關(guān)于深基坑圍護(hù)工程技術(shù)的探討

商夏明　章柱勇

摘 要：近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和工業(yè)化進(jìn)程的加快，高層或超高層建筑在全國(guó)各個(gè)城市中被廣泛應(yīng)用與普及?；庸こ淌墙ㄖこ痰囊粋€(gè)重要組成部分，尤其是深基坑工程施工的好壞更會(huì)對(duì)工程的進(jìn)度和質(zhì)量造成重要的影響，并直接影響到建筑的穩(wěn)定性、安全性與長(zhǎng)久性。要保證深基坑工程的安全合理、節(jié)約造價(jià)以及方便施工，深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的合理選擇和相應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用是其中的關(guān)鍵。本文結(jié)合工作實(shí)際，從深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的分類和方案的選擇出發(fā)，并著重對(duì)圍護(hù)工程的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：深基坑；圍護(hù)工程；技術(shù)；探討

引 言

深基坑工程大多為臨時(shí)性工程，因經(jīng)費(fèi)限制較緊，不確定因素和影響因素又較多，例如具體工程要求、施工順序與管理、地質(zhì)條件、水文情況、氣候變化的影響等等。深基坑圍護(hù)工程技術(shù)的順利實(shí)施，既保證了圍護(hù)結(jié)構(gòu)在整個(gè)施工過程中的安全，還通過對(duì)周圍土體變形的控制，保證了工程中相鄰建筑物和地下公共設(shè)施的安全。

1 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的分類和方案的選擇

1.1 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的分類

深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)按照材料和施工工藝可將其劃分為以鋼為材料的鋼板樁，以鋼筋混凝土為材料的鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土板樁和地下連續(xù)墻，以水泥穩(wěn)定土為材料的水泥攪拌樁。

深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能和材料密切相關(guān)。使用鋼材或者鋼筋混凝土所制成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是柔性的，通常需要使用支錨體系來維持其穩(wěn)定；使用水泥攪拌樁所制成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是自立式的、剛性的。然而水泥攪拌樁可以通過加勁性的型鋼成為柔性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（SMW工法），也可以用作于柔性的排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水帷幕，而鋼筋混凝土地下連續(xù)墻也可以用作重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

1.2 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇

總體來說，按照材料和施工方法可將圍護(hù)結(jié)構(gòu)分為三種類型，即排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、水泥土攪拌樁和地下連續(xù)墻。選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到工程實(shí)際的地質(zhì)條件、地下水條件、開挖深度、施工條件和工程要素等因素進(jìn)行綜合確定。在實(shí)際工程建設(shè)中，深基坑圍護(hù)多采用了復(fù)合式結(jié)構(gòu)。在水泥攪拌樁體內(nèi)加勁性型鋼，從而形成組合結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體，被稱為SMW工法，它組合了型鋼受力和水泥止水的優(yōu)點(diǎn)，且截面較小，適應(yīng)性強(qiáng)，在我國(guó)深基坑圍護(hù)工程中得到了廣泛應(yīng)用。在本文中，將著重對(duì)SMW工法的施工技術(shù)進(jìn)行分析與探討。

2 SMW工法技術(shù)的應(yīng)用

SMW工法（Soil Mixed Wall），也被稱為加勁水泥土地下連續(xù)墻，是一種在相互搭接的水泥土樁墻中插入型鋼而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，也是我國(guó)在近年來重點(diǎn)引進(jìn)的技術(shù)項(xiàng)目。因其具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低和環(huán)境污染小等方面的特點(diǎn)，在提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和重視可持續(xù)發(fā)展的今天，在深基坑圍護(hù)工程中推廣應(yīng)用SMW工法具有更為現(xiàn)實(shí)的意義。

SMW工法的施工原理：

SMW工法是利用專業(yè)的多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削攪拌土體，并同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體中，等充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，以形成地下連續(xù)墻體。SMW工法通過水泥和土的充分?jǐn)嚢杌旌?，使墻體無論橫向或是縱向都沒有接縫，具有高止水性；在插入H型鋼后，形成復(fù)合型墻體，具有抗側(cè)壓強(qiáng)度和高止水性能。同時(shí)在施工結(jié)束后，還可將H型鋼從水泥攪拌樁中拔出，實(shí)現(xiàn)了型鋼材料的回收和再次利用的目的，使得工程造價(jià)大為降低。

2.1 開挖導(dǎo)溝、設(shè)置定位型鋼

沿SMW墻體使用挖掘機(jī)在攪拌樁樁位上，預(yù)先開挖出溝槽，溝槽寬度約為1.2m，深度為1.5m，以作為施工導(dǎo)向，以及臨時(shí)置換出來的泥漿和殘土的堆放地。

設(shè)置定位型鋼時(shí)，在垂直溝槽方向放置兩根H型定位型鋼，長(zhǎng)為2.5m，規(guī)格為200×200mm，然后在平行溝槽方向設(shè)置兩根H型定位型鋼，長(zhǎng)度控制在8m到12m，規(guī)格為300×300mm，并在型鋼或者導(dǎo)墻上面做好樁心的位置。

2.2 樁機(jī)就位

（1）垂直度控制：在樁架上焊接一半徑為5cm的鐵圈，并在10cm的高處懸掛一鉛錘，利用經(jīng)緯儀校正鉆桿的垂直度，使鉛錘線能正好通過鐵圈的中心。在每次施工之前，需適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)鉆桿，使鉛錘始終位于鐵圈內(nèi)，并嚴(yán)格控制鉆桿的垂直度誤差在3‰以內(nèi)。

（2）平面位置控制：將人力移動(dòng)攪拌機(jī)和卷揚(yáng)機(jī)到達(dá)作業(yè)位置后，控制鉆桿的中心對(duì)準(zhǔn)樁位的中心。樁機(jī)移動(dòng)前需仔細(xì)觀察施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，并保證移位的安全、平穩(wěn)。樁位和設(shè)計(jì)位置的偏差不能大于30mm。

（3）樁長(zhǎng)控制標(biāo)記：施工之前，在鉆桿上做好標(biāo)記，控制攪拌樁樁長(zhǎng)不小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。在樁長(zhǎng)變化時(shí)，需重新做好新的標(biāo)記。

2.3 預(yù)攪下沉

當(dāng)攪拌樁機(jī)鉆桿下沉到SMW樁的設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，啟動(dòng)灰漿泵，等水泥漿到達(dá)攪拌頭之后，攪拌頭按照1m/min的速度均勻下沉，同時(shí)邊下沉、邊攪拌、邊注漿，使原地基土能和水泥漿進(jìn)行充分拌合，并通過觀測(cè)鉆桿上的樁長(zhǎng)標(biāo)記，直至達(dá)到樁底的設(shè)計(jì)標(biāo)高。下沉速度由電機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表進(jìn)行控制，工作電流應(yīng)不大于70A。

2.4 水泥漿的制備

當(dāng)鉆掘攪拌機(jī)下沉以后，就可按照設(shè)計(jì)要求的配合比進(jìn)行水泥漿的拌制，并在壓漿之前將水泥漿倒入集料斗中。水泥在攪拌之前都應(yīng)先過篩，制備好的漿液不能出現(xiàn)離析的現(xiàn)象。拌制水泥漿液的水泥、外加劑和水的用量以及泵送漿液的時(shí)間都應(yīng)由專人記錄。

2.5 重復(fù)攪拌下沉和提升

為使水泥漿和土體得到充分的攪拌直至均勻，需要進(jìn)行上下重復(fù)攪拌。但需要留一部分漿液在第二次上提重復(fù)攪拌時(shí)灌入，直到最終完成一根均勻性良好的水泥土攪拌樁為止。

2.6 插入型鋼

在型鋼插入之前，首先安裝由型鋼所組合成的導(dǎo)向軌，邊緣部分使用橡膠皮進(jìn)行包貼，以確保型鋼能較為垂直的插入樁體，并減少了型鋼表面摩擦劑的受損。每攪拌1到2跟水泥樁后，就需將型鋼插入，并停止攪拌。插入型鋼的時(shí)間宜控制在30min內(nèi)，最遲不能超過1h?，F(xiàn)場(chǎng)還需要準(zhǔn)備錘壓機(jī)具，以準(zhǔn)備型鋼在依靠自重難以插入到位時(shí)，再使用。

2.7 型鋼回收

使用SMW工法樁施工時(shí)，型鋼的造價(jià)通常約能占到工程總造價(jià)的40～50%左右，要確保型鋼的順利回收，其施工應(yīng)注意以下幾方面要點(diǎn)：

（1）在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)完成使用功能后，由監(jiān)理方或者總包方根據(jù)書面通知進(jìn)行拔除。同時(shí)根據(jù)基坑周圍的基礎(chǔ)形式和標(biāo)高，對(duì)型鋼拔除的順序和區(qū)塊進(jìn)行合理的劃分。具體的作法是先拔除較遠(yuǎn)處的型鋼，然后拔除緊靠基礎(chǔ)的型鋼；先拔除短邊，再拔除長(zhǎng)邊的方法，將型鋼對(duì)稱拔除。

（2）在型鋼起拔時(shí)，用力應(yīng)垂直，堅(jiān)決制止側(cè)向撞擊或者傾斜的拉拔。型鋼露出地面部分時(shí)，不能有串連現(xiàn)象，否則必須使用乙炔、氧氣將連接部分進(jìn)行割除，并使用磨光機(jī)對(duì)型鋼磨平。

3 總 結(jié)

深基坑工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性工程，也是一門具有極強(qiáng)綜合性的新型學(xué)科。深基坑工程應(yīng)做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)選型階段和施工階段的工作，并通過良好的圍護(hù)工程技術(shù)，以保證整個(gè)工程的順利開展與進(jìn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙豐收。