长短间隔悬臂现浇薄壁管桩基坑支护设计与施工
徐佩林，傅红玉，陈林（温州中城建设集团有限公司，浙江温州325000）
[播要】在某软弱土地基工程中采用长短间隔悬臂现浇混凝土薄壁管桩作为基坑支护结构，将沉管灌注桩改为内外两层钢套管，成桩过程中钢套管起着模板、护壁、振搞和挤压密实等多重作用，沉桩过程部分挤土从沉管出泥孔 排出，桩端没有沉渣，使械体能更好地发挥承载能力，保证边坡的安全.长短不规则间隔布桩，在保证工程质量的同时降低了成本，取得了较好的经济效益.
[关键词]现浇薄壁管桩：长短桩悬臂挡墙；软润土：质量保证措施：基坑监测
【中图分类号】TU753.3【文赋标识码】A [文章编号]1002-8498（2011)13-0024-04
DesignandConstructionTechnology ofFoundationSupportwith Long-short Cantilever Cast-in-place Thin-wall ConcretePipe Pile
(Wezhou Zhongchg Building Group Co. Ld. Wenuhou Zhgjang 325000 China) Xu Peilin Fu Hongyu Chen Lin
Abstract Long-short cantilever cast-in-place thin-wall conerete pipe pile is adopted for support structurein some soft soil foundation engineering. Driven cast-in-place pile is instead of steel sleeve including two layer which is used as formwork wall proteetion and vibrating. In pile driving process some soil isdischarged and there is no sediment in pile end which ensure the pile bearing capacity and safety ofslope. The interval distribution of piles with different length not only reduces cost but also ensuresengineering quality.
Key words;cast-in-place thin-wall pipe pile; long-short pile cantilever retaining wall; soft soil; quality control measure; foundation excavation monitoring
表1岩土技术参数Table 1Technical parameters of soll
1工程概况
工程由多幢住宅楼、商业和服务用房组成，框剪结 温州瓯海区梧堤街道旧村改造一期（A，B区）构，总建筑面积14.07万m，其中地下1层车库面积32536m².基坑围护长度760多延m.地下室底板标高为-5.50m，底板厚0.40m，基础下返暗高0.80-1.10m，承台厚1.20m，基坑开挖深度6.20m. 地下室剪力境东侧距规划道路中心线9~17m，南侧与新兴河最近处12m，西侧与规划道路中心线17~20m，北侧与民房相距13-18m.原址为搬迁村民居住地，地下无需保护的管线，施工环境较好.
平均含水量重度y/聚力内摩擦承载力层号 土层 厚度/ m）iPs（°)f/kP （kN. 角p标维值①杂填土，松散1.2 m -17.0 - -③泥，使型17.968.015.616.35.6 ②土.牧型1.438.917.925.311.4 90 45③激，演型13.955.516.718.07.3 55临土.可型4.334.215.729.313.6
性土及激泥质软土层，黏性土星弱透水性，弱含水 基坑施工所涉地层地下水属潜水型，赋存于性，水量贫乏.地下水主要受邻近地表水体及大气降水补给，蒸发排泄为主.地下水位高程3.58~3.00m，变幅较小.年变幅1-2m.
2工程地质条件
拟建场地位于温州海滨平原内，地形平坦，地面高程起伏高差在1.0m以内.涉及工程基坑的重要地层及其岩土技术参数如表1所示.
3基坑支护方案选择
温州地处浙南滨沿海冲淤积平原，工程场址多为软弱土.基坑支护形式原先多采用土钉墙，基坑边坡土体变形与位移较大，尤其遇连日大雨或台风暴南装扰，基坑边坡滑场事故频发.当地规范要求，
4基坑围护设计
4.1基坑支护结构
4.2基坑止水雌幕
4.3基坑排水
坑内设置水平钢筋混凝土支撑，大大提高了基坑围 凡基坑开挖深度超过4m的均采用钻孔灌注桩墙，护结构的刚度和稳定性，较好地控制了基坑变形，基坑事故大为减少.但也延长了基坑施工工期，提高了工程造价，给地下室结构施工带来了诸多不便.
本工程采用长短间隔悬臂现浇混凝土薄壁管械作为基坑支护结构，由于管桩桩径大，使基坑边坡悬臂抗侧向力得以充分发挥，长短桩不规则间隔布桩既保证悬臂边坡抗侧向力的要求，同时又避免了均便了地下室结构施工，缩短了工期. 匀等长布桩带来的支护排械工程量的较大增加，方
1）长短间隔排布的现浇薄壁管桩挡墙长短作为基坑边坡支护排桩墙，按1500mm@ （均匀或非均匀）间隔排布的现浇混凝土薄壁管桩2100mm布桩，长桩桩长16.00m，短桩桩长13.00m，桩壁厚0.20m.为降低悬臂高度有利于支护结构的筋混凝土压顶梁.如图1所示. 稳固，在边坡顶部1.50m做1：1降坡处理，桩顶设钢
图1长姬桩间隔布设示意Fig.1 Interval layout of long-short piles
2）挡土排桩钢筋笼的抗弯配筋设置现浇薄壁管桩的钢筋笼由于是在内外套管沉至设计标高后移开振动锤及其夹持器，再用起重机垂直吊放到位，因此对围护桩钢筋笼作了抗弯设计的不对称式配筋设置，如图2所示.
3）基坑边坡拐角处可设小角撑转角处设置角撑高度与压顶梁标高相同更能增强支护结构的刚度，有利于确保基坑稳固.
桩坑内底板标高以下设4排d600mm@500mm深层 4）坑内水泥揽拌桩被动土加固现浇薄壁管水泥搅拌桩，桩长4.0m，以增大抗被动土压力，利于控制基坑围护结构的变形和土体位移.
水泥搅拌桩作为基坑止水摊幕，桩长6.0m. 现浇薄壁管桩后设d600mm@500mm单排咬合
为防止坑外地表水流人基坑内，沿基坑外侧四周设置地面排水沟，将地表水集中排走.基坑土方
图2薄壁管植钢筋笼抗弯设计示意Fig.2Flexural design of reinforcementcage of thin-wall pipe pile
开挖时坑内采用明沟、集水井方式排水.基坑底排水沟应距离围护桩边4m以上.基坑围护结构平面如图3所示，基坑边坡纵向剖面如图4所示.
图3基坑围护结构平面
Fig.3 Plan of foundation excavation support structure
图4基坑边坡新面示意Fig. 4 Profile of foundation excavation slope
5基坑围护施工
5.1现浇混凝土薄壁管桩施工工艺流程（见图5）
5.2施工要点
5.2.1现浇混凝土薄壁管桩
1）测量放样根据测量基准点、总平面图、工
后垂直下放到位.尽量缩短振动锤及夹持器移开与复位和下放钢筋笼的停歇时间.
6）沉管腔内灌注混凝土通过提升料斗或商品混凝土泵送管将混疆土送人环形空腔，混凝土的灌注量根据施工经验结合具体地层预估充盈系数计 算确定，井经实际灌注结果验证调整，使实际混凝土淄注高度达到设计桩顶标高以上超灌50cm为准，保证桩顶混凝土强度在凿除桩顶浮浆后满足设计要求.一次投料不足需要补投料时利用提升料斗将混 凝土从沉管上端槽料口灌人至桩顶灌注高度.
7）振动上拔成桩桩管灌满混凝土后，先原位振动10s，然后再边振动边按管，以确保桩身混凝土密实.在软弱土层内的拔管速度控制在0.6~0.8m/min，在松散或稍密砂土层内控制在1.0~ 1.2m/min.在拨管过程中，如需分批添加混凝土，应保持管内混凝土面始终不低于地面或高于地下潜水位1.5m以上：在桩顶标高以下5m应添加足够的混凝土一次性拔管到设计超灌高度，中途不得停顿.
Fig.5Construction process for cast-in-place 图5现浇湿凝土薄壁管桩施工工艺流程thin-wall coacrete pipe pile
挤土桩，但后施工桩的振动和挤土可能会对桩身混 8）桩机移位现浇混凝土薄壁管桩虽然属弱凝土强度还较低的已成桩造成损害，因此，施工时应采取跳打法，跳打间距≥4倍桩径，或相邻桩的施工时间间隔为6d.
程施工图，测绘出管桩桩位中心轴线，标出施工沟框线，并复核验收.
线开挖管桩施工沟槽，宽度比管桩桩径大10cm左 2）开挖施工沟槽根据基坑围护桩施工沟框右，沟底标高与管桩桩顶超灌高度齐平，并在管桩桩位中心轴线上打设桩心标志桩.
9）桩头保护桩机移开后检查混凝土灌注是否到位，如不到灌注高度应补灌混凝土至设计桩顶超灌标高，并振撼密实，然后将先前开挖的施工沟槽回填以养护和保护桩头.
3）桩机就位桩机就位对中后应保证机架底外钢套管底端安放活桩靴，并使之密封.经试桩 盘水平，机架垂直，偏差≤1%.经复核无误后在内在沉管至设计标高后测量管腔孔底有地下水或淤泥挤人时，则在沉管前先灌人高度≥1m与检身同强度用胶泥、砂浆、橡皮垫圈密封等措施. 等级的混凝土，以防止地下水或激泥进人管内，或采
5.2.2深层水泥搅拌械施工
深层水泥揽拌桩施工要求保证桩位偏差≤50mm，桩身垂直度偏差≤1%，桩径、桩长和相邻桩的咬合质量符合规范和设计要求.
5.2.3基坑施工
拌桩施工完毕后，水泥搅拌桩的养护期满后转人基 现浇混凝土薄壁管桩和止水椎幕及深层水泥揽坑土方开挖阶段.
4）振动沉管至设计孔深先利用沉管自重和钢丝绳加压将活網桩靴沉压人土≥50cm，然后启动高频振动锤，放松滑轮组，使桩靴随内外护壁套管进人土层，下沉速度控制在2m/min以内.被环形桩 尖排挤的泥土挤人内护壁套管后继续上升，上升到套管出泥孔的土芯被排人施工沟内，不致影响后续工序，成桩后及时清除外运.在外套钢管上标出设计孔深位置，到达该标志时即停止沉管.沉管到设计孔深后切断高频振动锤电源，松开并移开振动锤 及其夹持器.
土作护面层，内设双向$6.5@200×200钢网.
1）基坑边坡顶部降坡基坑边坡顶部的1.5m土体做1:1降坡处理，坡面喷射100mm厚C20混凝
2）管桩顶端压顶梁浇筑挖除管桩顶部覆盖土，凿除设计桩顶标高以上的混凝土，并挖去管桩中间土芯200mm，绑扎钢筋浇筑压顶梁，管桩嵌人压顶梁100mm，管桩钢筋笼主筋锚人压顶梁450mm.
3）基坑土方开挖外运基坑挖土分层、分段进行，分段长度一般为10~15m，每层挖深不超过1.30m，挖开边坡管桩间土体采用挂钢筋网喷射混凝土面板进行挡护.挖土机须按指定挖土线路进人
5）安故钢筋笼将钢筋笼搬至孔口，用起重机将钢筋笼垂直吊起，缓缓移到环形空腔上方，转动钢第笼使设计抗弯钢筋排布与实际要求方向一致，然
基坑，边退边挖，严禁超挖.
6质量保证措施
6.1技术措施
6.2工程质量控制标准
7围护监测及应急措施
1）施工前做好技术交底，使现场施工员和作业人员掌握技术要求、工艺流程以及设计质量要求.
工操作，为后续施工打下良好基础. 2）认真抓好试成桩施工，进一步掌提和熟练施
3）根据设计的械径、桩长和施工地层等因素，特别是最后30s的电流、电压值的设计要求和试桩250kW的发电机，避免出现沉桩达不到标高或沉管 施工的验证，采用桩重10：以上的机型，并配备功率作业最终灌人度偏小等不利情况.
4）施工中严格控制拔管速度，避免技管太快，管内混凝土振搞不密实或出现脱节，引起断桩或颈缩.在淤泥质土层中拔管速度控制在约60cm/min.
5）沉桩前仔细检查内外钢套管与活桩靴必须密贴并密封，避免管内进水、夹泥影响成桩质量.
6）避免后施工的桩因跳打间距或间隔时间不够对已施工成桩造成桩体变形或断桩.
现浇混凝土薄壁管桩工程质量标准如表2所示.基坑周边止水椎幕和坑内被动土加固水泥搅摔桩施工质量按《建筑地基基础工程施工质量验收规范）GB50202-2002执行.
表2现浇薄壁管桩质量检验标准Table 2 Quality standard ef cast-in-plncethin-wall conerete pipe pile
序号 1 检查项目 純长 允许偏差或允许值 300mm 测管长度，查施工记录 检查方法2 位 <200mm c0.5% 测桩管垂直度 开挖量中心3 4 垂直度 桩径 -20mm 开挖后实测椎头直径壁厚 - 10mm 开挖后用尺量管壁薄，每 个柱头取3个点的平均值6 桩顶标高 30 -=50mm 需扣除栏顶荐票层及务7桩体质量检验 质桩体 应符合规程的相关规定8主船保护是厚度 规程要求 设计要求 例尺盐测10混夏土强度等级 9 充能系数 查施工记录 试块报告或切制取样送检11拨管牧瑞土层 速度 0. 80m/mis 0.60 - 测量机头上升距离和时其他土层 1.00 -1.20m/mim 道路的水平与垂直位移，有无开裂及其发展；②观测 监测内容包括：①基坑顶部及邻近民居围墙和基坑开挖过程中围护系统及深层土体的位移：③基 8结语 参考文： 坑降水检测检测报警变形速率为5mm/d.或累计 变形量达到或超过H/150（H为基坑开挖深度）. 应急措施：现场配备钢管、型钢及土钉施工机具，开挖时严格分段进行，预留三角土，视发生异常情况采取卸土、回填反压、临时支撑等加固措施.本工程整个施工过程未出现异常情况. 1）长短间隔悬臂现浇混凝土薄壁管桩施工所需机械设备较少，施工操作简便，围护结构刚度和稳定性较好，方便地下室结构施工作业. 2）现浇湿凝土薄壁管桩将沉管灌注桩改为内外两层钢套管，成桩过程中内外钢套管起模板、护壁、振撼和挤压密实等作用，施工机具简单、操作简便、成桩质量可靠. 了沉管灌注被易对周围环境造成的不良影响，同时 3）沉桩过程部分挤土从沉管出泥孔排出，克服桩端没有沉渣，桩侧不形成泥皮，使桩体能更好地发挥承载能力，保证悬臂边坡的稳固安全. 4）长短间隔悬臂现浇混凝土薄壁管桩作为基坑支护挡墙，多采用Φ1500mm@2100mm布桩，桩 壁厚0.20m.其钢筋笼在内外套管沉至设计孔深后移开振动锤及其夹持器再垂直安放到位，因面围护桩钢筋笼抗弯设计的不对称配筋保证了安放质量，长短桩间隔设置在仅加长部分桩长、增加较少工程量的情况下起到提升悬臂刚度及稳定性的作用. 5）中间保留土芯的61500mm现浇混凝土薄壁管桩每米混凝土准注量大致与6800mm钻孔灌注桩相当，前者提供的悬臂刚度则大为提高，桩顶1.50m的1:1降坡处理降低了悬臂高度，以及钢筋 笼的抗弯矩设计等技术措施的综合应用既保证围护效果又节省了工程成本. [1]徐佩林，视明连，温州地区土钉墙围护基坑事放频发的原因 与对策[J].探矿工程（岩土钻掘工程） 2005（7）：22-25.[2]周兴录，幕额华，长短械复合地基在岩溶地带中的应用[3].[3]JC/T213-2010现资理税土大直经管桩复合地基技术规程 浙江建筑，2006（3）：23-25.[4]赵志婚，莆明深恶坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑 [5].北京：中国建筑工业出版社，2010.工业出版社，2000.[5]中国建筑科学研宽院，JCJ120-99建筑基坑支护技术规程[6]建筑施工手册（4版）[M].北京：建筑工业出版社，2003. [s].北京：中医建筑工业出版社，1999. 欢迎订阅《施工技术》
