石波

上海森信建設(shè)集團(tuán)有限公司 上海 200000

引言

基坑工程是建設(shè)項(xiàng)目的重要基礎(chǔ)，城市建設(shè)各種基坑圍護(hù)形式越來(lái)越多，常見(jiàn)的基坑圍護(hù)有土釘墻、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻、SMW工法樁等形式。本文結(jié)合上海某學(xué)校改擴(kuò)建工程，對(duì)SMW工法樁工藝的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探究。

1 SMW工法樁工藝概述

SMW工法以多軸型鉆掘攪拌機(jī)對(duì)基坑進(jìn)行鉆掘，同時(shí)利用鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑而與基坑土攪拌混合，并在未凝結(jié)的水泥土混合體中插入H型鋼或鋼板進(jìn)行應(yīng)力增補(bǔ)。

2 SMW工法深基坑支護(hù)工程的應(yīng)用

本文以SMW工法樁工藝在上海某學(xué)校改擴(kuò)建工程中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)SMW工法樁工藝進(jìn)行探究。

2.1 工程概況

上海某學(xué)校改擴(kuò)建工程需新建教學(xué)綜合樓、禮堂、食堂及體育館等構(gòu)筑物，局部新建1層地下室，并挖掘電梯井，工程項(xiàng)目臨近居民小區(qū)且進(jìn)出場(chǎng)道路較狹小，需確保施工對(duì)周邊環(huán)境影響較小[1]。

經(jīng)工程勘察，項(xiàng)目基坑工程影響范圍內(nèi)的土層以黏質(zhì)粉土、灰色黏質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏、灰色砂質(zhì)粉土、灰色淤泥質(zhì)黏土、灰色黏土、灰色粉質(zhì)黏土為主。

2.2 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

2.2.1 圍護(hù)方案選擇。常用的基坑圍護(hù)施工有地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、槽鋼鋼板樁、SMW工法樁等，不同施工方法適用環(huán)境不同。

表1 項(xiàng)目不同圍護(hù)方案工藝特點(diǎn)分析

綜上，項(xiàng)目基坑圍護(hù)方案宜采用SMW工法樁施工工藝。

2.2.2 施工設(shè)計(jì)。工程基坑開(kāi)挖面略呈正方形型，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用SWM工法樁+一道鋼管支撐的圍護(hù)形式，圍護(hù)工程由基坑圍護(hù)支護(hù)樁、基坑支撐系統(tǒng)和支撐立柱共同組成圍護(hù)結(jié)構(gòu)。①基坑圍護(hù)支護(hù)樁：設(shè)計(jì)采用Φ650＠450三軸攪拌樁，樁頂標(biāo)高-1.65m，樁長(zhǎng)14.4m，電梯井集水坑落深處樁長(zhǎng)15m。在三軸攪拌樁中插入H500×300×11×18型鋼，樁長(zhǎng)12m，電梯井集水坑落深處樁長(zhǎng)15m。型鋼采用插一跳一的插入方式，電梯井集水坑落深處型鋼采用插二跳一的插入方式。②基坑支撐系統(tǒng)：采用一道直徑609×16mm鋼管內(nèi)支撐，支撐中心標(biāo)高為-2.050m。單根鋼管支撐預(yù)加軸力600kN。外圍一圈設(shè)鋼筋混凝土圍檁，圍檁頂面標(biāo)高為-1.65m，截面為1100×800mm。③支撐立柱：立柱采用 H400×400×13×21型鋼，樁頂標(biāo)高為-1.355m插入深度為18m。

2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

2.3.1 工藝流程。施工工藝流程為：場(chǎng)地平整（障礙物清理）→測(cè)量放線→開(kāi)挖溝槽→樁機(jī)就位→攪拌樁施工→樁機(jī)撤出。①場(chǎng)地平整：施工前場(chǎng)地平整，清除施工區(qū)域內(nèi)的表層硬物，素土回填夯實(shí)并鋪設(shè)鋼筋混凝土道板，路基承重荷載以能行走30t及重型樁架為準(zhǔn)。②測(cè)量放線：根據(jù)坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放線定位和高程引測(cè)。③開(kāi)挖溝槽：根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線。采用挖機(jī)開(kāi)挖，并清除地下障礙物，開(kāi)挖溝槽余土及時(shí)處理，以保證正常施工。④樁機(jī)就位：在溝槽垂直方向安置型鋼導(dǎo)軌，用以固定樁機(jī)，樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對(duì)龍門(mén)立柱垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度。⑤攪拌樁施工：三軸攪拌樁基坑進(jìn)行鉆掘，同時(shí)水泥膠合劑與基坑土攪拌混合，之后在未凝結(jié)的水泥土混合體中插入H型鋼或鋼板進(jìn)行應(yīng)力增補(bǔ)。

2.3.2 三軸攪拌樁施工。采用單排?650＠450三軸攪拌樁，止水帷幕采用一孔套接法施工，搭接形式為全斷面套打的施工工藝進(jìn)行施工。為保證三軸攪拌樁的質(zhì)量，采用二噴三攪的施工工藝，樁體范圍內(nèi)要求做到水泥攪拌均勻。

在施工現(xiàn)場(chǎng)搭建拌漿施工平臺(tái)，平臺(tái)附近設(shè)置水泥筒倉(cāng)，在開(kāi)機(jī)前進(jìn)行漿液的攪制，開(kāi)鉆前對(duì)拌漿工作人員做好交底工作。水泥漿液的水灰比為1.5～2.0，每立方攪拌水泥土水泥用量為360kg，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算，漿液流量以漿液輸送能力控制。拌制水泥漿液，開(kāi)啟空壓機(jī)，送漿至樁機(jī)鉆頭，鉆頭噴漿下沉至樁底標(biāo)高，噴漿提升至樁頂標(biāo)高，鉆頭噴漿二次下沉、提升。

2.3.3 H型鋼插入、回收。攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼。在溝槽定位型鋼上設(shè)H型鋼定位卡，固定插入型鋼平面位置。將H型鋼底部中心對(duì)正樁位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，垂直度控制用線錘控制。待水泥土攪拌樁達(dá)到一定硬化時(shí)間后，將吊筋與溝槽定位型鋼撤除。若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，則采取提升H型鋼、重復(fù)下插使其插到設(shè)計(jì)標(biāo)高，下插過(guò)程中始終用線錘跟蹤控制H型鋼垂直度，并用經(jīng)緯儀校核。

地下室結(jié)構(gòu)完成并回填后，采用專(zhuān)用夾具及千斤頂以圈梁為反梁，起拔回收H型鋼。用0.5水灰比的水泥砂漿自流充填H型鋼拔除后的空隙。H型鋼回收，嚴(yán)格控制減摩劑的涂刷質(zhì)量，H型鋼部分用泡沫將其與混凝土隔開(kāi)，避免影響H型鋼的起拔回收。

2.4 施工要點(diǎn)分析

2.4.1 攪拌速度控制。三軸攪拌樁施工采用兩次攪拌工藝，下沉和提升過(guò)程中均勻噴漿攪拌，施工過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。攪拌下沉速度宜控制在0.5～1.0m/min，提升速度宜控制在1.0～2m/min，在樁底2～3m范圍內(nèi)持續(xù)攪拌注漿。

2.4.2 注漿控制。①單樁注漿量控制：?jiǎn)螛蹲{量通過(guò)單樁水泥用量來(lái)控制，根據(jù)計(jì)算確定的單樁土體體積，再根據(jù)土體體積確定單樁水泥用量，嚴(yán)格按照水灰比拌漿和注漿，從而保證單樁注漿量。②注漿均勻性控制：注漿均勻性通過(guò)注漿流量以及鉆桿提升速度來(lái)控制。

2.4.3 施工冷縫處理。施工時(shí)，樁與樁的搭接時(shí)間不宜大于24h，若因故超時(shí)，搭接施工中須放慢攪拌速度保證搭接質(zhì)量。若因搭接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)無(wú)法搭接或搭接不良，需在冷縫處外側(cè)與隔水帷幕相切補(bǔ)做不少于三根攪拌樁，并在補(bǔ)做攪拌樁與原隔水帷幕接縫處兩端各設(shè)置不少于兩根搭接長(zhǎng)度為200mm的?800旋噴樁進(jìn)行封堵加強(qiáng)的技術(shù)措施，以確保攪拌樁施工質(zhì)量以及止水可靠性。

3 側(cè)向位移監(jiān)測(cè)分析

項(xiàng)目基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用SWM工法樁+一道鋼管支撐的圍護(hù)形式，施工過(guò)程嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。通常，基坑施工過(guò)程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)不同程度的周邊土體沉降和位移現(xiàn)象，為分析SMW工法樁施工工藝對(duì)周邊土體影響，通過(guò)施工過(guò)程中在基坑四周?chē)o(hù)墻體設(shè)置監(jiān)測(cè)孔，對(duì)圍護(hù)效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.1 基坑變形監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目在地下管線，鄰近建、構(gòu)筑物、道路，圍護(hù)體系等處布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)圍護(hù)樁頂、立柱頂端、地下管線、周邊道路及鄰近建筑物的水平位移及沉降，圍護(hù)墻身位移等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，SWM工法在基坑施工過(guò)程中，對(duì)基坑變形及滲水控制效果較好。

3.2 監(jiān)測(cè)情況分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄情況和基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)上海某學(xué)校改擴(kuò)建工程基坑變形情況僅分析，主要有以下幾點(diǎn)：

3.2.1 在工程基坑圍護(hù)工程施工完成后，項(xiàng)目圍護(hù)墻體監(jiān)測(cè)孔均監(jiān)測(cè)出一定程度的水平位移，移動(dòng)方向朝基坑內(nèi)側(cè)，位移程度均在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，對(duì)周邊構(gòu)筑物和工程影響在可控范圍內(nèi)。

3.2.2 根據(jù)監(jiān)測(cè)的每日日交量數(shù)據(jù)情況，反映出圍護(hù)墻體位移呈緩慢連續(xù)移動(dòng)，無(wú)突變位移情況發(fā)生，屬正?，F(xiàn)象。

3.2.3 監(jiān)測(cè)最大位移出現(xiàn)在圍護(hù)頂垂直、水平位移，主要位移時(shí)間為基坑開(kāi)挖和基底施工時(shí)期，表明該施工時(shí)間段對(duì)周邊環(huán)境影響較大，出現(xiàn)沉降和水平移動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本工程四周建筑距離基坑邊均較近，尤其是北側(cè)的人防出入口外墻距離基坑僅有2.5m左右。項(xiàng)目攪拌樁施工過(guò)程中，通過(guò)控制好施工速度、優(yōu)化施工流程，減少攪拌樁擠土效應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境的影響等措施，最大程度降低對(duì)周邊建筑及管線的影響，施工監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，SMW工法樁施工工藝對(duì)周邊土體擾動(dòng)較小。