鋼花管支護(hù)在中細(xì)砂層中的應(yīng)用

黃曉杰

中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司

鋼花管支護(hù)在中細(xì)砂層中的應(yīng)用

黃曉杰

中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司

在中細(xì)砂層中采用鋼花管支護(hù)，通過不良地質(zhì)的改良加強(qiáng)了深基坑支護(hù)的安全性。

邊坡支護(hù)；中細(xì)砂層；不易成孔；鋼花管

1 工程概況

灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1位于陜西省西咸新區(qū)灃東新城，南起昆明二路，北至昆明一路，東至復(fù)興大道，西至灃東四路。

地貌單元屬灃河右岸I級階地?；硬捎梅牌麻_挖，坡度為1:0.5，開挖深度分別為5.4m、5.7m、6.3m、7.0m（由自然地坪至開挖底標(biāo)高），屬深基坑范疇，本基坑側(cè)壁安全等級為二級，結(jié)構(gòu)使用期限為12個(gè)月。

本項(xiàng)目土方開挖到23-34/BL段時(shí)，地質(zhì)情況較差，砂層厚（相對標(biāo)高-4.4米至-6.5米處），厚度為2.1米。邊坡不易成型，（詳見右圖）。根據(jù)《灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1巖土工程勘察報(bào)告》顯示此層為中細(xì)砂層，天然重度γ=20.0KN/m3，粘聚力C=0KPa,內(nèi)摩擦角φ=26°。

采用普通土釘支護(hù)已不能滿足現(xiàn)場施工要求。為保證基坑邊坡的穩(wěn)定、安全選用了鋼花管錨固支護(hù)。

2 鋼花管錨固支護(hù)的特點(diǎn)和組成

2.1 鋼花管錨固支護(hù)的特點(diǎn)

鋼花管錨固支護(hù)的主要特點(diǎn)就是能夠?qū)ψo(hù)坡的不穩(wěn)定層（中細(xì)砂層）起到對土質(zhì)的改良與對邊坡的加固作用。它是通過高壓注漿將水泥泥漿滲透到邊坡的不穩(wěn)定層里面的，采用這種方法能夠改善土體的物理力學(xué)性能指標(biāo)的，能提高邊坡的自身的抗滑能力的；鋼管與噴射鋼筋混凝土面層連接成整體后，這樣就能跟邊坡提供一定的阻滑和錨固的功效的。這兩種作用結(jié)合起來能很好的提高了邊坡的安全穩(wěn)定系數(shù)的。

2.2 鋼花管支護(hù)的組成體系

鋼花管錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)由兩部分組成，即鋼花管錨固和噴射鋼筋混凝土面層。

鋼花管采用“Φ48×3.25mm鋼花管”,長度3米，不開孔段長1米，入土端加工成錐形體長度10cm，方便打入；開孔段孔眼對向設(shè)置，孔徑8mm;孔眼豎向間距50cm，共設(shè)置4道，每個(gè)孔眼前端焊接角鋼，構(gòu)成孔前倒刺及保護(hù)塊，起到加強(qiáng)錨固與保護(hù)濾水孔堵塞作用；然后采用打管機(jī)將鋼花管定位鋼筋的位置按照與水平夾角15°擊入土中再進(jìn)行高壓注漿。

注漿完成后采用掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，同時(shí)設(shè)置加強(qiáng)筋并與錨頭焊接，然后噴射第二層混凝土。土方開挖過程中，根據(jù)土方開挖進(jìn)度，隨時(shí)插入鋼花管及掛網(wǎng)噴混凝土的施工。鋼花管間距1500mm，梅花形布置；面層掛鋼筋網(wǎng)，噴100mm厚C20細(xì)石混凝土。土方開挖配合鋼花管施工時(shí)，每步均開挖至相應(yīng)的鋼花管下0.5m位置，打入鋼花管的施工，然后掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土面層；下部土方開挖一定要等到上部支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后再進(jìn)行。

鋼花管大樣如圖所示：

鋼花管倒刺采用長40mm，寬25mm，厚3mm的角鋼制成，焊牢在鋼管上。

掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土面層結(jié)構(gòu)如圖所示：

3 施工工藝

3.1 施工流程

開挖――修坡――定孔位――打管機(jī)夯擊鋼花管至設(shè)計(jì)深度――堵孔注漿――補(bǔ)漿――綁扎、固定鋼筋網(wǎng)――壓筋――端頭焊接――噴射混凝土面層――混凝土面層養(yǎng)護(hù)――循環(huán)下一層鋼花管施工

3.2 成孔及掛網(wǎng)噴錨施工

1）定位放線

按設(shè)計(jì)圖紙由測量人員準(zhǔn)確放出每一根鋼花管的位置，使用Φ6.5長30cm鋼筋插入孔位定位，并作出標(biāo)記和編號，防止偏位和漏設(shè)。

2）鋼花管制作及打設(shè)

鋼花管制作：鋼花管入土端加工成樁尖狀；鋼花管全長范圍內(nèi)設(shè)注漿孔，孔徑8mm，對向布置，間距500mm；鋼花管倒刺采用長40mm，寬25mm，厚3mm的角鋼制成，焊牢在鋼管上。

鋼花管打設(shè)：采用打管機(jī)將鋼花管按設(shè)計(jì)角度（與水平面夾角15°）及位置對正，將鋼花管擊打入土至設(shè)計(jì)長度。

3）注漿

注漿材料選用水灰比為0.5～0.6的純水泥漿，采用JW型制漿機(jī)制漿，漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，要在初凝前用完。

壓漿采用UB3型壓漿泵進(jìn)行壓漿，壓漿管采用高壓纏絲橡膠壓漿管，壓漿管的抗壓強(qiáng)度不小于3MPa，壓漿接頭應(yīng)保持密閉，不漏漿、泄?jié){，綁設(shè)牢固，不脫落。

壓漿開始時(shí)用稀漿走孔，注漿壓力為0.4MPa～0.5MPa之間，且每米花管注漿水泥用量不小于8Kg，壓漿終止標(biāo)準(zhǔn)每延米水泥用量達(dá)到設(shè)計(jì)值得1.5倍即12Kg/m，或壓力達(dá)到0.5MPa且持續(xù)增高，走將困難。壓漿結(jié)束時(shí)用濃漿封管。

4）掛網(wǎng)

掛設(shè)Φ6@200×200單層鋼筋網(wǎng)，在鋼花管外露端部與鋼筋網(wǎng)接觸位置增加2根Φ14通長加強(qiáng)筋筋與鋼花管焊接連接，鋼花管與通長加強(qiáng)筋頂部兩側(cè)沿鋼花管方向另設(shè)兩根鎖定筋，鎖定筋使用2根長度12cmΦ18鋼筋，雙面滿焊。

5）噴射混凝土

噴射混凝土強(qiáng)度為C20，設(shè)計(jì)厚度100mm；要求土方分層分段開挖，噴錨段分層高度不大于1.5m，分段長度不大于20m；噴錨強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方可進(jìn)行下一層開挖噴錨作業(yè)。

4 鋼花管錨固支護(hù)的施工要點(diǎn)

4.1 鋼花管打入時(shí)要對準(zhǔn)點(diǎn)位，將管體調(diào)整好角度順管軸向一次性連續(xù)打入，減少對中細(xì)砂層的擾動和管位偏差。

4.2 注漿時(shí)，壓力不能過低，為了水泥漿能夠充分侵入土體中，根據(jù)圖紙要求可控制在0.4MPa～0.5MPa；注漿的時(shí)間要控制好，每條管注漿時(shí)間為10分鐘左右，不能過快；水泥漿的注入量最小用量不宜少于8Kg水泥/米鋼花管（圖紙要求），注入過程現(xiàn)場技術(shù)人員仔細(xì)觀察邊坡土體變化，觀察到土壁產(chǎn)生可見的變形要停止注漿。

4.3 壓漿時(shí)出現(xiàn)壓力急劇上升或壓漿管劇烈抖動應(yīng)立即停止壓漿，并迅速打開回漿閥門，避免漏漿、爆管。

4.4 停止注漿前要做好封閉管口的準(zhǔn)備工作，壓漿結(jié)束時(shí)用濃漿封管，用以防止水泥漿流出。注漿完成3日內(nèi)要檢查灌注水泥漿的飽滿度，如不飽滿有空隙要進(jìn)行二次注漿。

5 鋼花管支護(hù)的使用優(yōu)點(diǎn)

通過現(xiàn)場施工總結(jié)出鋼花管支護(hù)具有以下5個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

5.1 基坑安全方面：鋼花管支護(hù)通過壓力灌漿加固，即是在軟弱層部位埋設(shè)高壓灌注水泥漿，對軟弱層進(jìn)行滲透、擠密和最終的膠結(jié)作用，形成膠狀水泥固結(jié)體，達(dá)到加固的作用，

5.2 質(zhì)量控制方面：鋼花管支護(hù)要求將水泥漿通過注漿泵高壓注入土體中，水泥漿的注入量越多，對邊坡的加固越穩(wěn)定，通過嚴(yán)格控制水泥用量即可達(dá)到對質(zhì)量的控制；

5.3 文明施工方面：鋼花管支護(hù)使用打管機(jī)打入鋼花管一次完成，不需清孔，產(chǎn)生垃圾少，對環(huán)境的影響小施工環(huán)境較優(yōu)。不用像土釘施工成孔后要有清孔工序，需使用水輔佐施工，產(chǎn)生大量的泥漿，致使施工環(huán)境泥濘不堪，不易清理；

5.4 施工速度方面：普通土釘在不良地質(zhì)情況下，鉆孔時(shí)不易成孔，遇到砂層時(shí)還會有塌孔現(xiàn)象，還需另設(shè)套管才能施工，成孔速度慢，鋼花管支護(hù)只需使用打管機(jī)打入一次完成，施工進(jìn)度快；

5.5 節(jié)約用地方面：使用鋼花管的基坑邊坡由于土質(zhì)得到改良，基坑開挖放坡可以達(dá)到1：0.5甚至更小，有效的減少了施工占用面積和土方開挖量，并降低了綜合成本。

6 結(jié)語

采用此方案施工安全的、有效的、快速的解決了在中細(xì)砂層中的支護(hù)問題（見右圖）。深基坑支護(hù)雖屬臨時(shí)工程，但影響范圍很廣，如不慎重考慮，不僅基坑本身安全得不到保障，而且會波及到臨近的構(gòu)造物，它涉及到圍護(hù)工程、土方開挖與支撐工程、降水工程、結(jié)構(gòu)工程等。鋼花管錨固支護(hù)施工方法采用了對土體加壓注漿的辦法，從改良土體性質(zhì)著手，從根本上降低土體主動壓力。它的施工工藝、設(shè)備簡單，施工時(shí)速度快，施工場地影響范圍小，特別是適用不易成孔地質(zhì)的施工的場地，造價(jià)低，對軟弱土層有較好的加固效果，是一種值得廣泛推廣的基坑支護(hù)施工方法。

[1] CECS 96:97.基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JGJ 120—2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] JGJ 167—2009.濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 《灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1基坑支護(hù)圖紙》

[5] 《灃鎬七里鎮(zhèn)安置項(xiàng)目DK1巖土工程勘察報(bào)告》