陳文明

（廣州市市政工程設(shè)計研究總院，廣東 廣州 510060）

0 引言

綜合管廊把市政管線中電力、熱力、通信、燃?xì)?、輸水等各種管線集于一體，方便管線圍護(hù)并降低事故，提高地下空間的利用率，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著入廊管線數(shù)量及種類增多，綜合管廊的斷面及埋深也隨之增大加深，加上綜合管廊長度較長，明挖基坑支護(hù)費用巨大，迫切需要一種經(jīng)濟高效的支護(hù)方式。綜合各種因素分析，型鋼水泥土攪拌墻是綜合管廊基坑理想的支護(hù)方式之一。

型鋼水泥土攪拌墻，簡稱SMW工法樁（Soil Mixed Wall），在連續(xù)套接的三軸水泥土攪拌樁插入型鋼形成的復(fù)合擋土隔水結(jié)構(gòu)。該支護(hù)結(jié)構(gòu)具有造價節(jié)約、工期短、隔水性強、對周邊環(huán)境影響小等特點。型鋼水泥土攪拌墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)在永久結(jié)構(gòu)完成后，可以將H型鋼從水泥土攪拌樁中拔出，達(dá)到回收和再次利用的目的，節(jié)約社會資源，避免圍護(hù)體在地下結(jié)構(gòu)施工完畢后永久留于地下，成為地下障礙物[1-4]。

1 工程概況

昆明市某綜合管廊全長約3.5 km，沿全線道路東側(cè)綠化帶下方布置，標(biāo)準(zhǔn)段采用鋼筋混凝土單箱型雙室結(jié)構(gòu)，分為綜合艙（中水、給水及電信管線）和電力艙（10 kV、110 kV電力管線）。綜合管廊沿線設(shè)有投料口、出倉口、管溝交叉口、通風(fēng)口及逃生口、檢修人員出入口等。綜合管廊基坑寬6.9～8.3 m，基坑深度約 6～14 m。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查以及鉆探資料，場地主要由雜填土、泥炭質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、黏土組成（見表1）。泥炭質(zhì)土屬于高壓縮性軟弱土層，在荷載作用下易產(chǎn)生固結(jié)沉降，承載力低，工程性質(zhì)差。

表1 巖土物理力學(xué)參數(shù)表

擬建地段所處區(qū)域地震活動較為頻繁，區(qū)內(nèi)有普渡河-滇池斷裂分支通過，呈南北向，為活動斷裂，但由于該地段松散地層覆蓋厚度較大，對工程的影響不大。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2010）場區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g，設(shè)計地震分組為第三組。

3 基坑設(shè)計方案

3.1 基坑支護(hù)設(shè)計方案

根據(jù)本基坑工程所處地質(zhì)情況、基坑深度、工期、造價等因素，采用SMW工法樁（Φ850@600 mm三軸攪拌樁內(nèi)插HW700×300×13×24型鋼（插一跳一））+內(nèi)支撐支護(hù)，基坑安全等級為二級，基坑支護(hù)設(shè)計見表2、圖1。

表2 基坑支護(hù)設(shè)計一覽表

圖1 基坑支護(hù)示意圖（單位:m）

3.2 基坑計算

根據(jù)地質(zhì)資料，選取具有代表性的斷面進(jìn)行驗算。

計算模式：基坑底上部主動側(cè)按朗肯土壓力進(jìn)行計算，并在被動側(cè)計算一組彈性支撐。

計算水位線：地面以下1 m。

地面荷載：施工荷載q1=20 kPa?；釉O(shè)計計算見表3。

3.3 坑底加固設(shè)計

綜合管廊基坑底位于深厚泥炭質(zhì)土?xí)r采用Φ850@600 mm三軸攪拌樁滿堂加固，加固深度3 m。

4 施工技術(shù)要求

4.1 支護(hù)樁開挖施工技術(shù)要求:

SMW工法樁施工前先測量放線，開挖溝槽，采用套接一孔法方式施工，四噴四攪工藝。施工前，應(yīng)通過成樁試驗確定攪拌下沉和提升速度、水泥漿液水灰比、噴漿壓力等工藝參數(shù)和成樁工藝。施工順序見圖2。

圖2 三軸攪拌樁施工順序示意圖

（1）水泥土配合比

根據(jù)SMW工法的特點，水泥土配比的技術(shù)要求如下：

設(shè)計合理的水泥漿液及水灰比，使其確保水泥土強度的同時，在插入型鋼時，盡量使型鋼靠自重插入。若型鋼靠自重仍不能順利到位，則略微施加外力，使型鋼插入到規(guī)定位置。

水泥摻入比的設(shè)計，必須確保水泥土強度，降低土體置換率，減輕施工時環(huán)境的擾動影響。

水泥土和涂有隔離層的型鋼具有良好的握箍力，確保水泥土和型鋼發(fā)揮復(fù)合效應(yīng)，起到共同止水擋土的效果，并創(chuàng)造良好的型鋼上拔回收條件，即在上拔型鋼時隔離涂層易損壞，產(chǎn)生一定的隔離層間隙。

表3 基坑設(shè)計計算一覽表

水泥摻量不小于25%，28 d無側(cè)限抗壓強度不小于1 MPa。

（2）制備水泥漿液及漿液注入

在施工現(xiàn)場搭建拌漿施工平臺，平臺附近搭建水泥庫，在開機前按要求進(jìn)行水泥漿液的攪制。將配制好的水泥漿送入貯漿桶內(nèi)備用。水泥漿配制好后，停滯時間不超過2 h，搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不超過10 h。注漿時通過2臺注漿泵2條管路同Y型接頭從口混合注入。注漿壓力：0.8～1.5 MPa。

（3）鉆進(jìn)攪拌

三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時嚴(yán)格控制下沉和提升速度，噴漿下沉速度宜控制在0.5～1 m/min，提升速度宜控制在1～2 m/min。圍護(hù)樁全長采用四噴四攪方式，尤其注意在泥炭土層及上下一段好土范圍，通過好土與泥炭土混合改良泥炭土；在樁底部分重復(fù)攪拌注漿，停留1 min左右，并做好原始記錄。三軸攪拌樁鉆進(jìn)到設(shè)計嵌固深度后，應(yīng)多鉆進(jìn)不少于50 cm深度，以保證型鋼底處的樁身質(zhì)量。

（4）清洗、移位

將集料斗中加入適量清水，開啟灰漿泵，清洗壓漿管道及其它所用機具，然后移位再進(jìn)行下一根樁的施工。

（5）施工冷縫處理

施工過程中一旦出現(xiàn)冷縫則采取在冷縫處圍護(hù)樁外側(cè)補攪素樁方案。在圍護(hù)樁達(dá)到一定強度后進(jìn)行補樁，以防偏鉆，保證補樁效果，素樁與圍護(hù)樁搭接厚度約10cm。

（6）涂刷減摩劑

清除型鋼表面的污垢及鐵銹。

減摩劑必須用電熱棒加熱至完全熔化，用攪棒攪拌時感覺厚薄均勻，才能涂敷于型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。

如遇雨天，型鋼表面潮濕，先用抹布擦干其表面后涂刷減摩劑。不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。

如型鋼在表面鐵銹清除后不立即涂減摩劑，必須在以后涂料施工前抹去表面灰塵。

型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。

澆筑連接梁時，埋設(shè)在梁中的型鋼部分必須用10 mm厚泡沫塑料片包裹好。使型鋼與混凝土隔離良好，以利型鋼拔除。

（7）插入型鋼

三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放型鋼，插入前應(yīng)檢查其平整度和接頭焊縫質(zhì)量。型鋼使用前，在距其頂端25 cm處開一個中心圓孔，孔徑約8 cm，并在此處型鋼兩面加焊兩塊各厚2 cm的加強板，其規(guī)格為400 mm×400 mm，中心開孔與型鋼上孔對齊。

型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。

安裝好吊具及固定鉤，然后用吊機起吊型鋼，用線錘校核其垂直度。

在溝槽定位型鋼上設(shè)型鋼定位模具，固定插入型鋼平面位置，型鋼定位模具必須牢固、水平，而后將型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位模具徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，采用線錘控制垂直度。

型鋼下插至設(shè)計深度后，用槽鋼穿過吊筋將其擱置在定位型鋼上，待水泥土攪拌樁達(dá)到一定硬化時間后，將吊筋及溝槽定位型鋼撤除。

若型鋼插放達(dá)不到設(shè)計標(biāo)高時，則重復(fù)提升下插使其達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，此過程中始終用線錘跟蹤控制型鋼垂直度。

型鋼插入左右誤差不得大于30 mm，宜插在靠近基坑一側(cè)，垂直度偏差不得大于1/150，底標(biāo)高誤差不得大于200 mm。

（8）型鋼拔除

型鋼撥出后留下的主隙應(yīng)及時注漿填充，并應(yīng)編制包括漿液配比、注漿工藝、拔除順序等內(nèi)容的專項方案。主體結(jié)構(gòu)施作完畢且恢復(fù)地面后，開始拔除型鋼，采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反力梁，起拔回收型鋼。

4.2 施工注意事項

（1）施工前結(jié)合工程場地的情況、施工作業(yè)內(nèi)容、設(shè)計文件要求等，提出本工程的安全風(fēng)險源，制定有針對性的施工安全專項方案及作業(yè)指導(dǎo)書，在組織架構(gòu)、施工方案、工藝流程、監(jiān)管機制、應(yīng)急預(yù)案等方面，提出相應(yīng)措施及管理細(xì)則，交監(jiān)理及有關(guān)安監(jiān)部門審批備案，經(jīng)批準(zhǔn)后方可施工，并在實施中切實遵照執(zhí)行。

（2）在基坑圍護(hù)和結(jié)構(gòu)施工過程中，施工對地層產(chǎn)生的擾動，基坑內(nèi)外地基土應(yīng)力的重分布，有可能會引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地表及附近建筑物的變形或沉陷，危及基坑。因此必須制定詳細(xì)的專項監(jiān)測方案，并根據(jù)監(jiān)測成果，及時反饋信息在支護(hù)和結(jié)構(gòu)施工、基坑的開挖、降水的過程中，并以此指導(dǎo)施工,以確保建（構(gòu)）筑物及作業(yè)人員、居民的安全。

（3）基坑開挖時，應(yīng)對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)做好結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測，并實行動態(tài)信息化管理。

5 結(jié)語

本工程采用SMW工法樁（850@600mm三軸攪拌樁內(nèi)插HW700×300×13×24型鋼）+內(nèi)支撐支護(hù)，滿足基坑支護(hù)安全要求，工期短，造價節(jié)約，取得了很好的效果。在提倡建設(shè)節(jié)約型社會，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的今天，推廣應(yīng)用該工法更加具有現(xiàn)實意義。

[1]JGJ 120-2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ/T 199-2010,型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程[S].

[3]中國土木工程學(xué)會土力學(xué)及巖土工程分會.深基坑支護(hù)技術(shù)指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[4]劉國彬,王衛(wèi)東,等.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.