前撑注浆钢管桩在大面积深基坑工程中的应用

前撐注浆钢管桩。结合上海某大面积深基坑工程，对新型钢管桩的运用进行了介绍，重点阐述了前撑注浆钢管桩的设 计方案及施工方法。实际工程运用效果显示，新型钢管桩的应用大大节省了基坑的施工工期，变形控制效果较好，可

为类似工程提供参考。关键词：大面积深基坑；斜抛撑；前撑注浆钢管桩；节约工期中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2020)07-1126-02 DOI： 10.14144/j.cnki.jzsg.2020.07.005Application of Steel Pipe Pile with Front Support Grouting in Large Area

Deep Foundation Pit EngineeringDONG LinbingShanghai Municipal Engineering Design Institute (Group) Co., Ltd., Shanghai 200092, ChinaAbstract: In order to improve the shortages in the inclined bracing support structure construction, namely it has to

construct the bottom plate in blocks and has a great influence on the construction period, a new type of indined support

system—front support grouting steel pipe pile, is proposed. Combined with a large area deep foundation pit project in Shanghai, this paper introduces the application of the new steel pipe piles and focuses on the design scheme and

construction method of the front support grouting steel pipe pile. The practical application shows that the application of the new steel pipe pile greatly saves the construction period of the foundation pit, and the deformation control effect isbetter, which can provide a referenee for similar projects.Keywords： large area deep foundation pit; inclined bracing; front support grouting steel pipe pile; saving constructionperiod在受用地红线、基坑深度不大、基坑面积较大 可以把排桩、斜支撑、立柱、支撑桩以及它们之间的土体

的情况下，采用竖向斜撑体系既方便土方开挖，又缩短工 期、节省造价。然而在斜撑支护结构中，通常将结构底板

作为可靠的支撑受力点，等结构底板达到设计强度后再施

充分调动起来，相互之间积极协调以抵挡基坑开挖带来的 土压力，从而控制基坑周边土体位移。肖荣军內提出了一

种在优先考虑工期的前提下，通过设置附加承台传递斜撑 轴力的改进设计方法。该方法通过在基底下设置附加承台

工斜撑，这样的施工方法会造成后续工期严重滞后。同时 斜撑支护基坑暴露时间较长，中心岛底板施工后需养护较 长时间，斜撑安装也需要一定时间，放坡开挖阶段变形较

和支撑桩，通过附加承台和支撑桩承担斜撑传来的轴力。

相比底板施工，附加承台施工速度较快，从而大大节省项

大，对周边环境保护不利。针对底板式斜抛撑的上述缺点，许多学者尝试对此进

目工期。翟东格同运用有限元分析软件对支撑桩加承台的 斜抛撑支护体系进行数值分析。研究结果表明，这种支护

行了改进。陈洪良等E在实际工程中采用暗墩式斜抛撑，

体系能够显著地抑制基坑底部土体的隆起。综合来看，这类改进方法通过在坑底设置暗墩或支撑

桩加承台作为斜抛撑的支撑点，从而实现底板整体浇筑， 可以大大缩短施工工期。但是这些方法都需要在基坑开挖 至基底后才能施工斜抛撑，造成基坑暴露时间过长，基坑

该方法预先在坑底设置水泥土搅拌桩暗墩作为斜抛撑的支

撑点，支撑架设后底板整体浇筑。从实际应用效果来看，

由于支撑点刚度相对偏小，支护桩位移较大。刘裕华等0 提岀了一种改进的斜支撑支护体系并应用于实际工程中。

与一般的内支撑结构形式不同，该支护体系由支护桩、立 变形较大。为此，张静⑶提出了一种新型的斜桩支护体系一一前

柱、支撑桩以及斜撑组成。实践表明，此斜支撑支护体系撑注浆钢管桩。该体系将钢管作为斜撑，通过在钢管端部

作者简介：董沐兵(1988—),男.硕士，工程瞰, 通信•地址：上诲市中4北二路901号(200092 ) o 电子 箱:donglinbing@163.com收稿日期：2019-12-17设置注浆段形成支撑桩，使得斜撑和支撑桩有机结合。前

撑注浆钢管桩可以与围护桩同时施工，无须待基坑开挖至

基底后再施工斜撑，从而大大缩短施工工期，同时减少基

坑暴露时间，从而减小基坑变形。11262020 • 7 • Building Construction董林兵：前撑注浆钢管桩在大面积深基坑工程中的应用本文结合工程实例，重点讨论前撑注浆钢管桩的设计

及施工问题，并根据现场监测资料评价其应用效果。1 设计方案1.1基坑及周边环境上海某工程拟建14幢多层建筑，地块内整体下设1

层地下室。基坑开挖深度6.2〜6.9 m,基坑开挖面积约

59 400 m2,基坑及主楼平面如图1所示。基坑东西两侧周边环境较为紧张，而南北两侧较为宽

松。基坑东侧有燃气管线，距离基坑边线约7.0 m,基坑西 侧有污水管线，距离基坑边线约10.0 m。基坑周边环境如 图2所示。图1基坑及主楼平面示意图2基坑周边环境示意1.2地质条件本场地地貌类型属湖沼平原I-1区沉积相，拟建场

地属于地层正常分布区，该地段均有⑥粉质黏土、⑦粉

土分布。典型场地地层从上至下依次为①1素填土、②

粉质黏土、③1淤泥质粉质黏土、③3-1黏土、⑥1粉质黏

土、⑥2砂质粉土，桩端贯入⑥1层中，极限端阻力标准值

1 000 kPa。1.3设计方案该基坑最初采用SMW工法桩+钢管斜抛撑的围护设计

方案，典型围护设计剖面如图3所示。由于项目工期要求较 紧，同时有多幢主楼贴边，底板需分块形成，施工极为不 便。考虑到工期要求和施工方便，将钢管斜抛撑调整为前

撑注浆钢管桩，典型围护设计剖面如图4所示。图3原钢管斜抛撑设计剖面前撑注浆钢管采用¢325 mmX8 mm,间距4 200 mm,

桩长24.0 m,水平倾角45° ；钢管端部设置注浆段，采用约

束式注浆工艺，每根钢管设置2〜3个约束体，单根钢管注浆

水泥用量不小于5.0 t；坑底6.5 m宽度范围内设置厚200 mm配筋垫层，内配ei0mm@2O0mmX200mm双层双向钢筋

网片：钢管穿越外墙、底板区域设置环形止水钢片。前撑注浆钢管桩单桩的极限承载力标准值依照国家建 设行业标准JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》，按斜桩

模式进行计算。结合T/SCD A012—2018《自稳式基坑支护 结构技术标准》，取安全系数为1.4。根据计算，钢管桩单 桩承载力特征值约为1 000 kN«1.4 施工工况1） 平整场地，施工SMW工法桩。2） 开挖第一皮土，施工圈梁及前撑注浆钢管桩。钢

管杆体沉放到位后立即跟踪注浆，注浆完成后钢管内填满

20〜40 mm级配碎石，并用纯水泥浆灌满。3） 分层分块开挖坑边配筋垫层设计宽度范围内的土

方，开挖到底后立即跟踪施工配筋垫层，当天开挖当天浇 筑。前撑注浆钢管桩穿越外墙和底板区域设置止水钢板。4） 待配筋垫层达到设计强度的80%,分层分块开挖基

坑中部区域土体至坑底标高，并及时浇筑垫层及底板。5） 视实际变形情况，可拆除或保留前撑注浆钢管桩， 施工地下结构至±0 m。6） 基坑回填后割除地下室外墙内、外前撑钢管。1.5施工要点1） 注浆施工。钢管端部设置注浆段，钢管底端封闭。 注浆段结合工艺要求布置岀浆孔，孔径8〜10 mm。注浆 工艺釆用分段+约束式注浆工艺，每根钢管设置2〜3个约

束体，针对各约束体分段定点实施注浆作业，注浆流量控 制在20〜40 L/min,注浆最终完成的标准以单根桩水泥用

量或最终注浆压力控制：单根钢管注浆水泥用量不小于

5.0 t,或最终注浆压力1.5〜2.0 MPa；注浆完成后钢管内填

满20〜40 mm级配碎石，并用水泥浆液填满。2） 静载荷试验。注浆完成后3周，应进行注浆钢管桩

静载荷试验确定单桩承载力。试验沿注浆钢管桩轴向方向

加载，设计最大加载量1200 kN。加载应分多级进行，且

应采用逐级等量加载，卸载应分级进行，逐级等量卸载。 变形按总沉降量30〜50 mm控制。3） 土方开挖。采用岛式挖土结合配筋垫层，先挖除坑（下转第1137页）建筑施工•第42巻■第7期11277I付虎成：静态爆破在深基坑混凝土中隔墙拆除中的应用4.2施工作业安全措施1) 静态爆破作业时，施工现场应拉好警戒线，配备专 职安全员，并对作业人员进行专项安全技术交底。的施工要求。在现场实施过程中有效避免了传统机械或人

工打凿带来的噪声、扬尘等环境污染问题，安全文明施工

标准极大提高，社会效益较为明显。2) 调配破碎剂及灌孔时，施工作业人员必须佩戴必要

的安全防护设施，如防腐橡胶手套、防尘耐冲击护目镜、 防尘口罩等。3) 破碎剂灌孔作业时，施工人员头部应偏离孔口正上

[1]

• ；「------

参考文献 —朴占华.紧邻商业区城市深基坑赫态爆破技术应用研究[J].公路交

通科技(应用技术版),2019,15(8):205-207.方，灌孔完成后6 h以内，严禁从正上方直视孔口，防止破

[2] 刘庆.静态爆破在石质挖方中的应用[J].建筑技术开发,2019,46(8):

碎剂喷孔飞溅。[3]

98-99.游宝坤.静态爆破技术:无声破碎剂及其应用[M].北京:中国建材工

业出版社,2008.5 结语通过合理优化爆破剂水灰比，因地制宜设置爆破排

[4]

张爱莉，姚刚.静态爆破的设计及应用[J].建筑技术,2002,33(6):420-

孔等措施，很好地发挥了静态爆破技术在配筋混凝土拆除

中的应用潜力，为基坑混凝土围护体系、塔吊混凝土承台

[5]

422.王光金.静态爆破技术在桥梁施工中的应用[J].安徽建筑,2007,14等大型混凝土构件的拆除提供了新的更为安全的可行性 :46-47.(2)[6]

朱吉顶，许志中.赫态爆破技术在工程拆除中餉应用[J].天津建设科 技,2004,14(1):29-30.措施。实践证明，与传统人工打凿相比，静态爆破技术可节

约工期近50%,成本低近30%。同时，静态爆破技术实现 了场地空间受限、周边环境保护等级高等工况下围护结构

[7] 王玉杰.静态破裂技术及机理研究[D].式汉:式汉理工大学,2009.[8] 栾瑞宣，傅菊根，鲁力.静态破碎剂破碎机理研究[J].四川建林2012,

安全无声拆除的目标，满足了中心城区复杂环境下深基坑 38(6):1-190.OOOOOOOOOOOXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXxXKXXKKXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXxOOOOOOOOOOO(上接第1127页)边配筋垫层设计宽度的土方，开挖到底后应立即跟踪施工

大，究其原因，是坑边土方开挖到底后未及时浇筑配筋垫 层导致，故施工时应限时完成配筋垫层浇筑。配筋垫层，当天开挖当天浇筑，配筋垫层养护完成后再挖

除中部土方。基坑分段开挖长度应控制在20 m以内，配筋

3 结语前撑注浆钢管桩为基坑面积较大而基坑深度不大的基

垫层一端应浇筑至围护桩边，另一端从注浆钢管入土点外 延不小于2.0m；配筋垫层应采用双向环形抱箍钢筋与前撑

注浆钢管满焊连接。4)注浆钢管拆除。注浆钢管拆除应在相应区域基础底

坑围护结构提供了一种新的选择。与钢管斜抛撑相比，由

于无须预先分块施工坑内底板，也无须二次开挖坑边土方

和施工坑边底板，前撑注浆钢管桩大大节省了施工工期。目前，前撑注浆钢管桩一般适用于深度较浅的基坑，

板及传力带形成并达到强度后，经设计复核满足周边环境

保护要求后进行拆除或间隔拆除。而对于深度较深的基坑，如地下2层或地下3层，前撑注浆

钢管桩是否适用还有待进一步研究。2 实施效果目前，该基坑基础底板已经浇筑完毕，正在施工地下

参考文献 —[1]

陈洪良，许雷.暗墩式斜抛撑在基坑围护巾向应用[J].商品与质量 (建筑与发展),2012(11 ):65-66.结构。与原来的钢管斜抛撑方案相比，由于无须预先分块

施工坑内底板，节省混凝土养护时间，也无须二次开挖坑 边土方，施工坑边底板，大大节省了工期。底板浇筑完成

[2] 刘裕华，陈征宙，毕港.一种改进的斜支撑体系支护某超大深基坑的

变形分析[J].疗灾减灾工程学报,2011,31(1):38-43.时间比原定计划提前了45 d。根据监测资料，从基坑开挖到基础底板施工完成，

[3]

肖荣军.深厚软弱土中钢管斜撑支护基坑的一种改进设计方法•[•!].

围护墙顶最大水平位移为40 mm,周边地表最大沉降为

土工基础,2018,32(1):10-12.8 mm,东侧燃气管线最大沉降7 mm,西侧污水管线最大沉

降6 mm,围护墙及周边环境各项监测数据均在合理、可控 的范围之内。[4] 瞿东格.支撑桩加承台曲斜抛撑支护体系在深大基坑中的应用研 究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2015.[5] 张静.双排桩与斜桩组合支护体系计算模式分析[J].工程勘察,2016

从现有监测资料来看，局部区域围护墙顶水平位移较 (増刊 1):210-215.建筑施工•第42卷•第7期11377I