“SMW工法”基坑圍護施工及型鋼拔除技術

陳 靜

（中國建筑第二工程局有限公司（滬），上海 200000）

“SMW工法”基坑圍護施工及型鋼拔除技術

陳 靜

（中國建筑第二工程局有限公司（滬），上海 200000）

三軸攪拌樁作為深基坑止水帷幕具有很多優點，內插型鋼能增加其抗測壓能力，為基坑施工的安全提供保障。文章結合金運路以西，鶴旋路以南地塊商辦項目（華泰商務中心）工程，對SMW三軸攪拌樁施工工藝及質量保證措施進行論述，可供相關人員參考。

SMW工法；H型鋼；基坑；圍護；監測

金運路以西，鶴旋路以南地塊商辦項目（華泰商務中心）建筑面積為13.17萬㎡，結構未框架結構，地下1層，局部地區地下2層，地上4～10層，由辦公樓及商業組成，由中國建筑第二工程局有限公司總承包。

1 工程概況

該工程選用預應力高強混凝土空心方樁基礎，項目西側為雙洋港河，東側為金運路，北側及南側均有建筑物。其中北區基坑地下二層結構，面積約8548㎡，周長約423m，開挖深度至-10.85m。為保證成孔質量及止水效果，此區域圍護設計采用“SMW工法”。

2 基坑圍護方案

該基坑圍護采用“SMW工法”，采用850@600SMW三軸水泥土攪拌樁作為圍護結構，根據基坑的位置及挖土深度的不同，水泥攪拌樁長度為23～28m，內部插700×300×13×24H型鋼，型鋼長度與攪拌樁長度一致，插入方式為插二跳一或插一跳一。基坑內側采用兩道鋼筋混凝土水平支撐體系，支撐立柱采用460×460角鋼格構柱，立柱樁采用 650×650角鋼（樁頂 3.5m內擴徑為800×800角鋼）鉆孔灌注樁。基坑內部局部深坑處采用雙軸攪拌樁加固，加固深度為8～10m。基坑內部采用深井井管降水，降水水位位保持在基坑開挖面下以下1.0m。為降低成本，SMW樁中插入的型鋼在結構處±0.00后拔除，循環利用（見圖1）。

圖1 基坑圍護平面（局部）

3 基坑圍護施工要點

3.1 材料

主要材料及標準：①水泥：采用42.5級普硅水泥，水泥摻量為20%，水灰比控制在1.50～1.80范圍內；②型鋼：采用700×300×13×24H型鋼，混凝土支撐立柱采用460×460角鋼格構柱。

3.2 施工步驟

①場地平整：施工前，必須先進行場地平整、夯實加固至-1.050標高，鋪設走道板，路基承重荷載以能行走25t汽車吊及履帶式樁架為準。確保施工場地路基承重荷載需能滿足要求；②測量放線：根據坐標基準點，按設計圖放樣定位及高程引測工作，做好永久性標志；③開挖溝槽：根據基坑圍護內邊控制線，采用挖土機開挖溝槽，沿圍護樁平行方向開掘工作溝槽，溝槽寬度1.2m，深度0.8m。開挖溝槽余土及地下障礙物應及時處理，以保證三軸攪拌樁的正常施工（見圖2）；④H型鋼定位：在垂直溝槽方向放置兩根定位型鋼，規格為200×200，長約2.5m，再在平行溝槽方向放置兩根定位型鋼，規格300×300，長約8～15m。H型鋼采用型鋼定位卡固定（見圖3）；⑤樁機定位：三軸攪拌樁中心間距為1200mm，單孔直徑為850mm，搭接長度250mm，以該尺寸在平行的H型鋼表面用紅油漆劃線定位。

圖2 溝槽開挖剖面圖

圖3 型鋼定位示意圖

3.3 施工工藝

施工工藝：①根據本工程三軸攪拌工程量及工期要求，采用兩臺三軸攪拌樁機分別從東、西兩個方向同時施工；②三軸攪拌樁施工（見圖4），其中陰影部分為重復套鉆，保證三軸攪拌樁的連續性和接頭的施工質量。在施工過程中嚴格把控相鄰樁的施工間歇時間不得超過12h；③樁機就位、校正、復核樁機水平和垂直度。樁位的偏差值不應超過5cm，樁身垂直度誤差不應超過1%。施工過程中隨機對機座四周標高進行復測，確保機械處于水平狀態施工，同時用經緯儀經常對攪拌軸進行垂直度復測，通過對機械的控制達到對樁體垂直度控制；④拌制水泥漿液，水泥摻量為20%，水灰比應控制在1.50～1.80范圍內。三軸攪拌樁采用“一噴一攪”施工工藝，下沉和提升過程中均注漿攪拌。施工中嚴格控制鉆進提升及下沉速度，下沉速度為：0.5～1.0m/min，提升速度為：1.0～2.0m/min，并根據地質報告對較差土層減緩提升和下沉速度，將速度控制在允許范圍的下限。三軸機上通過流量表和壓力表，嚴格控制注漿壓力為0.8～1.0MPa，以漿液輸送能力控制；⑤型鋼插入：型鋼插入之前。應將每根型鋼表面清理干凈并涂刷減磨劑（油），以便后期的拔除工作。在距離型鋼頭25～35cm中心位臵割一個10cm左右大小的洞，以利于型鋼的起吊。攪拌樁施工結束樁機移位后，將型鋼放入制作好的導向架內，保證型鋼的垂直插入吊機起吊型鋼，慢慢的吊到指定位置，人工將型鋼扶正慢慢插入樁體，待進入一定深度后，快速下放，以利于型鋼的整體插入。用水準儀準確的測出型鋼的標高，達到設計標高后，型鋼插入完畢。在澆筑壓頂圈梁時，埋設在圈梁中的H型鋼部分必須用牛皮紙將其與混凝土隔開，以保證后期H型鋼的拔除。并采取措施保證壓頂圈梁外側的排水，使其積水不往基坑內部排；⑥三軸水泥攪拌樁成型后，需待其強度達到100%設計強度后方可開挖基坑土方，或在設計認可并有確切把握及施工單位有完善的保障措施情況下方可適當提前；⑦換撐施工及H型鋼回收。為保證結構的穩定性及基坑的安全性，施工順序為：地下室底板施工→底板處換撐→拆除第二道支撐及圍檁→地下室二層外回填土及換撐→拆除第一道支撐→地下室一層外回填土→拔除型鋼（見圖5）；⑧整個施工過程中，安排專人詳細記錄每根樁的下沉時間、提升時間及H型鋼的下插情況，H型鋼拔除過程中，需加強對周邊環境的監控，特別是基坑的變形情況。

圖4 三軸攪拌樁套打順序：1-3-2-4-6-5-7

4 基坑的監測

4.1 讀數

在圍護結構施工前須測得初讀數，在基坑降水及開挖期間須做到一日一測。圍護施工階段，每隔三天測一次；底板澆筑完隔兩天測一次；拆撐期間每天至少測一次；其它施工期間的觀測間隔，可視測得的位移及內力變化情況適當增減。

4.2 報警界限

三軸攪拌樁水平，垂直位移大于3mm/d，累計位移超過28mm；坑外地下水位下降達750mm或每天超過300mm；臨近建筑物沉降累計15mm或傾斜超過1/500。當監測值達到上述界限或監測值的變化速率突然增加或連續保持高速率時，應及時報警，以引起各有關方面重視，及時分析并采取有效措施予以處理。

4.3 圍護墻

圍護墻頂水平、垂直位移監測點間距15m左右；圍護墻深層側向水平位移監測點間距30m左右，深度大于圍護樁深度5m。當監測值達上述臨界值時，應立即采取措施進行控制，情況嚴重者應同設計、業主、監理共同討論應對措施，以保證基坑的安全。

圖5 基坑回填及換坑圖

5 結束語

三軸攪拌樁施工是基坑工程質量控制的重點和難點。通過型鋼的插入，增加基坑的穩定性能。該支護體系不僅能有效的止水擋土，還能有效的節約施工工期，做到質量、成本、工期都不耽誤。

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