1、工程概況

　　湖南長(cháng)沙市某建筑工程總用地面積約為19770m²，總建筑面積約32116m²，工程主樓高為19層，群樓3～4層，設1層地下室。本工程基坑較深，大范圍挖深為6.85m，局部電梯井坑部位深度8.45m。地下室平面呈矩形布置，周長(cháng)327m，如圖1所示。

　　根據該工程地塊地質(zhì)勘察報告，對基坑開(kāi)挖范圍為較厚的淤泥質(zhì)黏土。各土層作為基坑支護設計的主要物理學(xué)性質(zhì)指標如表1.根據地區經(jīng)驗，對表中C、φ值作了調整。

　　2、基坑支護方案的選擇

　　根據本工程上述特點(diǎn)，結合基坑周邊的環(huán)境和相同基坑開(kāi)挖工程的實(shí)踐經(jīng)驗，我們在設計方案中考慮幾種方案：

　　2.1采用復合土釘墻支護的圍護方案。這是比較經(jīng)濟的方案，但是本工程現場(chǎng)地面2m以下為厚層淤泥黏土，且本工程挖深度（6.85m）相對較深，所以周邊環(huán)境采用該方案的圍護必須比常規的要加強。復合土釘墻的方案并不能有效地控制土體位移，且土釘淤泥質(zhì)土中的效果不明顯。故設計不考慮該方案。

　　2.2采用鉆孔樁支護加內支撐和水泥攪拌樁止水方案比較適合地下室開(kāi)挖，但該方案較常規工程量偏大，故先不考慮該方案。

　　2.3采用SMW工法的圍護方案，有以下特點(diǎn)：

　�、倌芡瑫r(shí)擋土和止水，占用施工場(chǎng)地�。�

　�、谑┕に俣容^快：

　�、蹮o(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)泥漿污染；

　�、苄弯摽砂纬龌厥赵儆�。

　　為此，我們對方案①和方案③均進(jìn)行設計計算，對綜合經(jīng)濟、工期與社會(huì )效益做了對比，發(fā)現該工程采用SMW工法較之鉆孔排樁方法節約25％的造價(jià)，符合國家倡導的節能、環(huán)保要求，具有較好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，因此我們選用SMW工法的圍護方案。

　　3、SMW工法連續墻的工作原理和基坑支護設計

　　本基坑支護設計主要采用了SMW工法連續墻與型鋼立柱加鋼管支撐的結構形式。SMW（Soi，MixingWall的縮寫(xiě)）工法是以水泥土攪拌樁體作為基坑圍護的一種施工方法，該法通過(guò)特殊的多軸深層攪拌機在施工現場(chǎng)按設計深度將土體切散，同時(shí)從其鉆頭前端將水泥漿強化劑注入土體，并使之與原位土體反復混合攪拌，然后在水泥土未硬化之前插入H型鋼或鋼板樁作為應力加強材料，直至水泥土硬結。在施工平面上，樁與樁之間重疊搭接，在地下形成一個(gè)抗滲性好、剛度大，同時(shí)又由于H型鋼的強度，能承受較大水平土壓力的地下壁體。在地下結構施工結束后拔出H型鋼回收再利用。這種結構由于經(jīng)濟合理地利用了深層攪拌樁和H型鋼的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)拔出回收H型鋼又可帶來(lái)巨大的效益，所以具有構造簡(jiǎn)單、止水性能好、工期短、造價(jià)低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。

　　該基坑工程支撐面標高為-0.300m。自然地面標高為-0.500m。自然地面至支護鋼管支撐梁頂面的深度2.500m，支護立樁樁采用樁徑700鉆孔灌注樁（圖2）。四周壓頂梁均采用現澆鋼筋混凝土結構900×500，強度等級為C25.鋼管支撐截面ZC1為φ630鋼管，壁厚10mm；ZC2為φ426鋼管，壁厚9mm；水平ZC3為φ377鋼管，壁厚7mm。

　　4、基坑施了方案的技術(shù)分析

　　4.1本工程基坑支護設計方案中考慮按后澆帶進(jìn)行了分段施工，由西向東分為1～8軸、8～16軸、16～22軸三個(gè)施工段，出土由東側坡進(jìn)行；3.500m以上土方開(kāi)挖，先開(kāi)挖掉有支撐梁部的土方，再進(jìn)行混凝土壓頂梁和鋼管支撐梁施工。

　�、俜侄�、分層開(kāi)挖土方至四周壓頂梁底標高-3.500m處，作好60厚C15混凝土護坡。

　�、诎凑諌喉斄何恢眠M(jìn)行模板、鋼筋施工，澆筑壓頂梁混凝土。

　�、郛攭喉斄夯炷�土達到設計要求的80％，進(jìn)行下道工序施工。

　�、茕摴苤�撐梁施工后挖除支撐梁下土方。

　　4.2-3.500m以上的土方采取以11軸為分界線(xiàn)分作兩段分塊放坡開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)應設標高控制點(diǎn)，盡量把挖深標高控制準確。開(kāi)挖時(shí)可根據場(chǎng)地土質(zhì)情況采取1：1放坡。

　　4.3-3.500m以上的土方開(kāi)挖，應采取保護鋼管支撐梁的措施，嚴禁挖土機和運土車(chē)在坑邊碰撞支撐梁。

　　4.4在基坑底板施工完成后，拆除二次支撐梁。地下室項板澆筑完畢，拆除基坑支撐梁進(jìn)行了防水驗收和外襯護墻回土填后，方可拆除SMW支護體中的H型鋼。

　　5、基坑支護施工技術(shù)

　　5.1施工流程

　　放線(xiàn)→SMW工法施工→壓頂梁土方分段開(kāi)挖至-3.500m→施工混凝土護坡→分段澆筑壓頂混凝土→養護→鋼管支撐梁施工→挖-3.500m以下土方→分施工段澆筑地下室底板→增加斜撐后拆除支撐→澆筑墻板頂板和防水施工→拔除SMW工法型鋼→全部回填四周土方。

　　5.2施工方法

　　5.2.1測量放線(xiàn)：按照工程的已知控制軸線(xiàn)，放出基坑邊線(xiàn)，在邊線(xiàn)的控制點(diǎn)用4×4角鋼作好標志。并按照設計要求做好監測點(diǎn)的埋設和開(kāi)挖前的初始值測讀。

　　5.2.2SMW工法施工：該工法因為具有速度快和占用施工場(chǎng)地小的特點(diǎn)。為加快圍攻護進(jìn)度與保證質(zhì)量，工法樁以11軸為分區線(xiàn)。配合壓頂梁及護坡施工，分為兩段。從A11軸順時(shí)針?lè )较蜻M(jìn)行施工，工法樁控制好鉆具下沉及提升速度，同時(shí)要求樁位偏差值在30mm以?xún)�，垂直度偏差不大�?％，在攪拌成樁時(shí)，下行鉆進(jìn)時(shí)灌入70％～80％的水泥漿，其余在鉆上升時(shí)灌入。

　　5.2.3-3.500m壓頂梁處土方開(kāi)挖：根據SMW工法樁的進(jìn)度，當完成11軸線(xiàn)以西，開(kāi)始該壓頂梁處地槽土方開(kāi)挖（圖3），開(kāi)挖時(shí)按著(zhù)梁的灰線(xiàn)進(jìn)行開(kāi)挖，因-3.500m以下為淤泥，地槽、壓頂梁土方采取分段施工，壓頂梁-3.500m以上護坡施工。

　　5.2.4壓頂梁施工：采取邊挖土、邊鋪混凝土墊層，邊澆筑壓頂梁，同時(shí)，人工修整好土方后進(jìn)行了護坡鋼筋網(wǎng)綁扎，隨后進(jìn)行60厚C15混凝土澆筑。

　�、賶喉斄轰摻罱壴�與鋼管支撐預埋件留設，按設計及規范要求，鋼管支撐梁預賣(mài)件留設位置，按照圖紙要求引測至頂梁上，保證平面幾何尺寸，加強測量復核工作。

　�、跐沧⒒炷�土壓頂梁時(shí)先檢查鋼筋橫板梁面尺寸是否符合規范及設計要求�；炷�土采用C25商品混凝土摻入早強劑，按順序澆搗。

　�、垧B護混凝土澆筑完終凝后即可進(jìn)行澆水養護，混凝土強度要達到設計值�；炷�土強度以同條件養護下的試塊試壓結果為判斷依據。

　　5.2.5鋼管支撐梁施工：待壓頂梁強度達到設計要求的80％進(jìn)行鋼管支撐梁施工，在鋼管支撐梁位置進(jìn)行溝槽開(kāi)挖，土方開(kāi)挖按組織方案施工，進(jìn)行鋼管支撐梁定位、焊接。為使鋼管支撐梁安裝后保持整個(gè)支撐成為不變體系，根據軸力值在施焊前進(jìn)行焊接試拉。焊縫應四周滿(mǎn)焊，鋼管支撐梁全部安裝完畢后，對壓頂梁進(jìn)行了保護，運輸道路再回填，以保證鋼管支撐梁不易壓斷及撞擊混凝土壓頂梁。

　　5.2.6-3.500m以下土方開(kāi)挖，根據后澆帶位置分為一個(gè)施工段。

　　5.2.7鋼管支撐在地下室墻板混凝土達到設計強度的80％后，用人工氣焊切割鋼管支撐。

　　5.2.8拔除SMW工法中的型鋼：等做好地下室工程的防水試驗合格后，拔除SMW工法的型鋼。型鋼拔除采用專(zhuān)業(yè)機具進(jìn)行，拔除過(guò)程中應避免碰撞地下室結構。同時(shí)，對于在周邊人員的安全和結構等要有專(zhuān)人負責指揮。

　　6、基坑施工監測情況

　　6.1監測內容

　　根據本工程基坑開(kāi)挖深度、環(huán)境特點(diǎn)、地基土層物理力學(xué)性質(zhì)指標和圍護設計方案要求，監測內容如下：

　　6.1.1深層土體水平位移觀(guān)測：在基坑靠近圍護結構的位置共設置11個(gè)深層土體水平位移監測孔，測斜孔深度為15m：

　　6.1.2支撐軸力觀(guān)測：在基坑支撐體系的水平角撐主撐布設9組軸力監測點(diǎn)，在斜拋撐布設6組軸力監測點(diǎn)，主要觀(guān)測支撐體系在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中的支撐應力隨時(shí)間和工況的變化情況：

　　6.1.3圍護結構頂及道路中人行道水平垂直位移觀(guān)測：在基坑四周大道靠近基坑的人行道上及圍護結構頂設若干個(gè)觀(guān)測點(diǎn)，以監測其隨基坑開(kāi)挖的變化情況。

　　6.2監測工期頻率及警戒值

　　6.2.1監測工期：從開(kāi)挖前一周進(jìn)場(chǎng)埋設測點(diǎn)，至斜拋撐拆除且監測數據穩定或結構做到±0，00。

　　6.2.2監測頻率：按圍護設計方案，根據挖土的進(jìn)展速度及基坑的變形情況來(lái)定�；�坑開(kāi)挖階段每天監測一次，在基坑開(kāi)挖接近坑底時(shí)如遇超警戒值或變化速度較快的異常情況應增加觀(guān)測次數，必要時(shí)每天兩次或更多。拆撐期間加密監測頻率。

　　6.2.3監測警戒值：土體監測斜孔最大水平位移和沉降警戒值為50mm，水平位移和沉降速率警戒值一般取大于3mm/d。

　　通過(guò)監測發(fā)現：水平位移隨著(zhù)挖土施工進(jìn)度增長(cháng)較快，日平均變化率約為+1.0mm，特別是CX4、CX7、CX11等孔在開(kāi)挖三角土期間日增量的最大測量值為10mm，水平位移總量超過(guò)設計警戒值，但水平位移速率一直未超過(guò)。分析其原因主要是其周邊荷載較大，期間重車(chē)行走較多，這就增加了總的水平位移量。支撐軸力在基坑開(kāi)挖過(guò)程中監測一直相對穩定，未超過(guò)設計值的要求。

　　7、結語(yǔ)

　　綜上所述，SMW工法連續墻具有施工快、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)泥漿污染、止水防水好等特點(diǎn)，是提高坑底抗隆起的有效措施，并能降低圍護工程造價(jià)（較常用的鉆孔排樁方法節省20％～30％的費用），符合國家倡導的建筑節能要求，具有較好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。