摘要：本文依据实际工程，通过对三轴水泥土搅拌桩（SMWV工法桩）在深基坑支护中的应用，分析围护结构，综合考虑工程地质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，确定本基坑的主要围护结构采用SMW工法桩加可回收旋喷预应力锚索支护，部分区域采用SMW工法桩加钢筋混凝土内支撑支护。并提出了在施工中出现异常时的一些解决方法。
关键词：三轴水泥土搅拌桩；施工技术；质量管理
1、工程案例
浙江大学紫金港校区西区文科类组团建设工程二期二标段工程由A楼B楼2幢11层教育楼和1幢1层报告厅大接，1座地下室及室外总体、绿化等组成。工程总建筑面积为56596.34m2，其中地上建筑面积49969.43m2，地下面积6626.91m2，建筑总高度为64.0米。工程桩为600-800mm的钻孔灌注桩。基础形式：地下室一层，承台带形有梁式满堂基础，埋深-5.80米，板厚500mm，地下室底板下设有150厚C15素砼垫层，200厚块石排夯，碎石找平。底板面标高主要为-5.30m，底板垫层底标高为-6.150，基础承台厚1.0m、1.4m、1.6m、1.8m等，承台垫层底标高为-6.650~-7.450，局部电梯井承台高度4.2m，垫层底标高为-9.850。本工程基坑成不规则多边形，±0.00相当于黄海绝对标高5.000m，场地自然地面平均绝对标高3.900m，即相对标高-1.10m。本工程基坑开挖面积约7899m2，周长约493m，挖深约5.050—8.750m（电梯井等局部深坑落差4.2-0.5=3.7m），综合考虑承台和地梁的间距和密度，取设计底标高为-6.600，开挖深度为5.50m。开挖土方量约44000m2。地下一层顶板主楼部位厚250mm，顶板局部板厚350mm。无地室部位，承台带形有梁式基础，基础梁底埋深-2.0米。基础底板、地梁、地下室外墙、顶板混凝土等级为C35，抗渗等级为S6，地下室独立柱混凝土强度等级为C45。
2、围护结构设计
围护结构定位参照建筑物轴线，综合考虑工程地质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，确定本基坑的主要围护结构采用SMW工法桩加可回收旋喷预应力锚索支护，部分区域采用SMW工法桩加钢筋混凝土内支撑支护。主要结构材料，水泥除注明外，均为42.5普硅水泥，HPB300级钢筋fy=270N/mm2；HRB335级钢筋fy=300N/mm2；HRB400级钢筋fy=360N/mm2；E43型用于HPB235级钢筋及Q235钢板焊接，E50型用于HRB335、HRB400级钢筋焊接。
2.1 SMW工法桩施工
1）根据施工工艺的要求、工程的规模和工期的要求以及现场场地条件和临时用电等情况，采用一台三轴SMW工法深搅设备施工。机械进场后根据实际情况，合理安排机械起始施工点及施工剖面。由于该基坑剖面较多，施工过程中注意桩长及型钢长度的变化，以及时调整。
图1 SMW工法施工顺序示意图
2）施工顺序，SMW工法施工按上图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，该施工顺序一般适用于N值小于50的地基土，水泥土搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度正是依靠重复套打来保证，以达到止水作用。Ф650三轴水泥搅拌桩：跳槽式双孔全套复搅式连接。根据现场情况，考虑钢筋混凝土压顶梁及支撑砼梁的施工，在保证施工质量的前提下，尽量做到连续施工，以求缩短施工工期。待到其达到设计强度，才能继续进行下道工序。
3）桩机就位，由当桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度。三轴水泥搅拌桩桩为定位后再进行定位复核，偏差值应小于3㎝。成桩后桩中心偏位不得超过20mm，桩身垂直度偏差不得超过L/200。
2.2搅拌速度及注浆控制
（1）三轴水泥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。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度1.3m/min左右，并保持匀速下沉或提升，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。
（2）制备水泥浆液及浆液注入，工法桩机均采用自动拌浆设备，电脑控制配合比，严格控制水灰比。
（3）在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5，水泥掺量为22%，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，以浆液输送能力控制。
2.3 H型钢加工及下插H型钢质量保证措施
三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢并于30min内下插到设计标高，且不能超过3小时。
（1）H型钢使用前，在距型钢顶端处开一个中心圆孔，孔径约8㎝，并在此处型钢两面加焊厚≥12㎜的加强板，加强板尺寸400㎜×300㎜，中心开孔与型钢上孔对齐。若所需H型钢长度不够，须进行拼焊，焊缝应均为破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。
（2）根据提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，由于型钢顶标高位于地平面一下1.0m。根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定吊筋长度，在型钢两腹板外侧焊好吊筋（≥Ф12线材），误差控制在3㎝以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。
（3）装好吊具和固定钩，然后吊起H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。
（4）在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，必要时用点焊与定位型钢连接固定；型钢定位卡位置必须准确，要求H型钢平面度平行基坑方向L±5㎝（L为型钢间距），垂直于基坑方向S±5㎝（S为型钢朝基坑面保护层）；将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡将型钢徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内。
（5）在型钢插入过程中，若遇型钢插入困难，或顶标高过高，应立即将型钢拔出，重新进行搅拌，保证型钢完全靠自重下插，待型钢顶至地面一米左右利用动力头自重下压至设计顶标高。
（6）插入H型钢穿过压顶梁并高出压顶梁顶面0.5M，型钢在基坑转角部位必须密插。
3、结论
综合考虑工程地质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，由于工程土方开挖深度5.05—8.75m，坑中坑落深3.7m，土方量约4.4万m2。坑内土主要为杂填土，塘泥，粉质粘土，淤泥质粉质粘土。确定本基坑的主要围护结构采用SMW工法桩加可回收旋喷预应力锚索支护，部分区域采用SMW工法桩加钢筋混凝土内支撑支护。本根据类似工程的施工经验，总结出难点、重点如下：
1）工程开挖深度深，土方量大，如何合理安排施工机械设备，控制好目标工期，是一个难点、重点。
2）本工程开挖深度深，基坑位移、坑底土体隆起等监测是土方开挖的重点。施工过程中，及时了解基坑位移情况，时刻掌握基坑的安全动态。
3）支撑拆除，基坑形状不规则，在基坑不规则的地方，其水平支撑体系为对撑和角撑相结合的方式，确定合理的拆撑顺序，是确保基坑安全的一个重点和难点。
4）现场工序繁杂，各个班组作业人员多，现场大型机械设备纷纷进场，重大危险源与风险分析。
参考文献：
[1]《建筑基坑工程技术规程》 浙江省标准 DB33/T1008-2000；
[2]《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ T199-2010）；
论文作者:黄磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
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