地平整的时候，应将基坑上口线以外一倍基坑范围内进行平针及压实，对于地下水丰富的地区，在基坑开挖前一周应采用疏干井对基坑内地下水进行降水，防止在基坑开挖过程中，基坑内存在积水；在基坑开挖过程中，应遵循对称均匀分段开挖，严禁超挖。
8、结语
本工程基坑出现较大变形，主要是超前开挖导致，基坑出现险情后，采取的措施也很科学合理，同时基坑的监测工作也很到位，监测单位及时提出预警，监测数据为以后的加固处理措施提供了很好地依据，基坑加固采用双排钢管桩取得了很好的效果，为类似的基坑支护工程加固措施提供了很好的工程实践经验。
参考文献：
《钢管桩的设计与施工》作者:俞振全编著，出版社:地震出版；ISBN:9787502809423
出版时间:1993-01
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-2012）
《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2016）
《带有钢管桩的复合土钉墙支护结构体系》中国技术市场报，出版时间2016.12.16，第07版专刊
论文作者:侯海成
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/30
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