SMW工法樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)在圍墾土質(zhì)地區(qū)的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

劉東倚

【摘要】本文詳細(xì)介紹了在圍墾土質(zhì)條件下深大基坑使用SMW工法樁的應(yīng)用，同時(shí)從該區(qū)域的特點(diǎn)出發(fā)，將需要注意的監(jiān)測、地下水控制、坑底土體加固等事項(xiàng)表述清楚，對沿海、沿江、沿河區(qū)域的圍墾土建基坑施工有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】基坑工程;SMW工法;圍墾地質(zhì);鋼混混合支撐

圍墾區(qū)域的發(fā)展起始于農(nóng)業(yè)，繼而以開闊平整的土地成為杭州區(qū)域工業(yè)集聚中心，廠房林立、大型工廠及高科技實(shí)驗(yàn)室密布，使得整個大江東區(qū)域的土建發(fā)展離不開圍墾土質(zhì)的影響。本文以杭州錢塘新區(qū)某土建廠房施工場地為例，因業(yè)主使用需要，需開挖一個深6.7m，平面尺寸為75m×67m的深基坑地下室，經(jīng)設(shè)計(jì)研判，計(jì)劃采用SMW工法樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)。該施工場地位于杭州市錢塘新區(qū)大江東產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)，該區(qū)域均為圍墾灘涂填筑，灘涂圍墾區(qū)域土質(zhì)有土質(zhì)軟、含水量大、壓縮性高等特點(diǎn)，70%的土質(zhì)為沙質(zhì)土或淤泥質(zhì)土，對圍護(hù)樁墻、組合支撐的安全穩(wěn)定性有極高的要求。

1.SMW工法樁的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

受工程造價(jià)的影響，該區(qū)域采用SMW工法樁的維護(hù)形式，理論上可以采用剛度更大、更安全、目前使用較廣的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)式，但造價(jià)較高，業(yè)主難以接受。SMW工法樁的應(yīng)用目前已經(jīng)非常成熟，具有強(qiáng)度大、止水性好、內(nèi)插的工字型鋼可以反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，在上海地區(qū)應(yīng)用得十分廣泛，但在圍墾區(qū)域的實(shí)踐中可借鑒的工程較少，所以，在摸著石頭過河的情況下施工首先需要注意的是研判地下土層土質(zhì)的情況，在準(zhǔn)備十分充分后，再進(jìn)行施工，切不可盲目按照施工組織設(shè)計(jì)搶工。本工程在實(shí)際應(yīng)用中利用三軸旋轉(zhuǎn)切削設(shè)備（1000mm）就地切削土體，然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的水泥土攪拌墻，最后再用隔一插一的形式插入型鋼（H型鋼），形成一種勁性的復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)[1]（圍墾土質(zhì)下SMW工法施工流程見圖1）。

施工過程中的坑外土體加固應(yīng)注重增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐和剛度、增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度、加固基坑內(nèi)的被動土體、減小每次開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)處土體的尺寸和開挖后未及時(shí)支撐的暴露時(shí)間（這一點(diǎn)在圍墾區(qū)域應(yīng)用十分有效）及通過調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度及降水井布置來控制降水對環(huán)境變形的影響。

注意事項(xiàng)：

（1）攪拌樁28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)也尤為重要，是檢驗(yàn)圍護(hù)樁墻承擔(dān)被動土壓的主要試驗(yàn)，必須符合設(shè)計(jì)要求;

（2）水泥本工程采用強(qiáng)度等級P·O 42.5的普通硅酸鹽水泥，材料用量和水膠比必須結(jié)合圍墾區(qū)域的土質(zhì)條件和機(jī)械性能等指標(biāo)通過試驗(yàn)確定。在圍墾區(qū)域（本工程大多數(shù)為淤泥質(zhì)土）這種比較軟弱的土中，鉆進(jìn)速度較慢時(shí)，水泥的用量應(yīng)適當(dāng)提高;

（3）及時(shí)施做圍檁和冠梁、腰梁，并養(yǎng)護(hù)到位。

2.施工過程中的監(jiān)測

在圍墾區(qū)域施工，監(jiān)測工作十分重要，要根據(jù)監(jiān)測數(shù)值指導(dǎo)施工，根據(jù)基坑工程監(jiān)控測量項(xiàng)目要求，一級基坑的監(jiān)測項(xiàng)目主要有以下幾項(xiàng)：

（1）圍護(hù)墻頂水平位移;

（2）墻頂豎向位移;

（3）圍護(hù)墻深層水平位移;

（4）土體深層水平位移;

（5）立柱豎向位移;

（6）墻后地表豎向位移;

（7）支撐內(nèi)力;

（8）周圍建（構(gòu)）筑物傾斜;

（9）周圍建（構(gòu)）筑物裂縫;

（10）地下管線變形;

（11）地下水位情況。

在實(shí)際監(jiān)測中，建議在圍墾區(qū)域這種特殊土質(zhì)中加測圍護(hù)墻體內(nèi)力、土壓力及空隙水壓力（其他圍護(hù)形式可酌情監(jiān)測）三項(xiàng)。

注意事項(xiàng)：

（1）在監(jiān)測進(jìn)行中應(yīng)加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)（支護(hù)結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫及滲水、墻后土體裂縫、沉陷及滑移、基坑涌土、管涌等問題，在圍墾區(qū)域尤其要重視坑內(nèi)流砂的監(jiān)測巡視）巡視檢查;

（2）加強(qiáng)周邊環(huán)境檢查（尤其重點(diǎn)檢查周邊道路的裂縫及沉陷情況）;

（3）在實(shí)際檢測中應(yīng)做好基準(zhǔn)點(diǎn)、測點(diǎn)的保護(hù)工作，檢查有無影響觀測工作的障礙物;

（4）監(jiān)控測量工作的報(bào)警值應(yīng)以監(jiān)控測量項(xiàng)目的累計(jì)變化量和變化速率值控制，并根據(jù)設(shè)計(jì)單位確定的報(bào)警值嚴(yán)格貫徹報(bào)警制度[2]。

3.型鋼拔出工序的注意事項(xiàng)

型鋼拔出工作在SMW工法樁的施工中尤為重要，是體現(xiàn)該工法經(jīng)濟(jì)型的核心工作，但就目前應(yīng)用的情況看，拔出率忽高忽低很不穩(wěn)定，該工程在進(jìn)場開工前就將工字型鋼拔出工作作為質(zhì)量控制重難點(diǎn)來進(jìn)行深入研究與探討，結(jié)合以前的施工經(jīng)驗(yàn)來看，型鋼拔出的問題節(jié)點(diǎn)主要在以下幾個方面：

（1）型鋼在插入時(shí)不夠垂直，存在斜插的情況;

（2）型鋼拔出時(shí)靜力變化，導(dǎo)致型鋼彎曲變形;

（3）減磨材料質(zhì)量問題或插入時(shí)減磨材料施工粗糙有遺漏。

針對以上三個主要問題，建議從如下幾個方面入手：

（1）型鋼的拔出工作是一個從開始就需要監(jiān)控管理的工作，從型鋼購入（轉(zhuǎn)場）時(shí)開始，到拔出后結(jié)束，貫穿了全過程，所以型鋼的插入作為第一步十分重要，型鋼插入要保證地基的牢固、平順，不可傾斜;

（2）型鋼拔出和插入設(shè)備必須在作業(yè)前進(jìn)行檢測，不合格的設(shè)備寧可不用，型鋼插入和拔出作業(yè)時(shí)要進(jìn)行試插試拔;

（3）嚴(yán)格管理減磨材料施工，落實(shí)專人專檢，嚴(yán)控原材料質(zhì)量。確保減磨材料的插入拔出時(shí)不被破壞。

4.開挖過程中的其他注意事項(xiàng)

4.1開挖

圍墾區(qū)域土層含水量大，對開挖擾動的要求高，本工程采用混凝土+鋼管支撐的混合支撐模式，也是在滿足工期、造價(jià)要求的同時(shí)控制基坑變形及沉隆?；拥拈_挖和正常的明挖法沒有區(qū)別，但在該種土質(zhì)下要尤其注意施工荷載對坑邊土體的擾動，使土體抗剪強(qiáng)度下降。必須做到隨挖隨撐、先撐后挖。

4.2支撐

基坑內(nèi)的第一道支撐采用了鋼筋混凝土支撐，理由是，圍墾區(qū)域的土質(zhì)差、地下水位高、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部變形大;混凝土剛性支撐具備剛度大、變形小、可承受拉應(yīng)力大、整體能力強(qiáng)，地面施工方便，后期拆除時(shí)也比較方便。以下用鋼管支撐，主要的原因是，經(jīng)過驗(yàn)算，下部區(qū)域的土體的側(cè)壓力較小，從工程進(jìn)度的角度出發(fā)，鋼支撐能快速完成支撐，安拆方便，可以周轉(zhuǎn)使用，并能施加預(yù)應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)建立的時(shí)間較快，對減少基坑土體暴露時(shí)間、滿足進(jìn)度要求、減少隱患、控制成本等方面都十分有利。混凝土結(jié)構(gòu)支撐開挖深度小，在SMW工法樁養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)即可施工[3]。

4.3降水

坑內(nèi)降水采用多級真空井點(diǎn)、環(huán)形布置，區(qū)域內(nèi)還需另外配置集水井、抽水泵及備用電源，并嚴(yán)格控制相關(guān)尺寸井管至坑壁不應(yīng)小于1.5m，井點(diǎn)間距控制在0.8m左右，積水總管標(biāo)高盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0.25%～ 0.5%的上仰坡度，水泵軸心與總管齊平。本工程在井點(diǎn)管鉆進(jìn)時(shí)采用了泥漿鉆進(jìn)的形式，鉆進(jìn)后孔壁與井管之間的濾料應(yīng)填充密實(shí)、均勻，采用中粗砂，并用黏土封堵濾料上方，封堵至地面標(biāo)高必須大于1m。

4.4堆載

在施工及開挖過程中嚴(yán)控坑頂堆載，對動載應(yīng)控制在2m外，堆載應(yīng)遠(yuǎn)離基坑一側(cè)，嚴(yán)禁擾動被動區(qū)域土體。

5.結(jié)語

SMW工法樁的施工優(yōu)點(diǎn)不言自明，具有很好的發(fā)展前景，但遇到軟土地質(zhì)時(shí)會出現(xiàn)較大的變形，在基坑施工中，通過加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)土體加固等方法可以充分避免這種情況的發(fā)生。在圍墾土質(zhì)下的試探性、前瞻性的探索對SMW工法的適應(yīng)性及這種工法的推廣都有重要的意義，通過對施工中注意事項(xiàng)的總結(jié)，為這種工法在圍墾地質(zhì)下的應(yīng)用指明了方向，對同類工程具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]花海南，陳熙，趙全志，吳光輝，潘娜娜.鋼管注漿法與堆壓法相結(jié)合的堵水技術(shù)在基坑堵漏中的應(yīng)用[J]. ?建筑技術(shù)開發(fā). 2017（24）

[2] 江云旭. SMW工法在天際大廈深基坑中的應(yīng)用[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2008（05）

[3]戚勝輝，鈕宏，衛(wèi)道進(jìn). SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)的原理及應(yīng)用[J]. ?浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2005（04）

（作者單位：杭州大江東城市設(shè)施管養(yǎng)有限公司）

【中圖分類號】TU753.3

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）09-0110-02