摘要：由于微型钢管桩具有“小径高强"的的独特优势而越来越到重视，本文分别针对桩设计所需的技术材料、桩的选型、桩的布置以及打桩施工方法这四个方面，对微型钢管桩在基坑支护中的应用做出探讨。
关键词：微型钢管桩；基坑支护；应用
Abstract: due to the tiny steel pipe piles with "path of high strength" of the unique advantages and more and more attention to, the paper for pile design needed for the technical materials, pile type selection, the layout of pile and piling construction method, the four aspects of miniature steel pipe pile foundation pit in the application make a research.
Key words: tiny steel pipe pile; Foundation pit supporting; application
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
引言
我国改革开放之后，在工业布局需要和城市规划发展的背景下，很多地区大力兴建大型、重型的高楼和工业厂房，然后，这些大型重型建筑大多施工于在软弱地基之上，或在特定场所中进行，因此存在隐患。随着炼钢技术和轧钢技术的发展，钢桩也由此运运而生，并不断扩大着应用范围，其中的微型钢管桩作为一种“小径高强”桩，由于其存在独特的优势，因此在很多特定场合原来越受到设计人员的重视，从目前来看，尽管微型钢管桩已经被人们关注，但较之于实际需求而言，其发展仍然相对缓慢，并且，鉴于目前我国微型钢管桩的技术研究资料分散于各种刊物和杂志之中，因此，有必要对微型钢管桩在基坑支护中的应用进行一个系统阐述。
一、桩设计所需的技术材料
（一）岩土工程勘察资料。
对于要求整理的工程地质报告，按照现行的《岩土工程勘察规范》规定，应该针对相关报告首先进行认真的整理和检查，再对报告中的材料进行仔细分析和鉴定。具体而言，主要包括如下终于要内容：
其一，勘察目的。对于预施工的工程而言，工程地质勘查的主要目的在于对工程所在场地的地基进行适应性判断，并根据调查结果进行经济合理的的设计施工，进一步判定现有建筑物基础的安全度，目的在于能够准确找出地基的隐患及其可能性，并在进一步分析这些隐患的原因之后，制定出有效的预防措施。
其二，勘察内容。勘察内容不仅包括地形和地质调查，而且还包括地基勘察。对于地形和地质调查而言，其主要目的在于选定下部结构位置和选定持力层，并根据调查结果绘制地形图。对于地质勘查而言，其主要目的在于对地基的成层状态进行有效掌握，并对基础埋深以及地基沉降计算、地下水位探明等一系列工作进行一个全面的把握。
其三，勘察方法。同其他桩基一样，微型钢管桩工程地质勘察常用钻探和原位试验两种方法，本文主要对前一种方法进行论述。具体而言，该钻探方法一方面可以再取得土样和岩样周虎，从而对其开展直观鉴别以及划分层位等后续工作，另一方面还可以取得部分原状土样，再通过土工试验，从而得到土的各项力学和物理学指标。值得注意的是，在具体的钻探和取样过程中，扰动土体的情况不可避免，这就会对土体的原有性质产生改变作用，并且，一旦土样被取出，其原始边界条件也随之发生变化。为克服上述缺点，国内外近年来开始采用原位试验，从而能够为设计提供更为准确的资料。
其四，勘察步骤。一般而言，为了与设计阶段的要求相适应工业与民用建筑的工程地质勘察应分阶段进行。具体可分为选择场地勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察几个阶段，在具体操作中，可以视建筑物的规模和重要程度对勘察阶段进行增减。
其五，成果报告。成果报告应附必要的图件，具体可包括勘探点平面布置图、工工程地质剖面图、工程地质柱状图、室内试验成果图表、原位测试成果图表、岩土工程计算简图以及计算成果图等。
（二）建筑场地与环境条件的相关资料
其一，建筑物场地的平面图主要包括交通设施、地下管线、高压架空线和地下构筑物的分布；其二，水、电及有关建筑材料的供应条件；其三，相邻建筑物的安全等级、基础类型及埋置深度；其四，泥浆排泄和弃土条件；其五，周围建筑物及边坡的防震和防噪音的要求。
（三）拟建工程的有关资料
技术人员要对拟建工程的有关资料进行详细了解和充分掌握，这样做的目的在于在把握设计条件之后，再做出经济合理的设计施工方案。这些条件包括：其一，场地的位置和规模、场地周围的情况；其二，地上及地下的障碍物、各层土的性状、地基土层结构、地下水(包括水位和流速)以及与场地有关的其他条件；其三，荷重及建筑物的使用或生产设备对基础竖向及水平位移的要求；承台板的可能形式等；其四，建筑物的功能、容许变形量和使用年限；其五，上部结构的相关条件，包括拟建工程的抗震设防烈度、建筑规模以及建筑安全等级；其六，有关施工的条件，包括设备的进出场及现场运行条件、施工的机械设备装备状况以及对地质条件的适应程度等。
二、桩的选型
从桩的选型方面而言，尽管微型钢管桩较之诸如钢筋混凝土桩等一些其他材质的桩而言，具有无法比拟的优点，但由于耗钢量大，因此，为了避免盲目性，就应该在工程应用上通过技术经济比较和必要的审批程序。具体而言，在桩基选型时，有如下因素需要考虑：其一，应在满足第一条的情况下，较其他施工方法更加经济合理；其二，应能在其所需的耐久期限内对构筑物起到安全支撑的作用，同时不应发生有害的沉降及变形等状况；其三，对于今后的地基条件及场地周围状态的变化不产生副作用；其四，能够在不影响附近的建(构)筑物的前提下，在预定工期内能确保施工的顺利进行。
从微型钢管桩的选型方面来看，微型钢管桩的选型往往与桩的平面布置、上部结构对桩的承载力要求等因素密切相关。例如，微型钢管桩承载力的决定方式可运用单桩静载荷试验，并进行规范性估算。本文认为，在微型钢管桩在承台平面内的布置方面，最好以能够均匀布桩，并且还应通过双行以上的方式来布置，对于大直径桩而言，可以尝试采用一柱一桩，对于小直径桩而言，其桩数应在4根以上。并且，边桩中心距承台边缘的距离应该大于或等于桩外径的l倍，桩的最小中心间距则一般采用3倍桩径以上。
三、桩的布置
第一，微型钢管桩的布置原则。其一，为了避免造成较大的不均匀沉降就要尽量使每根桩来均匀的承受荷载。这样做的主要原因，是因为固结沉降是由长期荷载产生的，因此，为了减少在使用过程中的不均匀沉降，就应该尽量均匀桩的承受荷载；其二，容许位移量决定于桩端的水平位移量，如果是单排桩，由于桩端的倾斜角度比较大，因此桩最好布置为两行以上；其三，使用倾斜桩的时候，应将桩布置成能够使作用于直角两个方向上的水平荷载下所产生的水平位移量相等；第二，最小桩间距的布置。在布桩时，首先要考虑桩间距，一般来说，影响桩间距的因素主要有如下几种情况：施工时桩机大小的影响、施工时候桩的倾斜和弯曲造成的误差、施工时的排土挤压对相邻桩入桩效率的影响；土体扰动对承载力的影响、群桩效应对承载力的影响。综合上述四点影响因素，本文认为：如果桩间距小于桩径的2.5倍，不仅容易导致土体隆起，而且还会使先打入的桩发生竖直方向的抬动和水平位移，因此，最小桩间距为3倍的桩径较好；群桩的几种布桩方法：
第三，连续基础的布置方式。常用的布置方法是单排、双排和三排桩，对于双排和三排桩排与排之间可以错开；
四、打桩施工方法
第一，打桩设备的选择。其一，桩锤。可分为振动式(振动锤)、冲击式(蒸气锤、柴油锤、汽锤和落锤)和压入式(压桩机)。在上述方法中，由于柴油锤构造相对简单，而且还能够使桩获得较大的承载力，因此柴油锤的效率比较高，能够在钢管打入过程中得到较为广泛的应用；其二，打桩架。打桩架的作用是完成桩锤的导向以及实现起落桩锤、竖桩等功能，是配合桩锤进行打桩施工的必要设备；其三，附属设备。桩帽作为主要附属设备之一，不仅能够保护桩的头部使其受到的冲击力均匀分布，而且还能够使桩的垂直度得以保持。
第二，桩锤的选定。桩锤的选定不仅要根据掌握的桩锤的特性，而且还应结合钢管桩的形状、重量、尺寸、结构类型、埋入深度和土质等其他众多条件。
第三，打桩的注意要点。打桩施工的注意事项包括：准备好有充分起吊能力的起重设备；为了方便对中和掌握打入打入深度，就应该在微型钢管桩上弹出中线和尺寸线。
第四，打桩的顺序。由于桩的打入会挤压土体，尤其是对软土而言，由于打桩会使孔隙水压力急剧增高，从而造成土的向上或侧向的流动和涌出，因此，需要根据实际情况，对打桩的顺序进行适当调整，例如，可以先在周围打桩，然后再往内部打桩。
第五，打桩要领。预打是必不可少的环节，要先在正式打入之前做预打，在确定桩的中心位置和角度之后，再正式进行打入。若为斜桩，并且有较大的倾角时，应该在开始进行轻打，采用这一做法的主要原因在于如果一开始就快速打入，会容易引起打桩机架的重心发生剧烈移动。
第六，打入精度。桩的打入精度取决于桩的制造误差、机械状况、作业技术水平、打桩架的放置平台等一系列因素的综合影响，除此之外，地基、水流和风浪的也会对桩的打入精度构成影响。对于承台边的边桩来说，桩顶的平面位移要求小于D／5(D为桩径)，桩顶标高偏差要小于D／10，对中间桩要小于D／4且不超过6cm，桩的倾斜度应小于全长的1／100。
第七，停打标准。由于桩长尺寸的差异以及地质条件的差异，做出固定统一的停打标准是不现实的，这就需要根据现场情况进行判断。值得注意的是，由于邻近打入的桩可能使已经打入的桩发生上浮或下沉的现象，因此要及时对已经打完的桩做好标高测量工作，并据此对再打入的必要性进行判断，尤其是要注意闭口桩的上浮现象。
结束语
本文对微型钢管桩在基坑支护的应用方面做出了研究，并认为，微型钢管桩在特定场合下还具有对基础的补强和支护方面安全度高，见效快，适应性强，工期短，施工方便，节约材料，所需要的作业空间不大，桩顶位移小等众多优势，因此在今后具有很大的推广价值。
参考文献
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