吴成程，陈康，李世振
中国建筑股份有限公司，中建丝路建设投资有限公司
摘要：目前国内的传统基坑支护形式有钢板桩、地下连续墙等等。均对施工环境及场地有所要求，微型桩的支护形式施工较少。目前市政高架桥改扩建工程承台基坑实施时，在动载环境下如何利用微型桩优势解决深基坑的支护问题，成为业内研究的热点，本文通过在某市内高架桥承台基坑实施过程中微型桩的使用，说明微型桩施工的利弊。
关键词：钢箱梁；顶推施工；临时支架；智能化监测；数值模拟
0 前言
西安市体育中心外围提升改善道路PPP项目（一标段）是西安市北区片区“三横三纵”快速路网的重要组成部分，是服务2021年全运会的重要交通通道。本工程属于提升改造工程，因此本工程承台基坑作业区域主要位于市区现状道路之上。考虑道路的通行能力，需留出空间用于车辆通行，围挡范围受限，不能满足放坡开挖的施工方法。围挡范围之外有大量车辆通行，由此产生的动荷载成为影响基坑安全的主要因素，若使用放坡开挖，土体受到扰动之后易出现坍塌现象，微型支护桩可有效的承担水平动载，保证基坑安全。此外，现状道路地下管线情况复杂，除必要的基坑开挖范围之外，倘若使用放坡开挖的开挖形式，势必会增加管线迁移、迁改的工作量，增加工期和成本。现状既有道路为市政道路，路基坚实，此外，查阅地勘报告可知施工区域存在大片深厚填土区域，深度可达4~5米，此外，填土层之下为硬质黄土区，钢板桩、工字钢等支护形式施工存在困难，且安全性也不能满足要求。微型桩采用机械成孔可有效解决因地质问题带来的施工问题。
本工程中，将微型桩用于承台基坑支护，在其适用领域有所发展。此外，已有的同类型的陕西省市政项目对微型桩技术利用较少，本工程采用微型桩技术，也可对微型桩技术进行推广。。
1 工艺特点
（1）微型桩施工工艺相对简单，且支护效果较好，有效解决作业空间受限、地下管线复杂、地质条件特殊的问题，适用于本工程的承台基坑支护。
（2）实施过程中采用可周转的冠梁模架，该模架操作简单，现场只需完成水平模架吊装即可，能提高工作效率，节约工期。
（3）冠梁模架在施工完成之后，拆除水平活动插销，可直接整体吊装至下一个基坑，提高材料利用率，节约成本。
（4）冠梁模架具有定位准确的特点，保证微型桩的施工质量，避免桩基定位和骨架位移问题，提高微型桩成桩后的整体观感。
2 工艺原理
微型桩施工工艺主要是通过工字钢加混凝土组成的桩身与冠梁形成一个结构整体来对基坑起到支护和加固的作用。经过现状对微型灌注桩的研究，微型桩可以有效的承担竖向荷载和横向荷载，对基坑外侧的地基起一定的加固作用，提高基坑的安全性。采用冠梁模架可使定位精准，具有便于拆卸、制作简便、成本较低、操作简单等优点，其使用效果好同时可以有效的确保施工的微型桩质量。。
3 微型桩施工工艺流程
桩位放线→路面结构层破除→吊装冠梁模架→成孔→下放工字钢→混凝土浇筑→冠梁浇筑→养护拆模
4 施工控制要点
微型桩施工过程前要进行桩位放线，并做好标记，并采用微型桩施工模架进行精准定位，要求微型桩在孔位轴线和垂直轴线方向上偏差控制均不大于50mm，桩基垂直度偏差不大于0.5%。
冠梁模架作为重要的定位工具，要保证其安装质量，检验其定位准确性和稳定程度之后，方可进行钻孔作业。钻机应当就位准确，钻具中心与孔位之间偏差控制在50mm之内，开钻前用水平尺检查钻杆的垂直度，垂直度保证不大于0.5%，立轴垂直度调整合格后才能开钻。工字钢安装时注意对孔壁的保护，避免扰动孔壁。混凝土浇筑时不得直接倾泻，应用导管浇筑，保证混凝土浇筑质量，避免断桩情况的发生。
（1）桩位放线
根据设计图纸中承台的尺寸及放坡条件，对承台进行桩位设计，根据设计好的桩位、间距等进行放线。放线前应探明基坑范围内是否存在管线。放线工具采用全站仪配合钢尺，采用全站仪定出承台基坑的边线之后，用钢尺确定微型桩的位置，并做好标记，进行后续施工。
（2）路面结构层破除
承台设计大多位于现状道路中央绿化带范围内，东西向部分位于现状路面之上，因此需对该区域的沥青路面进行破除，采用路面破碎机将现状路面进行破碎，并将废渣定点堆放，并集中外运。
（3）吊装冠梁模架并精准定位
模架体系由内侧龙骨、外侧龙骨、连接钢板、PVC护筒、活动插销、角钢补强杆组成。在进行微型桩施工时，将模架吊放至基坑位置（模架根据基坑及微型桩尺寸定制），内侧龙骨和外侧龙骨之间通过连接钢板连接，所有连接形式均为焊接，Z字型的连接钢板设置可确保内侧模板与外侧模板之间的连接可靠性，并对其进行限位和加固，有效防止其变形。 矩形模架内部通过角钢补强杆进行连接和固定，模架上可直接按照排布好的间距嵌入PVC护筒，护筒直径同灌注桩直径，长度40cm。由于模架整体自重大，钻机可直接在护筒位置施打，有效避免了桩孔偏心、桩身倾斜的问题。在下放桩基工字钢骨架时，需要将活动插销穿过骨架，借此可限制骨架的上浮和位移现象。另外，所有桩头嵌入模架内，起到连接整体性的作用，可直接作为冠梁使用，省去了冠梁现浇施工的工序。
拆除时，拆除固定工字钢的活动插销，采用吊装设备将水平模架整体向上吊起，吊装至下一个基坑支护结构的施工位置。
（4）成孔及下放工字钢
成孔所用机械型号为“志高420se”和“半山150s”。开始钻孔之前应当检查钻机的钻头中心与孔位之间的偏差，并将其控制在50mm之内。同时钻杆的垂直度偏差也要控制在0.5%之内，检查调整合格之后方可开钻成孔。成孔时在模架内放置的PVC管可有效避免钻孔过程中，孔边堆土向孔内不断滑落的现象，防止塌孔现象发生。施工时采用隔桩施工，并充分考虑施工过程对周边环境的影响。
检查孔深达到设计要求之后便可下放工字钢骨架。工字钢骨架采用人工安装的方法，下放之前在工字钢上端穿孔，用于骨架与模架的固定，并且保证工字钢插入冠梁内的长度符合图纸设计要求。工字钢下放过程中，要轻提慢放，不可碰撞孔壁，防止出现内部塌孔现象，影响灌注桩的质量。下放完成之后。用活动插销固定其位置，使其位于微型桩中心部位。
（5）混凝土浇筑
本微型桩设计采用C30细石混凝土进行浇筑，实际浇筑量不应小于桩身理论体积。混凝土塌落度控制在180~220mm，并连续一次浇筑完毕。由于微型桩孔径小，深度较深，混凝土浇筑必须采用导管浇筑，保证混凝土的浇筑质量，防止出现断桩。浇筑完成之后应用振捣棒进行振捣，使混凝土均匀，增加混凝土和易性和整体性。浇筑混凝土之后，应根据浇筑部位留置标养试块，由于微型桩单体方量较小，可以承台基坑为单位进行留置，并及时送检，检测混凝土质量。
（6）冠梁施工
当微型桩混凝土强度达到设计要求之后方可进行冠梁施工，冠梁尺寸为200mm*200m，结构类型为钢筋混凝土。冠梁钢筋主筋采用φ16钢筋，箍筋采用φ10钢筋，箍筋间距为200mm，钢筋保护层厚度为50mm，具体绑扎形式见下图。浇筑混凝土标号为C30，浇筑后应当进行振捣、收面。对冠梁进行养护，混凝土达到设计要求之后便可整体转移冠梁模架，进行下一个承台基坑支护的微型桩施工。至此，微型桩的施工流程已结束。
5 结论
通过现场实际应用，微型桩使用可以避免基坑的放坡开挖，满足市政工程现状要求，同时较双排钢板桩围堰工程，单个上承台基坑的工程造价为20万元。同样条件下，若使用微型桩作为支护形式，单个承台基坑的工程造价为6.5万元。大大降低了工程造价，经济效益显著。
承台基坑采用微型桩进行支护，成功地减小承台作业空间，缩小了围挡占地面积，为周边的车辆通行提供了条件，避免因前期施工造成当地路段交通拥堵的不良社会影响，微型桩的支护形式，大量减少了土方开挖量，场区内堆土量和占地面积成功减少，减少扬尘现象的发生，对环境保护也有好处。、微型桩在市政工程承台基坑的成功应用，可以为同类型的市政项目提供借鉴依据，该技术有很好的发展和应用前景。
参考文献
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