邻近建筑物软土地质沟槽支护钢板桩拔除及后注双浆加固施工技术

陈建新

（山西临汾市政工程集团股份有限公司，山西 临汾 041000）

1 工艺原理

钢板桩拔除顺序由原来的“一”字型依次拔除优化为分单元，间隔拔除，减少钢板桩依次拔除引发的连续钢板桩持续长时间振动，减少对周围土体的扰动。每一单元拔除后，及时安装注浆管，进行双浆后注浆，填充拔除钢板桩产生的土体空隙，加速土体固化，确保建筑物的安全。

2 施工工艺流程

图1 邻近建筑物基坑支护钢板桩拔除工艺流程图

3 钢板桩拔除

3.1 划分钢板桩拔除单元

根据周围建筑物基础情况、地质水文情况及基坑等级，合理划分钢板桩拔除单元，文源路道路改造工程以10根钢板桩为一个单元，分单元跳区拔除，钢板桩拔除分区见图2。

图2 钢板桩拔除分区示意图

3.2 钢板桩拔除

基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩顺序和拔桩时间及孔隙处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或地下管线的安全。通过采用优化拔桩顺序，后注双浆法加固土体，有效减少土体扰动带来的沉降、变形。

拔桩采用振动锤拔桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。

1）拔桩的起点和顺序：钢板桩拔除分两个阶段，先拔除I单元区域，待I单元注浆完成后拔除II单元；为了减少拔除过程中，振动锤带动整排钢板桩振动，I-1单元拔除时，先拔除节点处钢板桩，接着从点向点依次拔除；I-2单元拔除时，先拔除、节点处钢板桩，接着从点到点（或点至点）依次拔除；I-3、I-4......I-i单元按以上规则进行；II单元拔除顺序为从一端向另一端依次进行。具体见下图。

图3 钢板桩拔除顺序示意图

2）钢板桩拔除：拔桩时，先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的粘附性，尽可能采用小频率、小振幅，然后边振边拔，当钢板桩与土体摩阻力较小且可顺利拔除时，可关闭振动功能，垂直拔除［1］。

对于引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，连续振动不超过1.5h。

4 双浆液后注浆

I单元拔除后进行后注浆，注浆管选用φ50×5mm的钢管，底节前端加工成尖锥形，管身加工成花管，即每隔10cm交错钻眼，钻眼直径10mm，以利于注浆，沿钢板桩拔除后孔隙竖直插入，注浆钢管单根长度为2m，每根之间通过丝扣连接。注浆管底节、标准节、顶节具体结构见图4。

4.1 施工工艺流程

图4 后注浆（双浆）施工工艺流程图

4.2 施工方法

1）定位放样，注浆管布置沿原钢板桩插打中心线布置，间距0.8m，深度为原钢板桩入土深度（原地面至钢板桩底），注浆管布置见下图。

2）沉管，沉管采用静压下沉的方法，可采用挖掘机静压。人工辅助进行首节注浆管固定，缓慢静压下沉，确保注浆管位置准确，竖直度满足设计要求。压浆管分段长度设为2.0m。压浆钢管间采用丝扣连接，压浆管与压浆泵连接采用高压胶管连接［2］。

3）浆液的选用和配合比确定

注浆材料：

选择水泥-水玻璃双液。

水泥：选用PO42.5的普通硅酸盐水泥；

水玻璃：选用浓度Be′=30～40，模数M=2.8～3.1的水玻璃原液。

水泥浆：水玻璃体积比=1∶0.5

配比参数：

为控制水泥-水玻璃浆液胶凝时间及浆液扩散半径，取得良好的注浆封堵效果。经试验室配比试验表明，水泥-水玻璃浆液胶凝时间可在几秒至几十分钟内准确控制。其胶凝时间与水泥品种、水泥浆水灰比、水玻璃溶液浓度、水玻璃溶液与水泥浆的体积比等因素有关，在温度20-23℃，湿度11～17，水玻璃为39Be′，水泥标号为PO42.5、水灰比1：0.5的试验条件下，得到不同配合比水泥与水玻璃凝胶时间，通过多次试验验证，水泥浆：水玻璃体积比取1：0.5，水玻璃稀释后浓度取8～15Be′。

4）压浆

注浆压力：

双管注浆最小注浆压力按以下公式计算：

Pmin=γh×10-3+σt=27×9×10-3+0.08=0.323Mpa

式中：Pmin——最小注浆压力，Mpa；

h——地面至注浆段的深度，m，取9m；

γ——注 浆 地 基 的 天 然 重 度，KN/m3，取27KN/m3；

σt——土的抗拉强度，Mpa，取0.08。

通过计算和试验综合确定，注浆压力为0.3～0.5Mpa。

每个单元注浆量

单个注浆单元长度为3.5m，注浆加固宽度为0.8m，深度为8m，采用经验法按以下公式计算：

Q=C1V=0.15×3.5×0.8×8=3.36m3

式中：Q——注浆量，m3；

V——土体体积，m3；

C1——经验系数，取0.15；

压浆施工要求：

首先在压浆管上安装球阀，球阀呈工作状态，将注浆管与钢管连接，确认连接牢固好，再开启注浆泵进行注浆。通过高压管将浆液压入注浆管内，调节注浆压力、流量，以便浆液顺利压入土体内。在每一压浆段内灌入一定预估的浆量后，停止注浆，关闭球阀［3］。

4.3 监控监测

钢板桩拔除、注浆过程中及注浆完成后一定时间内，在钢板桩靠近建筑物一侧设置变形监测点，监测点间距10m，监测点稳定牢固，不宜变位，定期监测地面竖向变形，施工期间，须做到一日三测；遇到变形异常、天气情况异常应加密监测；具体监测频率可视具体监测信息反馈结果进行适当调整。在清徐文源路道路改造工程，以100m钢板桩拔除监测记录，在拔除过程中有较小的变形，注浆完成后变形趋于稳定，最大达20mm。

临近建筑物钢板桩分区、分单元拔除及双浆后注浆施工技术的应用，在旧城改造项目中凸显出很大的优势，施工便捷，工期短，极大的减少了对城区正常交通、生活的影响；钢板桩可重复使用，减少了水泥土搅拌桩、钢筋混凝土支护桩等传统支护方案的一次性资源投入，有利于节省资源，同时控制了地面及周边建筑物的沉降变形，为我单位在旧城改造工程中积累了宝贵的经验。