建筑深基坑工程中組合支護技術(shù)應(yīng)用探討

段素英

（山東正泰建業(yè)有限公司，山東 聊城 252000）

一、工程案例

本文采用案例為1棟地上15層的醫(yī)院綜合樓、5層裙房及地下車庫、熱水泵房組成的建筑項目，該建筑設(shè)計了3層地下室，采用框架剪力墻結(jié)極建設(shè)。建筑工程的深基坑組合支護施工是在開挖后預(yù)留0.80m的施工槽。根據(jù)實際的現(xiàn)場勘探、測試結(jié)果，案例工程勘探范圍內(nèi)的地層主要劃分為人工堆積層和自然沉積層兩類。整個建筑深基坑范圍內(nèi)土質(zhì)情況復(fù)雜，基坑容易發(fā)生變形，本項目組合支護技術(shù)的安全要求高、施工難度較高。

二、技術(shù)難點

（一）基底標高為－9.27m，基坑開挖深度達9m，屬深基坑施工，本著安全、經(jīng)濟可行的原則，針對不同的部位，采取針對性的支護方式，整個基坑支護結(jié)構(gòu)含灌注樁、型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護、內(nèi)支撐、冠梁等。（二）支護種類多，必要的工藝技術(shù)間隙時間長，需組織較多的機械設(shè)備及作業(yè)人員進行同步作業(yè)，如何避免施工時的相互干擾是本工程又一難點，這就需要對施工現(xiàn)場進行科學(xué)、合理地布置，同時加強施工調(diào)度指揮與協(xié)調(diào)工作。（三）內(nèi)支撐鋼格構(gòu)柱在支護樁中的嵌固應(yīng)滿足垂直度的要求，應(yīng)采取必要的技術(shù)，措施保證鋼立柱各邊與對應(yīng)支撐主軸線嚴格垂直或平行。

三、工藝原理

SMW工法是利用專門的多軸攪拌就地鉆進切削土體，同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分攪拌混合后，在各施工單位之間采取重疊搭接施工，在水泥土混合體未結(jié)硬前再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下連續(xù)墻體，該墻體可作為地下開挖基坑的擋土和止水結(jié)構(gòu)。最常用的是三軸型鉆掘攪拌機。其主要特點是構(gòu)造簡單，止水性能好，工期短，造價低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的深基坑工程。

四、建筑深基坑工程中組合支護關(guān)鍵技術(shù)

（一）地質(zhì)環(huán)境深基坑應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測與 BIM技術(shù)相結(jié)合技術(shù)

依托 BIM技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)布設(shè)的應(yīng)力應(yīng)變埋置點是否能有效合理的對深基坑安全進行監(jiān)測，結(jié)合土體模型和參數(shù)已定的情況下利用有限元模擬預(yù)測其變形，避免了因埋置點對基坑起不到有效監(jiān)測作用而進行深層水平位移監(jiān)測施工等情況。既縮短了工期又節(jié)約了成本。

通過應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測與 BIM相結(jié)合技術(shù)，有效提高了深基坑工程監(jiān)測精準度，加快監(jiān)測進度，并能及時體現(xiàn)出在水平位移及豎向位移監(jiān)測中發(fā)生深層支護、支撐的輕微應(yīng)力應(yīng)變，通過監(jiān)測報表繪制位移曲線圖提前發(fā)現(xiàn)問題做出應(yīng)對措施，避免事故發(fā)生。確?；蛹爸苓吔ㄖ?、地上地下管線的安全。

（二）鋼支撐應(yīng)力緩沖冠梁后換砂軟處理技術(shù)

水泵房為醫(yī)院20世紀 80年代的老舊磚混建筑，目前供應(yīng)整個醫(yī)院的潔凈水，室內(nèi)縱橫管路較多，施工中水泵房不可有位移與裂縫，否則會造成管路損壞，且自冠梁頂以下水泵房底部有2.2 m范圍為地下埋置部分。如果按原設(shè)計正常施工的話，當北側(cè)支護發(fā)生水平位移時傳遞到鋼支撐上，鋼支撐的水平斜向荷載隨即會傳遞到東側(cè)支護冠梁，當鋼支撐的水平力大于東側(cè)支護向基坑內(nèi)部的水平力和支護本身的初期抵抗水平力的值時，東側(cè)支護便會向基坑外進行位移將力傳遞到水泵房上，可能致使水泵房位移裂縫或坍塌，使得整個醫(yī)院和學(xué)校潔凈水無法正常供應(yīng)。為避免老舊水泵房損壞造成醫(yī)院無法正常運行，進行了鋼支撐應(yīng)力緩沖冠梁后換砂軟處理技術(shù)的研究 。

如果僅僅把這塊挖空而不進行換填的話水泵房結(jié)構(gòu)是沒有影響，但不能滿足支護側(cè)限要求，通過有限元綜合分析，對冠梁外側(cè)與水泵房之間使用粗砂換填，當支護向外側(cè)進行水平位移時，粗砂換填作為緩沖，避免支護與水泵房剛性受力破壞水泵房結(jié)構(gòu)。同時也滿足了支護側(cè)限受力。

（三）拐角特殊節(jié)點處理

當三軸帷幕順時針作業(yè)到拐角處時由于轉(zhuǎn)角處基坑距離周邊建(構(gòu))筑物過近、三軸機械本身龐大、轉(zhuǎn)角角度等原因，導(dǎo)致基坑拐角處出現(xiàn)三軸水泥土攪拌樁無法正常施工的情況，針對這種情況根據(jù)設(shè)計圖紙要求及現(xiàn)場踏勘確定處理辦法，拐角處提前將三軸機械旋轉(zhuǎn)角度，即原三軸機械車頭朝西提前旋轉(zhuǎn)為車頭朝北，拐角處三軸帷幕施工幅數(shù)增加位置為基坑西側(cè)靠北、基坑內(nèi)壁齊平向西延伸增加作業(yè)范圍。當拐角處相鄰基坑外側(cè)有下埋管線或其余影響施工情況時，拐角處三軸帷幕施工幅數(shù)增加位置為向基坑內(nèi)側(cè)增加60cm向外側(cè)增加 60cm，即三軸水泥土攪拌樁外側(cè)、內(nèi)側(cè)局部突出，與上述做法不同，當土方開挖時再將基坑內(nèi)側(cè)三軸增加幅數(shù)位置由人工破鑿?fù)诔?/p>

（四）狹小區(qū)域SMW施工冷縫處理

1.由于周邊環(huán)境及地質(zhì)復(fù)雜，導(dǎo)致基坑呈異形狀，且靠近建筑物地段應(yīng)嚴格控制攪拌樁施工速率，拐角處機器調(diào)轉(zhuǎn)非常緩慢且太原市常出現(xiàn)重污染天氣橙色預(yù)警要求停工，通常冷縫便產(chǎn)生在了拐角位置，針對這些情況制定了拐角處冷縫補強措施:相鄰樁施工時間不宜超過24h，如超過24h應(yīng)放慢攪拌速度。若無法搭接或搭接不良，應(yīng)作為冷縫記錄在案，并經(jīng)設(shè)計、建設(shè)單位認可，在搭接處采用高壓旋噴工藝進行加強處理?？拷ㄖ锏囟螒?yīng)嚴格控制攪拌樁施工速率，控制24h工作量不多于6幅，每日對周邊建筑進行沉降觀測，確保周邊建筑物安全。2.施工的關(guān)鍵在于如何保證樁身的強度和均勻性。在施工中應(yīng)加強對水泥用量和水灰比的控制，確保泵送壓力。

結(jié)束語

綜上，采用這種特殊節(jié)點組合支護施工技術(shù)施工時噪聲相對較小，可進行夜間施工不需考慮錨索施工對周邊建筑、地下管線造成沉降、穿裂等影響，多數(shù)構(gòu)件具有可回收再利用的特點，大大降低施工成本，有效提高了基坑工程監(jiān)測精準度，加快監(jiān)測進度，解決了因深層支護、支撐輕微應(yīng)力應(yīng)變在水平位移及豎向位移監(jiān)測中沒能及時體現(xiàn)出來而導(dǎo)致的基坑事故，確保周邊重要建筑的安全。