建筑深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

摘要：以某工程項(xiàng)目為背景，針對(duì)項(xiàng)目工程所在地地質(zhì)狀況差，綜合四周環(huán)境條件及工程地質(zhì)水文條件，提出采用SMW工法進(jìn)行支護(hù)。通過對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可知，SMW工法樁作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有價(jià)格低廉、設(shè)計(jì)方便、施工效果好、效率高等優(yōu)勢。在完成基坑回填以后，可以對(duì)型鋼進(jìn)行回收利用，實(shí)現(xiàn)資源再次利用，符合節(jié)能減排的要求。與傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁排樁相比較成本下降30%以上。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù);SWM工法樁;型鋼;監(jiān)控量測

1" "工程概況

某項(xiàng)目總體建筑面積為20000m2，項(xiàng)目工程一期建筑面積為10000m2，建筑樓為21棟，其中19棟樓為多層建筑物，地下室每層高度為4m，基坑開挖深度為6m。工程地質(zhì)性質(zhì)按照從上層到下層的順序，依次可以劃分為雜土層、粉土層、淤泥層、粉砂層和卵石層。其中淤泥質(zhì)土主要位于場區(qū)東南角，最大埋置深度為10m，呈現(xiàn)帶狀分布，埋深深度位于地下2m。

此場區(qū)內(nèi)的滯水主要位于粉砂層和卵石層的縫隙中。滯水層和地表水系相互貫通，水位受到季節(jié)變化影響性較大，水位落差大，豐水期具有承壓的特點(diǎn)。現(xiàn)場水位觀測情況顯示，承壓水穩(wěn)定承壓水位25m，承壓水位埋深為2m，地下室底板標(biāo)高24.11m，電梯基坑底最大標(biāo)高為19.10m，承壓水頭高程落差為9m。

該項(xiàng)目基坑平面面積大，性質(zhì)為大型基坑。基坑缺乏規(guī)則性，四周環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，四周建筑物老舊。場區(qū)地質(zhì)軟弱，分布有較大面積的淤泥層。場區(qū)內(nèi)水文條件錯(cuò)綜復(fù)雜，場區(qū)瀕臨堤壩，含水層深度較淺，含水層滲透系數(shù)相差較大，基坑降水設(shè)計(jì)難度較高。此項(xiàng)目隸屬市屬重大項(xiàng)目工程，對(duì)基坑風(fēng)險(xiǎn)控制要求嚴(yán)格。

2" nbsp;基坑支護(hù)方案

基坑施工四周其臨時(shí)荷載取值為18kPa，而施工最大荷載量為35kPa，天然基礎(chǔ)房屋荷載取值為20kPa。將水平移動(dòng)誤差控制在30mm，北側(cè)老舊房屋區(qū)域和東南角天然氣水平誤差需控制在25mm左右。

基坑安全等級(jí)系數(shù)控制為一級(jí)。三軸攪拌樁深度可滿足降水帷幕要求，內(nèi)插型鋼長度符合變形控制要求[1]。三軸攪拌樁型號(hào)為850mm@600mm，工字鋼型號(hào)為H582、H692，型鋼距離控制為1.3m，樁頂放坡高度為1.5m，設(shè)置為1200mm×400mm冠梁。為了有效方便后期的型鋼回收，型鋼頂面需高出冠梁頂大于0.6m。

綜合場地基礎(chǔ)情況、場地施工作業(yè)條件、基坑的基礎(chǔ)條件以及基坑的開挖深度，分析運(yùn)用SMW工法施工的可能性。基坑周圍側(cè)壁土質(zhì)層為軟土質(zhì)，局部存在流塑狀淤泥，運(yùn)用SMW工法樁施工可使樁間軟土層形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。四周地下埋設(shè)有壓管線，其中距離基坑位置1m，SMW工法樁可有效規(guī)避對(duì)管線的擾動(dòng)。考慮到基坑回填以后要對(duì)型鋼進(jìn)行回收，回收后型鋼可以進(jìn)行循環(huán)利用。綜上，SMW工法兼具環(huán)保性和成本低廉的效果，能夠滿足工程要求。基坑支護(hù)典型剖面如圖1所示。

3" "基坑降水設(shè)計(jì)

基坑共搭建了49口降水井，未啟動(dòng)的降水井可以同時(shí)充當(dāng)水位觀測井。需要在各口井出水口的位置增設(shè)抑制閥、水表、出水口。在過濾管增設(shè)纏絲過濾器、橋式過濾器。為有效控制降水對(duì)四周環(huán)境的影響，增強(qiáng)基坑安全性，可以運(yùn)用以下措施：

3.1" "減少降幅

采取三軸攪拌樁對(duì)電梯井進(jìn)行了設(shè)計(jì)，坑中坑外三軸攪拌樁樁頂標(biāo)高為23m，樁長為7m，內(nèi)排三軸攪拌樁標(biāo)高距離為19m，樁長距離為4m。

3.2" "分層降水

含水層滲透系數(shù)差異性明顯，將49口降水井運(yùn)用深淺井交互布置的方式。1～29號(hào)降水井高程差為20m，濾管半徑為30cm，單口降水井出水量為30t/h。讓濾管進(jìn)入卵石層，使其一定程度上減緩承壓水頭。

3.3" "采用雙重止水措施

在基坑的北面舊房屋比較多，需搭建12m止水帷幕，且在止水帷幕和房屋之間增設(shè)1道6m三軸攪拌樁，打隔離樁穩(wěn)固基坑內(nèi)外壁淤泥土質(zhì)層，以確保淤泥不滲入地基層中防止沉降。

3.4" "減少降水時(shí)間

根據(jù)基坑作業(yè)條件，為地下室底板后澆帶設(shè)計(jì)返濾裝置。在對(duì)地下空間施工整體結(jié)構(gòu)完全穩(wěn)定以后，對(duì)降水井進(jìn)行封閉，有效提高了施工效率[3]。

3.5" "按需降水

按照地下室實(shí)際開挖情況，劃分為不同區(qū)域，設(shè)計(jì)降水井。對(duì)降水量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，施工高峰期實(shí)際開啟降水井24口，深井開啟數(shù)量為11口，淺井?dāng)?shù)量為13口。

4" "基坑監(jiān)測情況

4.1" "監(jiān)測概況

基坑采取分層次由兩側(cè)到中間均勻?qū)ΨQ的方式進(jìn)行開挖，各層開挖土層的深度需控制在2m左右。在開挖過程中，遵循“垂直方向分層、水平位置分段、先支后挖”的順序進(jìn)行作業(yè)。基坑開挖需要循環(huán)漸進(jìn)，為了提高基坑作業(yè)安全性，最大化降低對(duì)周圍建筑物的影響，在作業(yè)環(huán)節(jié)要對(duì)基坑周圍環(huán)境進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括對(duì)地下水位、支撐軸力、圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測等。

4.2" "監(jiān)測結(jié)果分析

本文主要截取圍護(hù)結(jié)構(gòu)、鋼支撐指標(biāo)進(jìn)行分析。監(jiān)測得到的SMW樁墻水平位移如圖2所示。鋼支撐軸力曲線變化如圖3所示。

由圖2可知，基坑變形符合時(shí)空效應(yīng)規(guī)則，垂直位置墻體兩側(cè)變形值低于中間變形值，墻體變形呈現(xiàn)出“兩端窄小，中間大”的特征，伴隨著基坑開挖深度的提高，SMW樁墻位移得到了增加。位移呈現(xiàn)出隨著深度水平位移先增加后降低的特征，水平位置最大量發(fā)生在距離地面10m的位置處，位于第4層支撐和底板位置之間，伴隨著底板施工推進(jìn)，變形值趨于穩(wěn)定。項(xiàng)目施工中SMW樁墻水平位移受到鋼支撐施工工藝以及土體漏水漏漿因素影響較大。

由圖3可知，在基坑開挖環(huán)節(jié)，因?yàn)槭┘恿俗銐蝾A(yù)應(yīng)力，首層支撐軸力變化幅度不明顯，第二至第四層軸力值保持相對(duì)穩(wěn)定。繼續(xù)開挖到第2層支撐時(shí)，第2層支撐較大偏向外側(cè)土體壓力，軸力值得到了繼續(xù)增加。在完成第3層支撐開挖時(shí)候，第2和第3支撐軸力得到了提高，首層則一定程度降低。在對(duì)基坑進(jìn)行持續(xù)開挖后，首層軸力保持穩(wěn)定，隨著開挖的持續(xù)進(jìn)行，下層軸力得到了一定程度提高，上層軸力保持相對(duì)穩(wěn)定。在完成底板作業(yè)以后，結(jié)構(gòu)完整性有效增強(qiáng)，鋼支撐軸力有一定程度下降。

在對(duì)第4層鋼支撐進(jìn)行拆卸后，第2、3層支撐軸力得到提高，首層軸力保持相對(duì)穩(wěn)定。在對(duì)第三層鋼支撐進(jìn)行拆卸以后，每一層的下層比上層的軸力穩(wěn)定性提高。土體向基坑內(nèi)側(cè)水平位移越大，相對(duì)應(yīng)的支撐軸力值越大，這與圖2的分析保持吻合。對(duì)基坑周邊作業(yè)環(huán)境進(jìn)行觀測后發(fā)現(xiàn)，在基坑開挖以及降水環(huán)節(jié)，未對(duì)周圍環(huán)境帶來負(fù)面影響，周圍建筑物所發(fā)生的變形值都符合規(guī)定要求。

5" "結(jié)語

以某工程項(xiàng)目為背景，針對(duì)項(xiàng)目工程所在地地質(zhì)狀況差，四周環(huán)境非常錯(cuò)綜復(fù)雜，綜合環(huán)境條件及工程地質(zhì)水文條件，提出采用SMW工法進(jìn)行支護(hù)。通過現(xiàn)場監(jiān)測得到以下結(jié)論：SMW工法樁施工周期較之傳統(tǒng)工藝效率更高。在完成基坑回填以后，可以對(duì)型鋼進(jìn)行回收利用，實(shí)現(xiàn)資源再次利用，符合節(jié)能減排的要求。與傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁排樁相比較成本下降30%以上。從基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，基坑開挖整個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)周圍的環(huán)境影響較少，周圍建筑物所產(chǎn)生的變形均符合規(guī)范要求。對(duì)項(xiàng)目施工中所用水泥土用量、配比情況，沒有在不同的指標(biāo)下進(jìn)行對(duì)比，后期可以對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步研究。深淺井降水支護(hù)體系具有作業(yè)成本低廉、支護(hù)強(qiáng)度高等優(yōu)勢，在城市基坑施工中應(yīng)用廣泛，深井運(yùn)常用于降低承壓水頭，淺井常用作于疏通垂直滲透系數(shù)較低的土體。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈治新，賈萬鑫，宋國龍.天津崇德園基坑支護(hù)上程技術(shù)[J].探礦上程（巖土鉆掘上程），2017，44（4）：71-73.

[2] 章鵬.某深基坑SMW上法樁支護(hù)應(yīng)用研究[D].武漢：武漢上大學(xué)，2014.

[3] 劉霞.SMW上法的設(shè)計(jì)理論與計(jì)算力法[D].南京：南京上業(yè)大學(xué)，2004.