浅谈微型钢管桩施工技术在塌孔地层中的应用点

　　摘要：文章介绍了海安路站明挖基坑围护结构微型钢管桩施工技术，重点对微型钢管桩在砂土层中钻进防止塌孔技术进行了探讨。

　　关键词：塌孔；微型钢管桩；套管护筒；砂土层

　　1.工程概况

　　海安路站位于海安路与香港东路交口南侧，车站沿香港东路路中设置，为地下两层局部地下三层岛式车站，采用明挖法施工，车站小里程端TBM始发，大里程端为矿山法区间，两端区间与车站相接部分均采用暗挖法施工。车站全长219.2m，标准段宽19.4m，基坑深约19.5～24.7m。

　　车站所在地层局部地方上层为人工回填砂石土，下层为岩层，主要为花岗岩和煌斑岩。围护结构采用微型钢管桩+（预应力）锚索（杆）相结合的支护型式。钢管桩直径168mm，钻孔直径200mm。

　　2.工程难点

　　钢管桩作为围护结构的优点之一是施工速度快，但在砂土地层中施工，土层松软，极易塌孔，处理不好，会严重影响施工进度和增大施工成本，因此防止塌孔施工技术成为了本项目钢管桩施工的重点和难点。

　　3.方案制定

　　现场塌孔土层现象出现，为原有道路路基回填基层，依据其渣土性状，判断其主要由砂及碎石组成，故此这些土层不能直立，容易造成坍塌，其厚度有3-4m。针对出现的塌孔问题，做出了以下应对方案：

　　由于塌孔的原因是土层不稳定，试图从减少扰动方面下手，调整钻进速度及清孔频率，其次采用了水泥浆回填，利用其较高的渗透性及凝结力，试图使水泥浆渗入软弱土层以增加其强度，经过调整配合比反复试验，由于钻孔机械及清孔设备对软弱土体的扰动较大，其强度仍旧不能达到要求。最后决定采用套管护筒施工，即在最初钻进施工时放入一节5m长套管（Φ275*8mm钢管），以减少后期钻进过程中对土体的扰动。

　　4.微型钢管桩的施工

　　4.1微型钢管桩施工工艺

　　测量放线钻机就位钻进成孔（深5m）安装下放套管护筒（Φ275*8mm）钻机就位钻进成孔安装下放钢管（Φ168*6mm）清孔安装注浆管注水泥浆二次加压注浆拔出套管护筒

　　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。

　　钻机就位：履带式液压钻机行走到钻孔位置，调整钻机，安放水平，使钻杆钻头对准点位。

　　钻进成孔：采用干成孔方式钻孔，安装Φ300mm的扩孔钻头，启动钻机，慢慢钻进，每进深2m，需要接一次钻杆，钻到5m深度。

　　安装下放套管护筒（Φ275*8mm）：将钻机暂时移开，用20t吊车及时安装提前制作好的套管（Φ275*8mm，长5m）。

　　钻机就位：与前面一样，履带式液压钻机行走到下放套管位置，调整钻机，安放水平，使钻杆钻头对准套管中心。

　　钻进成孔：安装Φ203mm的钻头，启动钻机，慢慢钻进，每进深2m，需要接一次钻杆，直到钻到设计深度，钻孔前要将钢管进行焊接，钢管搭接部位要用套筒搭，套筒高度不小于钢管直径两倍，套筒壁厚不小于钢管壁厚，在套筒周边焊接，焊接应饱满。钢管驳接时，应检查垂直度，防止接头弯、折，桩尖端部焊成封闭尖状，并在下部4m以下范围内钻出浆口，直径15mm，间距400mm，出浆孔呈梅花型交错布置。

　　安装下放钢管（Φ168*6mm）：在钻机移开后，用20t吊车及时安装提前焊接好的钢管。

　　清孔：在注水泥浆前，用高压风深入孔底对桩孔进行清孔，将孔内水排出，使孔底沉渣厚度不大50mm。

　　安装注浆管：注浆管由注浆机接入，清空后立即放至孔底，注浆管采用橡胶管输送。

　　注水泥浆：提前将水泥浆拌制好，水泥浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.45～0.5之间，把拌制的水泥浆放入钢制的1m*1m*1m灰槽内，注浆机装设压力表，注浆压力为0.3-0.5MPa，注浆后暂不拔注浆管，直至水泥浆从Φ168钢管内、外均流出浆液为止。

　　二次注浆：在一次注浆结束后，将注浆管拔至钢管端部，密封钢管口部，加压数分钟，待水泥浆从钢管外再次溢出为止。

　　拔出套管护筒：在水泥浆初凝前将套管拔出，循环利用。

　　4.2微型钢管桩质量控制

　　4.2.1成孔

　　成孔前为保证桩的垂直度，需有水平尺前后、左右调整好钻机的水平度，为控制桩位偏差，成孔前先用仪器精确定出桩位，每个桩位中心点用红油漆标出，开钻时，钻头中心对准红油漆上方可开钻。钻机每进尺累计达到200m之后要测量钻头一次。

　　4.2.2钢管桩制作

　　钢管桩采用直径168mm钢管，壁厚8mm，本工程桩长为12.2m-15.4m不等，钢管需焊接加长。钢管焊接处内侧焊接3块三角形钢板，方便焊接位置准确。钢管下部4m范围为内每隔40cm梅花型布设出浆孔，出浆孔直径15mm，可用电焊机直接点孔。钢管加工完成后仔细检查有无虚焊、裂纹，焊接外观是否平顺。

　　4.2.3水泥浆液配制

　　水泥浆液要严格按照0.5：1的比例配置，配置时水泥以每袋50kg公斤计算，水的用量在水箱内画上刻度线，水泥浆在搅拌桶内至少搅拌3分钟后才可以开始注浆，从而达到搅拌均匀。如果因设备出故障或其它原因致使浆液搅拌时间超过30分钟，为不影响桩身质量把浆液废弃。

　　4.2.4水泥浆灌注

　　在1m*1m*1m灰槽上方加盖过滤网，滤掉较大块状物，以保证水泥浆质地均匀，严格检查确保溢出水泥浆与注入水泥浆品质一致。

　　5.实施效果

　　采用套管护筒施工，有效地解决了在砂土层中钢管桩钻孔塌孔问题，成孔速度大大提高，降低了成本。在后续基坑开挖中可以清楚地看到，水泥浆填充钻孔均匀密实，其与钢管桩共同作用，满足设计要求，取得了良好的支护效果。

　　6.结束语

　　采用套管护筒施工处理砂土层中钢管桩钻孔塌孔问题，是套管跟进成孔法在基坑围护施工的灵活运用。套管护筒施工适用于上部是塌孔层、下部是稳定层复合地层的钢管桩施工；套管跟进成孔法适用于地下水位以下流沙层、涌泥层或淤泥层中的基坑坑壁的预应力锚索或锚杆施工。套管护筒施工与套管跟进成孔法一样，是能有效处理施工中实际问题的一种很好的施工方法。

　　参考文献：

　　【1】霍瑞琴。套管跟进成孔法在基坑支护中的应用［J］，建筑技术2004（5）

　　【2】陈玉清，林丽芬。微型钢管灌注桩设计与施工［J］，建筑技术2003（4）

　　王玉