浅谈微型桩支护在旧城区道路改造施工中的应用

文｜平潭市政开发有限公司 林海峰

在旧城区道路改造提升过程当中，依托相关施工设计图纸、岩土工程勘察报告及建筑基坑支护技术相关规程等内容，实现传统支护及传统桩型向微型桩类组合支护的转变完善，确保支护改良优化适用，故以各类微型桩在其具体实施过程中的应用，重点从施工特点、技术控制要点、实施效果及成果验收、辅助措施等方面进行探讨，确保所需桩型组合能够对旧城区道路改造施工，拥有较高的施工指导意义。

1 工程概况

海坛东路（万顺路～潭城路）位于平潭综合实验区旧城区西部，其作为平潭综合实验区旧城内一条重要城市道路，起于万顺路（相交桩号：DK0+000）、止于潭城北路（相交桩号：DK0+460），该道路宽19.36～27.35m，以直接服务沿线地块，保障居民生活出行功能为主。该路段全长约460m，按城市支路等级进行规划。经由前期踏勘，发现现有道路因城区老旧、加之通行压力，导致存在不同程度路面隐患；为保障原下设管线使用寿命，结合道路特点，拟对雨水、污水、给水、局部电力、通信管线予以重建。

该项目综合考虑重建管线周边留存的密集早期建筑体、构造物，不具备足够的放坡条件及安全距离，故采用独立内置钢筋笼型支护桩、独立钢管内注浆型支护桩、组合型微型支护桩（衔接高压旋喷桩支护），具体施工构造详见图1。

图1 各类微型桩支护施工构造

2 微型桩支护在旧城区道路改造施工中的应用

通过早期钢板桩实施案例，发现钢板桩在其施作及拔除过程中，会形成较大扰动，且其防水效果较差。微型桩具备较好适用性，可以较好的适应各类不同的地质条件，应用范围广。其次微型桩在施工过程中对周边建筑体整体扰动小，尤其是在旧城区道路改造阶段，对容易造成道路周边旧屋墙体开裂有较高控制要求，可以大幅减少周边房屋正常使用的安全隐患。微型桩具备良好的防水效果，对地下水源丰富地段，对易因周边水源造成坑壁水土流失地段，起到很好的坑壁稳定效果，大大提升有限空间内基坑开挖的稳定性和安全性。综合以上各点，微型桩施工对于旧城区道路优化改造将起到积极推动效用。

3 微型桩支护特点

3.1 内置钢筋笼支护桩特点

内置钢筋笼支护桩的实施特点，主要通过采用直径≤400mm 工程地质钻机根据施工图纸设计深度进行成孔之后，使用清水循环系统清理泥渣，再利用吊装设备将钢筋笼分段吊入成型孔洞内部进行安装固定；另在二次清孔之后，填筑干净的碎石至桩顶表面，随后运用预埋注浆管进行注浆，实现支护到位。

3.2 钢管内注浆型支护桩特点

注浆钢管微型桩可用于嵌固端地层较硬的区域，主要采用旋喷成桩、待桩体初凝后，再利用潜孔锤成孔，孔内插入钢管予以注浆，如：该项目注浆钢管中心间距控制为≤35cm，成孔验收标准为200mm；另在桩顶通过设置钢筋混凝土冠梁予以连接，冠梁高度根据施工图纸钢管埋深进行调整，再如：该项目要求钢管插入冠梁45cm，故冠梁断面尺寸建议为H×B=500×400 为宜。

3.3 组合型微型支护桩特点

通过管内注浆型高压旋喷桩的简化桩型，配合内置钢筋笼微型桩的实施，使得对于微型桩组合体系得以效果强化：一方面提升内置钢筋笼微型桩的支护强度，另一方面利用高压旋喷桩使得止水效果显著提升，从而确保有效的基坑空间得以形成有效的安全屏障。

4 微型桩施工工艺及施工要点

4.1 内置钢筋笼支护桩成孔、成桩工艺

成孔技术控制：首先为确保钢筋笼能够正确安装，需在桩位放样之后，及时清除地表以下2m 范围内的障碍物，如：海坛东路施工区域内的原有旧屋地梁等；若是遇见现仍在施工期间使用的管道线路，则应予以重点保护，然后进行钻孔设备所需场地的整平及夯实，以确保钻孔设备垂直就位；其次在场地整平夯实到位之后，利用全站仪进行桩位的精密复测，确保钻孔中心位移偏差＜50mm；因在钻孔期间需进行返浆，在放样的同时还应根据钻孔设备摆放位置，布设好沉淀池以便于废浆液的统一收集，避免污染周边环境；第三因项目涉及斜桩成孔，故对于桩体角度，可采用罗盘仪进行倾角控制。若是在成孔期间，发现倾角过大或过小问题，建议予以控速处理，并在进入不同岩土层之后，及时变换档位，避免由于过度扰动造成钻头卡壳；第四成孔过程应使用水循环系统，避免钻头过热磨损难以清除孔内废渣，当存在孔洞坍塌的问题时，应及时予以回填粘土造浆，回填厚度应以实际坍塌标高进行控制，可视坍塌孔洞大小进行调整；若坍塌孔洞过大时，建议利用碎石回填至地表处，另在重新夯实之后，再安排二次钻孔作业；第五应在成孔之后，及时进行必要的清渣工作，孔底沉渣厚度控制≤50mm，以确保在安装钢筋笼之前能够验收合格。

成桩技术控制：首先对于钢筋笼的制作应严格按照设计施工图纸规格数量进行加工制作，该项目中对于主筋及加劲筋的制作要求为：主筋不得设置弯钩、加劲筋应设置在主筋外侧，确保砂浆垫块对于该钢筋笼的保护层厚度得以控制；主筋应优先采用双面满焊进行连接，搭接长度同时应符合相关技术标准，为保障其冠梁施工强度，另要求预留钢筋应锚入冠梁，且至少为该支护桩主筋直径的35 倍。其次是在钢筋笼的安装前，应采用探孔器进行试探，对于探孔期间发现的障碍，及时进行扫孔，严禁强制安装；并在钢筋笼安放到位之后，及时将钢筋笼略微提升并以钢管支架固定方式进行焊接处置。第三所填碎石应在将填灌之前予以冲洗，避免地表泥土随碎石灌入孔洞，另需将孔内泥浆密度降至1.1～1.2之后进行，以确保填灌碎石能够从底部逐渐堆积至顶部。第四灌注浆液之前，应控制好浆液的细度及体积安定性，并将其水灰比控制在0.4～0.5 区间，以免影响注浆进度的同时保证满足设计要求；而注浆压力应控制在≥0.3MPa，并以浆液上冒、孔口布满浓浆作为验收标准，注浆过程应连续，并以2m 分层逐段灌注，为控制桩顶浇筑标高，期间还应根据实际顶部石子沉落情况予以补偿填筑。

4.2 钢管内注浆型支护桩成孔、成桩工艺

成孔技术控制：实施重点在于钻杆控制，应确保钻杆的成型偏位控制在10mm以内，并保证钻孔的垂直倾角误差＜0.3%；另外在其效验钻杆长度期间，应在钻杆旁标注深度线，以利于实际孔深的控制，避免出现超欠情况发生。

成桩技术控制：首先为确保成桩质量，应自下而上进行旋喷，并及时将多余泥浆清理出来，为避免造成周边环境的污染，可采用彩条布覆盖施工作业区域进行保护；其次喷射实施前应予以试喷，并根据试喷效果调整压力，确保实际喷射质量；第三在起喷阶段，应确保喷口出浆正常，方可连续作业，若是恰逢机械故障等意外出现，则应立即停止后续作业，待故障排除完毕之后，重复上述步骤；第四为提升桩底端部的施工质量，可在桩底端部以上1m 范围内适当延长喷射时长，因喷射管口提升过程，会滞留在不同岩土层，故在进入不同层次之后应及时调整最佳的旋喷参数。最后参考内置钢筋笼支护桩的灌浆基本原则，对预埋的钢管内部予以注浆。

4.3 组合型微型支护桩施工流程

具体实施顺序：先行施工内置钢筋笼微型桩，待该桩型施工完毕之后，在两桩之间进行折中加密，施以高压旋喷桩，使得前后施工的两桩紧密衔接，形成可靠的排桩组合支护体系。

4.4 微型桩施工重难点分析及验收标准

首先对于微型桩的规格尺寸有着其相对严格要求，工程地质钻机开孔孔位偏差应≤20mm，以确保周边陆续施工桩位后续实施；旋喷桩型开孔直径应满足设计尺寸的±10mm，孔径过小则不利于钢筋笼及注浆钢管的正确安放，且无法控制好混凝土的保护层厚度及搭接部分的衔接，过大则容易影响到周边注浆钢管或钢筋笼微型桩的有效实施；如：在海坛东路雨污水同槽主管实施阶段，由于地质原因，导致前后施工的Φ400 型微型桩存在较为明显的偏差，为了保证其上部设置的冠梁（H×B=500×400）能够成型，故对锚固钢筋进行调整。另外为了确保微型桩的垂直度（该项目强制要求倾斜度≤0.5%），应在钻机就位期间，调整好钻机施工平台，若是处于软弱地基时，应对钻机就位平台予以换填碾压。

其次为确保微型桩的实施效果，在期间引入各项辅助措施，要求当冠梁部分挖除之后，立即对桩体顶端及时支撑，待支撑完毕之后，严格按照计划分层开挖，严禁超出原定开挖分界线进行开挖；开挖的过程中专人指挥机械设备并安排监测人员，避免开挖过程设备冲撞支护结构或造成原地表土体的扰动；若是遇到明显地下裂隙水时，应当立即停止开挖，并通过设置泄水孔予以引流；为减少基坑边坡的暴露时长，故后续工作应尽早安排落实，并结合施工现场情况设置分段开挖步距，例如：海坛东路总长400m，可以百米桩进行划分，并兼顾各变坡点情况予以细化分段长度。

最后为保证顺利验收，除设置必要的边坡支护监测系统外，建议施工单位通过设置临边砖砌排水沟配合降水井，以减少地表水源对边坡的影响；同时要求控制好喷射混凝土厚度，与施工图纸尺寸数量的闭合。当基坑宽度＞5m 时，则建议采用大截面钢管支撑予以替换，并依据实际需求调整各钢管间实际支撑间距。例如图1所示采用Φ425 钢管代替Φ325 钢管进行加固支撑。

5 微型桩应用优缺点思考

为了在后续施工项目当中，能够更好的运用微型桩支护类型，对于其与传统型支护方式优缺点对比分析显得格外重要，详见表1微型桩与传统型优劣对照表。

从表1中，不难看出微型桩相对于传统型支护方式，以其能嵌岩（较硬地层）、占地少、振动小、噪音小、止水好等显著特点，更加合适在旧城区道路场地狭窄区域内进行实施；而主要劣势在于造价高、工期长，对于施工成本的控制及施工进度的推进，都将会造成一定的困难。为此对于微型桩的设备投入、材料控制都应严格把关，从而实现造价可控、工期保证。

表1 微型桩与传统型优劣对照表

6 结束语

综上所述，可见针对旧城区道路管线改造，微型桩相对传统型支护更为可靠；为此应在后续类似的施工当中，不断通过各类微型桩的应用优化，特别是对于桩型组合的编排及布设效果，应引起参建人员高度重视，实现微型桩优点突显，规避各类缺点影响，共同促进旧城区的道路管线改造呈良性发展。