微型钢管桩在基坑支护设计与施工中的应用策略

曹启增，王少雷，赵羽

（信息产业部电子综合勘察研究院 陕西 西安710054）

0 引言

社会的快速发展、人口的集中增长，导致城市土地资源日益紧张。为更好的满足城市的发展需求，城市建筑开始向集约化、高层化转变，同时也加大了对城市地下空间的应用和开发。随着建筑工程规模的不断扩大，基坑支护成为工程项目中必须高度重视的问题。由于微型钢管桩具有较高的强度、较好的耐锤击性能、较强的穿透能力，因此其在基坑支护设计和施工中的应用受到了高度重视。

1 微型钢管桩的概述

1.1 微型钢管桩的定义

微型钢管桩是指直径在70～300mm之间的钢桩，它具有强度高、穿透能力强、挤土效应小、设备轻便、连接方便等优点，广泛的应用于工程施工及地基加固中[1]。微型钢管桩的主要材料是普通碳素钢，在对微型钢管桩进行分类时，按照加工工艺的不同，可将其分为两种。一是螺旋缝钢管桩，二是直缝钢管桩。由于螺旋缝钢管的刚度较大，因此在工程上的使用量较多。

1.2 微型钢管桩的特点

目前，微型钢管桩的在建筑工程中应用的十分广泛，以支撑桩和摩擦桩等类型为主。由于微型钢管桩可以深入到较为坚硬的支承层中，有助于钢材有效发挥支撑力。在实际应用过程中，微型钢管桩具有五大特点。

一是可承受大的冲击力。这主要是因为微型钢管桩具有较好的穿透和贯穿性能，若地基中有厚度小，30N左右的硬夹层时，利用微型钢管桩可以做到顺利穿过。二是承载力高。微型钢管桩具有较好的屈服强度，只要能够将是打入到坚实的支承层中就可以获得良好的承载力。三是抗横向力强。微型钢管桩具有较大的断面强度和抵抗距，因此承受水平力的能力也较大，可用于桥台、桥墩等地方。四是可灵活调整桩的长度。微型钢管桩能够进行焊接或割切处理，因此可以自由的控制微型钢管桩的长度。设计人员可根据实际需求对起进行加长或者切短处理，为施工提供的顺利完成提供方便。五是可以节省费用、缩短工期。微型钢管桩十分适用于快速施工，因此可在一定程度上缩短工期。其次，由于其具备的优点对节约费用有一定的帮助，因此具有较高的综合经济效益。

1.3 微型钢管桩的作用机理

在基坑支护工程中，微型钢管桩的应用形式主要有两种，一种是作为加固结构，另一种是作为支护结构。当微型钢管桩用作加固结构时，是主要的受力构件，承受着基坑挖掘中的水土压力，其加固的作用机理主要有两点。一是使土壤的强度得到提高，使初始应力场得到改善；二是使挖掘时土壤质量的二次应力变化降低，斜坡变形减少，进而保障基坑的安全。

2 微型钢管桩在基坑支护设计与施工中的应用策略

2.1 选择正确的类型

将微型钢管桩应用到基坑支护设计中时，需要根据工程的实际情况来设计与之相符的基坑支护方案。目前，微型钢管桩在基坑支护设计中的应用主要有3种类型。第一种是地下连续墙，这也是当下应用频率较高的一种类型，但这种类型的成本投入较高，施工周期也较长。第二种类型是微型钢管桩和土钉喷锚相结合。与第一种类型相比，这种类型在成本投入上和施工周期上都有一定的优势，这也是微型钢管桩在建筑领域中得到广泛应用的原因之一[2]。第三种类型是钢板桩支护，这种类型所需要的建设空间较大，因此其适用范围相对受限，并不能应用到所有的建筑工程中。

2.2 明确基本步骤

微型钢管桩在基坑支护设计中要明确好基本步骤。一要清理施工现场。对所有与施工无关的物品进行清理。二要进行放线测量。针对重要的测量点要进行复测，以保证测量数据的准确性。三要选择桩机。根据建筑工程的实际需求，合理的选择出最佳的桩机，避免出现性能过剩或性能不达标的情况，然后将选择好的桩机送到指定的施工现场。四要做好钢管下放和注浆[3]。在下放钢管时，要时刻注意钢管位置，并按照相关工作流程开始进行注浆工作。五要开展制作冠梁和挖掘工作。以上五步为微型钢管桩在基坑支护设计中最为重要的步骤，只有做好这五步，才能够保证后续工作的顺利进行。

2.3 检测基坑变形

通过监测基坑变形情况，不仅可以及时掌握基坑周围的环境变化，还可以了解支护土的稳定程度、安全效果和支护状态。利用监测的反馈信息，并根据基坑变形情况及时修改支护参数，使施工工艺更加完善，进而可以降低事故的发生。除此之外，监测基坑变形的信息更是支护结构稳定性检验和评价的重要依据，因此对基坑支护进行检测至关重要。与此同时，通过对基坑工作态度的监测，可以帮助我们了解到基坑本身及周围土地已有建筑物受威胁和破坏情况。

3 微型钢管桩在基桩支护施工中的要点分析

3.1 基桩支护施工中微型钢管桩的储存要求

在运输微型钢管桩时，可使用平板车将其运送到指定的施工现场。在储存微型钢管桩时，需确保将其平坦放置于存放场地上，存放场地必须是运输车能够直接抵达的地方。在对微型钢管桩进行堆放时，要按照相应的标准和要求进行操作，以防止微型钢管桩因存放环境不好而导致发生腐蚀或弯折等问题。此外，微型钢管桩四周的排水必须是良好的，堆放层数应维持在3层，1层的高度要低于2m。在堆放时，需要在其支点位置使用枕木垫上，并用木楔将枕木两端牢牢塞住，这样做的目的是为了避免微型钢管桩出现滚动问题。最后，堆放微型钢管桩的位置必须是在桩机的起吊范围内，并使桩顶与桩机之间形成面向，以便于起吊。

3.2 基桩支护施工中微型钢管桩的吊桩要求

在微型钢管桩被吊起时，需要对相应的节桩进行检查，并评估其长度和质量，如果在此期间发现任何问题都需要在第一时间内进行解决。当微型钢管桩的一端被吊起之后，需要高度重视微型钢管桩的平衡，切不可将微型钢管桩放在地上进行长距离的拖动，这主要是为了避免微型钢管桩发生折断。

4 结语

综上所述，在城市的现代化发展中，建筑工程领域加大了对地下空间扩展的重视程度，为有效的保证地下工程的施工质量和施工安全，必须选择较高强度的基坑支护，而微型钢管桩因其自身所具有的优势，可以更好地满足基坑支护中的需求，因此微型钢管桩在基坑支护中得到了广泛的应用。就我国当前地下建筑的发展情况来看，微型钢管桩具有良好的发展前景，因此必须对微型钢管桩在基坑支护设计与施工中的应用进行深入的研究，以推动我国建筑领域的发展。