熊飛

（廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司）

0 引言

SMW 工法連續(xù)墻于1976 年在日本問世。SMW 工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結硬前插入H 型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥結硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。SMW 工法樁具有施工簡便、成本低、抗?jié)B性好等優(yōu)點；缺點是：基底下SMW 工法的水泥土強度根據(jù)試驗數(shù)據(jù)推斷可能很低,不能夠滿足H 型鋼之間水泥土局部抗剪的要求，在巨大的內外壓力差下，坑外的土體可能從H 型鋼之間流入基坑內，造成基坑隆起，基坑失穩(wěn)，因此需要監(jiān)測基坑開挖過程中圍護結構在不同工況下的變形，以便指導接下來的施工。

施工單位在基坑施工過程中，往往會由于工期或者現(xiàn)場條件有限等原因，沒有按照圖紙施工，這些工況會對圍護結構的變形帶來更多不可控的因素。通過一些工程實例對SMW 工法樁變形進行對比分析，從而得到圍護結構在不同工況下的變形特性及趨勢。

1 SMW 工法樁樁體受力分析

基坑開挖過程中，基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態(tài)向被動和主動土壓力狀態(tài)轉變，應力狀態(tài)的改變使圍護結構承受荷載并導致圍護結構和土體變形，圍護結構內力(支撐軸力等)和變形(基坑圍護結構及其周圍土體的沉降和側向位移等)中任一量值超過容許范圍，將可能造成基坑失穩(wěn)破壞或對周圍環(huán)境造成不利影響。

SMW 工法樁圍護結構變形源于以下幾個原因：

⑴隨著基坑內的土方開挖，基坑內外的土壓力不平衡，基坑外側的土壓力會對圍護結構側壁產生巨大的推力，從而引起圍護結構的位移與變形；

⑵當基坑場地條件限制時，挖掘機一般都是直接在基坑邊進行作業(yè)，將坑內挖出的土方直接堆載在基坑邊，來往的渣土車也都是直接在基坑邊進行作業(yè)，給基坑的圍護結構增加了幾十噸甚至幾百噸的荷載，同時也加大了圍護結構的側壓力與變形；

⑶很多深基坑都是采用支護樁+支撐的支護形式，當基坑開挖到相應的深度時，需要及時施工對撐，當對撐沒有及時施工時，也會加劇圍護結構的變形；

⑷在淤泥較深的區(qū)域，支護樁樁底沒有嵌入到足夠的深度或者穩(wěn)定的土層當中，外圍的土壓力會造成支護樁產生踢腳現(xiàn)象，甚至可能引起基坑坍塌。

2 工程實例

珠海橫琴某基坑，采用明挖施工，支護形式為：SMW工法樁+三道內支撐+坑內加固的支護形式，三道內支撐中第一道為鋼筋混凝土支撐，第二、三道為φ609mm×16mm 熱軋無縫鋼管支撐，坑底加固采用φ700mm@600mm水泥攪拌樁，基坑開挖深度約8m，基坑SMW 工法樁深度為17m。

在基坑開挖之前，預先在SMW 工法樁內埋設了8 個深層水平位移監(jiān)測點QS1-QS8，其中QS1-QS3 在基坑南側，QS5-QS7 在基坑北側，QS4 在基坑西側，QS8 在基坑東側，布點圖詳見圖1。

圖1 監(jiān)測點平面布置圖

整個基坑從開挖到回填歷時約174 天，基坑監(jiān)測貫穿基坑開挖及基礎施工整個過程。具體工況變化見表1。

表1 工況

由于現(xiàn)場場地有限，因此，挖機和渣土車都是直接在基坑北側的冠梁頂附近作業(yè)。

由監(jiān)測結果可知，從2017 年5 月2 日至2017 年5月10 日，隨著基坑開挖，當開挖第二層土方至第二道內支撐施工時，基坑圍護結構變形較為緩慢，每天變形速率為1mm/d 左右，基坑累計變形最大監(jiān)測點為QS6，累計變形為11.4mm，其它監(jiān)測點累計變形均在10mm 以內，基坑圍護結構變形仍在可控范圍之內，各監(jiān)測點具體位移量詳見表2。

表2 2017 年5 月10 日各測點位移量

在施工完第二道內支撐后，基坑進行第三層土方開挖?；游鞫卧谑┕ぶ恋谌纼戎蔚奈恢煤?，及時進行第三道鋼支撐施工，因此，在這段時間內，基坑東段的圍護結構深層水平位移QS3-QS5 都沒有產生較大的位移或者突變，QS3 在頂部累計位移了-38.8mm，QS4 累計位移了-32.7mm，QS5 累計位移量為-70.6mm，其中QS5累計值超過設計報警值50mm。

然而，基坑東段在土方開挖至第三道內支撐的位置后，沒有及時進行鋼支撐施工，而且挖機、渣土車和吊車仍在基坑北側作業(yè)，至2017 年6 月9 日，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)基坑底部有隆起現(xiàn)象，而監(jiān)測數(shù)據(jù)也顯示QS1 僅6 月9 日一天時間就突變了-36.4mm，累計值為-81.8mm；QS6 一天時間位移了-285.7mm，累計變化為-314.7mm，現(xiàn)場立即進行土方回填，防止危害發(fā)生。而現(xiàn)場監(jiān)測也是每兩個小時監(jiān)測一次，隨著土方逐漸回填，基坑變化速率逐漸減小，兩小時后繼續(xù)位移了-51.0mm，4 小時后繼續(xù)位移了-33.8mm，6 小時后位移了-15.2mm，8 小時后位移了-5.9mm，至此，基坑東段已回填完成，10 日繼續(xù)加密監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示現(xiàn)場已趨于穩(wěn)定；監(jiān)測點QS7 在9 日當天突變位移為-528.6mm，累計值為-575.5mm，2 小時后繼續(xù)位移-92.6mm，4 小時后位移-72.1mm，6 小時后位移-26.4mm，8 小時后位移4.6mm，此后，該監(jiān)測點數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定。

此后，現(xiàn)場對基坑東段進行分段開槽開挖至第三道內支撐的位置，及時施工第三道內支撐后，繼續(xù)開挖。在基坑第四層土方開挖到底后，現(xiàn)場及時進行墊層封底，并抓緊時間進行底板施工，此后，基坑圍護結構雖然仍在繼續(xù)緩慢變形，但是都沒有出現(xiàn)較大的突變，直至基坑回填完成，2017 年6 月10 日及2017 年10 月10 日各監(jiān)測點累計位移量詳見表3、表4。

表3 2017 年6 月10 日各測點位移量

表4 2017 年10 月10 日各測點位移量

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，基坑北側的變形顯著大于基坑南側變形，其中，基坑北側的QS5 最終累計位移量為-130.3mm，QS6 最終累計位移量為-460.6mm，QS7 累計位移量為-835.3mm，而基坑南側的QS1 最終累計位移量為-149.4mm，QS2 累計位移量為-36.0mm，QS3 累計位移量為-61.0mm。同時，所有的數(shù)據(jù)都顯示基坑頂部向外位移。由于深層水平位移是以測斜管底部為不動點來計算，因此說明基坑圍護結構底部向基坑內側滑移了。

3 結論

⑴隨著基坑土方開挖，基坑外側的土壓力對SMW 樁體產生了巨大的推力，從而引起支護樁結構變形。基坑開挖過程中需加強監(jiān)測，并加強對基坑圍護結構的巡視，以便及時發(fā)現(xiàn)基坑可能出現(xiàn)的險情；

⑵基坑邊的荷載也會對基坑圍護結構的變形產生巨大的影響，會加劇圍護結構的變形。在基坑開挖過程中，基坑邊的作業(yè)車輛若非必要，盡量遠離基坑邊進行作業(yè)。另外，基坑內挖出的土方，必須及時運走，嚴禁直接堆在基坑邊附近；

⑶施工過程中，必須嚴格按照施工組織方案執(zhí)行，做到每一步施工過程及時銜接，比如開挖到支撐的位置后，及時施工內支撐；基坑開挖到底后，及時施工墊層和底板。切勿超挖或者不按圖施工，否則，極易發(fā)生基坑坍塌風險；

⑷在軟土地區(qū)，SMW 工法樁樁底必須嵌入到足夠的深度或者進入穩(wěn)定的土層當中，否則，基坑就容易出現(xiàn)樁體踢腳現(xiàn)象，從而引起支護體系的破壞。