武汉房地产事业部 项目部
摘要：武汉绿地新都会位于武汉市汉阳区四新片区，位于江城大道与四新南路的交汇处。此地块原为湖塘农场，后经回填整平。场地浅层均为淤泥，土质极差对深基坑围护设计带来很多困难。本文以该项目B区1~3#楼间地下车库围护为例，通过围护选型在安全性、经济性、施工进度等方面的对比分析，为确定围护形式提供依据。
关键词：深基坑围护；淤泥；钻孔灌注桩；型钢水泥土搅拌墙；经济性；综合性比较
1基本概况
1.1 工程规模
武汉绿地新都会位于武汉市汉阳区四新片区，位于江城大道与四新南路的交汇处。B地块由七栋住宅楼（1#~7#位于西侧）和一个商业综合体soho所组成。围护设计时4~7#楼已施工一层地下室及主楼，1~3#楼的桩基础，SOHO商业综合体未施工。 B地块目前7栋住宅地下室和商业地下室完全脱开。除1#楼为54层165米的超高层，其余均为99米的普通住宅。其中1~3#楼位于地块西北侧，4~7#楼位于西南侧，7栋住宅楼地下一层为整体满堂地下室，1~3#为局部二层地下室。建筑正负零为21.4米，高于场地平整标高20.6米。
拟开挖的基坑近似正方形，东西向长度为100~120米，南北向长度为107米，周长约440米，开挖面积约1.2万方；主楼底板处开挖深度为8.1~9.2,米，局部电梯井再加深2米~3.8米；除主楼外部分开挖深度为7.1米，承台处8.1米。根据《市建委关于加强深基坑工程方案论证管理的通知》（武建[2005]273号）的精神，该基坑开挖深度超过5米，为深基坑范畴。
1.2 周边环境
本项目基坑东侧距红线32米，南侧距已施工的4、5#楼外墙44米，条件均较宽松；但左侧梅子西路，北侧梅子南一街均由市政公司做完地基处理正待施工，两条市政路均不具备卸土放坡的条件。由于建筑地下室仅退红线3米，除去外墙的承台和必要的施工距离后，基坑外边线据两条市政路仅两米左右，由于武汉市深基坑相关规定围护结构不能出红线，因此基坑围护形式受场地周边条件限制较严，设计的周边环境条件如图3所示。
1.3 地质水文情况
本工程的地质勘察单位为武汉地质工程勘察院，场地土层详细情况为：坑壁土层为(1-1)层杂填土、（1-2）层淤泥，局部可能挖到（2-1）层粘土；坑底土层为（1-2）层淤泥或（2-2）层淤泥质土。组成坑壁的土层强度较低或极低，导致坑壁极不稳定。影响基坑地下水主要为上层滞水，本场地上层滞水水量不大，地表水及上层滞水对混凝土及混凝土中的钢筋具微腐蚀性。可采用明沟（井）集水抽排等措施解决；同时应做好基坑周边截水工作，防止地表水进入基坑。基坑施工应尽量避开雨季。由于（1-1）层以冲填的砂性土为主、易产生渗水现象,此坑壁应进行支护。
2方案比选
2.1 可选择围护类型
本项目基坑普挖深度为7.1~8.1米，局部电梯井深达13米；浅层土质为素填土和淤泥，开挖深度存在较厚的淤泥及淤泥质粘土，土质较差。结合武汉地区深基坑围护设计和施工经验，只能采取排桩+内支撑+被动区加固的方案。其中排桩可以选择钻孔灌注桩或型钢水泥土搅拌墙（SMW工法桩），被动区加固采用水泥土搅拌桩做深层土体加固。
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2.2 钻孔灌注桩+内支撑方案分析
钻孔灌注桩结合止水帷幕围护体施工工艺成熟，是具丰富设计、施工经验的围护体型式。灌注桩施工时对周围环境影响小，且抗侧刚度比较大，可控制基坑工程开挖阶段围护体的变形，保护邻近的环境。但钻孔灌注桩仅可作为挡土结构，外侧必须另外设置止水结构，施工速度也较慢，施工用泥浆要占局部施工场地。后期施工室外管网时，钻孔桩会成为障碍，需进行二次清障。该方案成本较高，施工进度较慢，安全性高。
2.3 型钢水泥土搅拌墙（SMW工法桩）方案分析
型钢水泥土搅拌墙（SMW工法）即在三轴水泥土搅拌桩中内插型钢，基坑开挖期间三轴水泥土搅拌桩可作为止水帷幕，内插型钢可作为挡土受力结构。SMW工法的优点主要表现在：内插型钢强度较高、止水性能好、施工速度快；内插的型钢可待施工结束拔出反复使用，不影响场地的后期开发和经济性较好等优点。但SMW工法桩同等情况下坑边位移较钻孔桩要大，且施工机械相对较少，对施工质量要求较高，因此对施工单位素质有较高要求。
3围护设计
3.1 围护设计思路
基坑西、北侧为待建的市政道路，围护外边线据红线仅两米，均不具备放坡卸土的空间；东侧为场地内，无条件约束；南部为一、二层地下室交界处，南边4、5#楼地下室已施工，为浅坑；1~3#两层地下室为深坑，与深基坑围护施工的宜先深后浅相违背，对安全不利。由于4、5#楼地下室外墙据二层地下室外墙约有50米的距离，故考虑在4、5#楼以北设置缓冲区，纯地下室暂不做以避免先做浅坑给后面做的深坑带来麻烦。最终方案确认为东、西、北侧采用对撑加角撑的形式，南面采用缓冲带卸土的开口处理。此方案既兼顾了安全也从经济性考虑，在南边采用了卸土，即取消了围护桩和支撑的费用。
3.2 两层地下室交接处的处理与型钢水泥土搅拌墙的围护设计
基坑南侧拟卸土高度为4.2米，坑内尚余3.95米高差。此处的考虑纯悬臂不做支撑。最终确定水泥土搅拌桩重力坝最为合适。水泥土搅拌墙的搅拌桩规格为φ900@600三轴搅拌桩，桩长19米，套接一孔法施工;内插型钢为密插，型钢规格为HN700×300,翼缘厚度为24mm；被动区加固的搅拌桩采用P.O32.5级水泥，掺入比为13%，即每延米水泥用量为45±5kg。型钢水泥土的搅拌桩采用P.O42. 5 级水泥，水泥掺量为20%，水灰比1.5~2.0。支撑体系采用两层支撑，第一层为混凝土支撑，支撑中线高程20.20m，支撑底部距地下二层顶板面约2米；第二层为钢支撑，支撑中线高程17.10m，支撑底部距基础底板面约3.3米。支撑布置充分考虑避开了1#楼主楼，但由于2、3#楼临近基坑开口部分，无法避开。立柱桩的设置充分结合了结构桩位，借用率50%。基坑的出土方式为东、西、北侧预留出土坡道，在节省了栈桥费用的同时，三面可同时开挖出土，出土效率高。但此处的围护设计有开口的薄弱处，设计采取局部双排桩以加强坡道挖除后基坑的稳定性。
4 加强现场管理、控制施工质量
4.1 从源头进行控制
三轴水泥土搅拌桩为隐蔽工程，工程质量很难监督，主要取决施工单位的责任心和信誉。因此选择有经验、有实力、有责任的施工队伍是基坑工程成败的关键因素。
4.2 三轴水泥土搅拌桩施工要点
型钢水泥土搅拌墙的施工参见《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ/T 199-2010）
水泥土搅拌桩施工前，应根据型钢水泥士搅拌墙的轴线开挖导向沟，在沟槽边设置搅拌桩定位型钢，定位型钢上应标出搅拌桩和型钢插入位置。桩机就位应对中，平面允许偏差应为士20mm，立柱导向架的垂直度不应大于1/250。搅拌机头的直径不应小于搅拌桩的设计直径。施工过程中，搅拌机头磨损量不应大于 10mm。搅拌下沉速度宜控制在0.5m/min~lm/min，提升速度宜控制在1m/min~2m/min，并保持匀速下沉或提升。施工时如因故停浆，应在恢复喷浆前，将搅拌机头提升或下沉0.5m后再喷浆搅拌施工；水泥土搅拌桩搭接施工的间隔时间不宜大于24h，当超过24h，搭接施工时应放慢搅拌速度。
5.结论：
综合以上各项因素，如果施工质量能得到控制，在深厚软土的基坑中采用型钢水泥土搅拌墙+内支撑+坑内被动区加固的方案，经济性和施工进度上均有优势。作者在此提出肤浅的见解，抛砖引玉，望专家、同仁批评指正。
作者简介：代晓俊，男，工程师，2002年7月毕业于武汉理工大学土木工程专业；现任绿地集团武汉房地产事业部项目总经理助理。
论文作者:代晓俊
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
标签：基坑论文; 型钢论文; 水泥论文; 地下室论文; 淤泥论文; 钻孔论文; 内插论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;