现状桥梁下截污渠箱基坑微型钢管桩支护施工技术

（广州市市政集团有限公司，广东 广州 510075）

1 工程概况

广州市石井污水处理系统管网工程—石井河上游（均禾涌、夏茅涌）截污渠箱工程主要施工内容为现状河涌内渠箱结构施工和顶管施工，渠箱施工多处与现状桥梁相交，D线渠箱DK0+400～DK0+410段需穿越现状8m宽的桥梁，为附近村民出行使用，渠箱施工时桥梁不能拆除。

基坑施工场地上层为厚约50cm的淤泥层；中砂：层底埋深3.0m，层厚2.50m，饱和稍密，冲积而成，含少量黏粒；砾砂：层顶埋深10.60m，层厚5.1m，饱和中密。冲积而成，级配较好，含少量黏粒；粉质粘黏土：层顶埋深10.60m，较厚，可塑。施工点位于现状桥梁下，施工作业面狭窄，无法采用常规基坑支护结构施工工艺（见图1），因而采用微型钢管桩+高压旋喷桩复合基坑支护结构。

图1 渠箱过桥段施工平面

2 复合基坑支护结构形式

基坑开挖深度为6m，基坑支护结构采用微型钢管桩支护桩+高压旋喷桩复合结构形式，微型钢管桩长约15m，高压旋喷桩长约12m。在基坑支护钢管上，内侧靠近止水桩的位置，按折线开设2排20mm的注浆孔，间距200mm，在完成钢管施工后，对钢管桩进行压力注浆。

图2 渠箱结构过桥段基坑支护剖面

图3 渠箱结构过桥段基坑支护截面

2）利用微型钢管桩进行注浆，使钢管桩与桩间旋喷桩能有效结合，提高基坑支护结构整体性，同时在钢管桩内插入品字形钢筋网片，可提高钢管桩的强度，对于基坑整体性更有利。

钢管施工完成后，对微型钢管桩进行压力注浆，注浆压力控制在1～2MPa，通过钢管注浆对钢管桩与旋喷桩间土体进行注浆固结，扩大微型钢管桩内侧桩体，可使钢管桩体与旋喷桩更有效的结合，消除钢管桩与旋喷桩之间的空隙，提高基坑支护结构整体性，同时在完成注浆施工的钢管内插入三角形钢筋网片，以增强支护桩与基坑冠梁整体性及基坑安全性。

3）钢管桩施工，采用MXL-150D履带式循环钻机进行施工。钢管制作时将端头切割、焊接成楔形，并开设注浆孔。采用钻机进行钢管桩施工，能更好控制钢管桩垂直度，同时避免因成孔施工造成塌孔、地表沉降等风险，减少施工对现状桥梁及周边环境的影响。

3 基坑施工工艺

3.1 施工工艺流程

平整场地→钢管桩制作→测量放线→钻机就位→微型钢管桩施工→拌制水泥浆→清孔→钢管桩注浆→地质钻机导孔施工→旋喷桩钻进下管→清孔→移钻→拌制水泥浆→旋转提升喷浆。

3.2 场地布置

采用袋装黏土围堰挡水，袋装黏土围堰顶面高出常水位0.3m，于袋装黏土围堰内设置II级混凝土过水管，内径为1.0m，且与上下游的过水断面保持高程和坡度一致，以保证顺利过水。排光围堰内的积水，清理淤泥并平整场地，为后续支护桩施工提供作业平台。

3.3 微型钢管桩施工

3.3.1 就位钻孔

1）微型钢管桩间距为0.5m，排距为1.0m，桩顶冠梁宽1.5m，高0.8m。钻进过程中严格控制钻进速度，控制好泥浆配比，及时补充泥浆，提高泥浆护壁效果。

2）平整好施工场地，钻机步行至指定位置，调整机位，支好支腿并保证钻机稳固，防止倾斜；将制作好的微型钢管运至现场，启动钻机，缓慢钻进。

3.3.2 钢管桩制作

2）钢管分级焊接，焊接方法采用外包钢管满焊，外包钢管长度不少于20cm，钢管应刷防锈漆（底漆2道，面漆1道，涂刷前应将钢管表面清理干净）。

3）在基坑支护微型钢管的内侧靠近止水桩的位置，按折线开设2排20mm的注浆孔，间距200mm，钢管上部2m范围不开孔。桩尖位置注浆孔作为泥浆注浆口，桩身注浆孔采用胶带封口，受到一定压力后能自动开封。

3.3.3 微型钢管桩施工

微型钢管采用人工搬运，钻机起吊，对接。吊放钢管桩时应对准底节钢管、平稳对接，且在焊接前要保证每节钢管上的注浆孔在同一截面上，完成微型钢管桩施工时，要使确保注浆孔朝向止水桩一侧，以确保注浆效果。钻进施工应控制转进速度为30r/min，防止大幅度旋转。采用120kg重锤砸入孔中，每20击下沉量小于5cm方可收锤。钢管桩收锤后，检查安放位置，两端处的桩位偏差不得大于1/3桩径，桩中的桩位偏差不得大于1/2桩径，垂直度不超过1/1 000桩长。

3.3.4 微型钢管桩清孔施工

在微型钢管桩注浆前，采用清水对钢管桩进行清孔，在钢管内插入清水管，由钢管口排出管内泥浆。清孔注水压力控制在0.4～0.5MPa，清孔完成后，应确保沉渣厚度不大于50mm。

3.3.5 钢筋网片安装

钢管桩清孔完成后，将制作好的三角形钢筋网片进行分节安装，接驳位置采用双面焊接连接，三角形钢筋网片应居中安放，长度与钢管桩长度适应，且露出钢管桩端约20cm。

3.3.6 拌制水泥浆

水泥浆采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，采用专业机械拌制，应加入10%的膨胀剂，水灰比控制在0.6，水泥浆分二级搅拌，一级搅拌完成后放入二级搅拌池继续搅拌，在二级搅拌池内边搅拌边灌注，保证水泥浆搅拌均匀。

3.3.7 灌注水泥浆

微型钢管桩注浆采用二次加压注浆，以保证注浆效果。

1）安装注浆管。下放钢筋网片时，应和钢筋网片一起放置1根50mm注浆钢管，每节2m，注浆下半部分开花孔，用于二次注浆，安装完毕后及时进行注浆。

2）一次注浆，注浆管由注浆机直接接入微型钢管上，接口要密封，采用橡胶管输送。第1次注浆从微型钢管上直接注浆，注浆压力为1～2MPa，注浆直至水泥浆从管外流出为止，然后每隔10～15min进行间隔注浆，重复3～5次。

3）一次注浆完成后，密封微型钢管桩，1h后进行二次注浆，注浆从50mm二次注浆管注入，二次加压注浆应控制注浆压力约5MPa，待水泥浆再次从微型钢管外流出为止。

3.4 高压旋喷桩施工

3.4.1 就位钻孔

1）旋喷桩成孔孔径为800mm，间距为600mm，采用正循环钻机成孔，过程中严格控制钻进速度及泥浆配比，及时补充泥浆，提高泥浆护壁效果，保证引孔顺利。

2）成孔过程中应注意机架的平整和导向架垂直度，垂直度偏差不大于1.5%。桩位偏差不大于50mm，桩径偏差不大于4%。

3.4.2 拌制水泥浆

旋喷桩采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.8～1.0。

3.4.3 灌注水泥浆

1）高压水射流的压力不小于25MPa，灌注水泥浆液的压力不小于1MPa。

2）提升速度 8～12cm/min。

3）水泥用量不小于380kg/m。

4 结语

采用微型钢管桩+高压旋喷桩复合基坑支护结构，解决了现状桥梁下基坑支护施工空间不足的问题，既可进行渠箱基坑施工，又无须拆除现状桥梁，降低了施工对周边环境的影响。利用钢管桩进行注浆，使钢管桩与桩间旋喷桩能更有效的结合，提高基坑支护结构整体性，同时在钢管桩内插入品字形钢筋网片，以提高钢管桩的强度，有效控制基坑变形，保证现状桥梁施工安全。