高层建筑商务楼基坑支护施工技术

陆嵘

摘要:本文针工程特征，应用SMW工法进行基坑支护结构施工，并探讨了SMW工法的施工技术与控制措施，具有重要的工程意义，以供其他工程借鉴。

关键词:基坑支护;SMW工法;施工工艺;施工要点

1工程概况

该工程，由A、B、C、D、E、F、G、H共8栋办公楼和一栋附属楼组成，呈矩形布局，AB楼之间、CD楼之间设连廊，建筑用地面积为75302.6m，总建筑面积为336576m，地下2层，地上最高19层，高度最高83.90m。商业配楼，层高三层，1层地下室。

3基坑支护方案的选择

3.1围护形式

采用Φ850mm三轴劲性水泥土搅拌桩作围护结构，内插300mm×700mm×13mm×24mmH型钢，插入基坑底以下6.5m~12m，共插入H型钢282根，水泥搅拌桩搭接250mm，H型钢间距1200mm。围护结构应用SMW工法进行基坑围护加1道型钢支撑组成的支护体系。

3.2支撑形式

基坑内采用1道钢支撑作为基坑稳定的支撑体系，采用2H600mm×300mm×12mm×20mm双拼型钢支撑。桩顶用钢筋混凝土圈梁支撑围檩，1道双拼型钢支撑搁置在围檩四周的砼牛腿上，形成了可靠的网格式基坑支撑围护体系。

3.3施工总流程

总体施工组织为钢支撑的安装与土方开挖、锚杆施工、降水井施工交叉进行。总原则是：SMW工法支护施工（包括围檩）→土方开挖到平支撑底标高→钢支撑平撑安装施工→井点降水→土方开挖→基础结构底板施工后→拆除钢支撑。

4 Φ850SMW工法施工工艺及质量保证措施。

4.1 SMW施工工艺流程

施工工艺流程，应根据施工场地大小、周围环境等因素来安排。施工时不得出现冷缝，搭接施工相邻桩的施工间歇时间，应不超过10～16h，合理设计施工流程，确保安全。

①SMW搅拌机施工流程：材料进场、质量检验→桩基测量放样→开挖沟槽→设置导向定位型钢→SMW搅拌机就施工技术校核H型钢垂直度→插入型钢→固定型钢→施工完毕→搅拌机机械退场。

②为保证Ф850三轴水泥搅拌桩的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，主要依靠重复套钻来保证。

4.2施工技术要点

①SMW工法水泥土搅拌桩的施工采用三轴搅拌设备，桩型采用Φ850@600水泥土搅拌桩。

②水泥土搅拌桩，采用P32.5复合硅酸盐水泥,水灰比1.5，水泥掺入比20%。

③为保证水泥土搅拌均匀,必须控制好钻具下沉及提升速度,钻机钻进搅拌速度一般在1m/min，提升搅拌速度一般在1.0～1.5m/min。施工时确保水泥土能够充分搅拌混合均匀。提升速度不宜过快，避免孔壁塌方等现象。桩施工时，不得冲水下沉。相邻两桩施工间隔不得超过12h。

④H型钢必须在搅拌桩施工完毕后3h内插入，要求桩位偏差不大于±20mm，标高误差不大于±100mm，垂直度偏差不大于0.5%。

⑤型钢须保持平直，若有焊接接头，接头处须确保焊接可靠。

⑥H型钢在地下结构完成后回收，故在成桩及浇筑围檩混凝土时施工单位应考虑相应回收措施。

4.3测量放线

①施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护中心线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩。

②根据已知坐标进行垂直防渗墙轴线的交线定位，并提请总包、监理进行放线复核确认。

4.4开挖沟槽

①根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽度根据围护结构宽度确定，沟槽宽约1.2m，深度0.6~1.0m。

②场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽，确保施工顺利进行。

4.5定位型钢放置

在平行沟槽方向放置两根定位型钢，规格为300×300，长8～12m，定位型钢必须放置固定好，必要时用点焊进行相互连接固定；H型钢定位采用型钢定位卡（见图1）。

图1定位型钢放置图

4.6孔位放样及桩机就位

①在开挖的工作沟槽两侧设计定位辅助线，按设计要求在定位辅助线上划出钻孔位置。

②根据确定的位置，严格控制钻机桩架的移动就位，就位误差不大于2cm。

③开钻前应用水平尺，将平台调平，并且调直机架，确保机架垂直度不小于1/150。

④由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右，各个方位的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正不当之处，桩机应平稳、平正。

4.7喷浆、搅拌成桩

①水泥采用P32.5级复合硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比1.5，水泥掺入比20%。

②施工的关键在于保证桩身的强度和均匀性。施工中应加强对水泥用量和水灰比的控制，确保泵送压力。

③根据钻头下沉和提升二种不同的速度，注入土体搅拌均匀的水泥浆液，确保水泥土搅拌桩，在初凝前达到充分搅拌，水泥与被加固土体充分拌和，以确保搅拌桩的加固质量。

④水泥浆液制备系统每一个时间段，电脑计量水和水泥的量。自动拌浆系统配制好的水泥浆液，输送至储浆罐为三轴搅拌设备连续供浆。

⑤在施工中根据地层条件，严格控制搅拌钻机下沉速度和提升速度，确保搅拌时间，根据设计图纸的搅拌桩深度，2Ф850水泥搅拌围护桩施工顺序图钻机在钻孔下沉和提升过程中，钻头下沉速度为1m/min，提升速度为1.0～1.5m/min，每根桩均应匀速下钻、匀速提升（见图2）。

图2搅拌机钻重复下沉提升搅拌过程示意图

⑥经常进行现场实测压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比，并与电脑数据相比较，使理论数据与实测数据相吻合，确保桩体的成桩质量。

⑦三轴水泥土搅拌桩，在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。

4.8 H型钢选材与焊接

H型钢选用H700×300×13×24型钢，在H700×300×13×24型钢顶端双面焊接645×200×12mm的加强板，且在距H型钢顶端0.2m处开一个圆形孔，孔径约10cm。型钢端部加强板示意见图3。

图3型钢端部加强板示意图

若所需H型钢长度不够，需进行拼焊，焊缝均应破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝，至与型钢表面一样平。

4.9涂刷减摩剂

根据设计要求，本支护结构的H型钢，在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，以利拔出；要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。

①清除H型钢表面的污垢及铁锈，减摩剂必须用电热棒加热至完全融化，用搅棒搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。

②如遇雨天，型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。如H型钢在表面铁锈清除后，未立即涂刷减摩剂，必须在以后涂刷前抹去表面灰尘。

③H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。基坑开挖后，设置支撑钢牛腿时，必须清除H型钢外露部分的涂层，方能电焊。地下结构完成后撤除支撑，必须清除钢牛腿和牛腿周围的混凝土，并磨平型钢表面，然后重新均匀涂刷上减摩剂，否则型钢将无法拔出。

4.10型钢的插入与固定

①在H型钢插入前预先热涂减摩剂。用电热丝将固体状减摩剂加热熔化后，均匀涂抹在H型钢表面，也利于H型钢以后的回收再用。

②水泥土搅拌桩施工完毕，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。装好吊具和固定钩，采用50t履带吊机起吊H型钢，型钢必须保持垂直状态。H型钢插入时间，必须控制在搅拌桩施工完毕3h内。

③用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心，沿定位卡缓慢垂直地插入水泥土搅拌桩体内，用线锤控制其垂直度。

④当H型钢插入到设计标高时，用8吊筋将H型钢固定。溢出的水泥土进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。

⑤待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢拆除。若H型钢插放达不到设计标高时，则应采用提升H型钢，重复下插使其插到设计标高（见图4）。下插过程中始终用线锤跟踪制H型钢垂直度。

图4 H型钢吊放、定位、固定、成型图

4.11施工记录

施工过程中，由工长负责填写施工记录，施工记录表中详细记录了桩位编号、桩长、断面面积、下沉（提升）搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入比、水灰比。施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工，施工记录报经项目监理审批。

4.12拔除H型钢

①在围护结构完成使用功能后，由监理方书面通知进场拔除。保证围护外侧满足履带吊＞6m回转半径的施工作业面。型钢两面用钢板贴焊加强，顶升夹具将H型钢夹紧后，用千斤顶反复顶升夹具，直至吊车配合将H型钢拔除。

②H型钢露出地面部分，不能有串连现象，否则必须用氧气、乙炔把连接部分割除，并用磨光机磨平。

③桩头两面应有钢板贴焊，增加强度，检查桩头Φ100圆孔是否符合要求，若孔径不足必须改成Φ100；如孔径超过则应该割除桩头并重新开孔，每根桩头必须待两面贴焊钢板后才能进行拔除施工。

5结语

SMW工法集合了排桩支护和地下连续墙的优点,并以低成本、施工周期短、环境污染小,尤其是H型钢的可回收再利用独特之处,展现骄人魅力,是符合建设节约型社会和发展循环经济这一国家政策的良好基坑围护形式。

参考文献

[1]郭财宝，赵云鹏.浅谈SMW工法在基坑支护中的应用[J].山西建筑，2007，33(16).

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。