上海華東醫院擴建病房大樓型鋼水泥攪拌墻施工技術研究

梁瀟文，張福龍

（1陜西鐵路工程職業技術學院， 陜西 渭南 741000）

上海華東醫院擴建病房大樓型鋼水泥攪拌墻施工技術研究

梁瀟文1，張福龍1

（1陜西鐵路工程職業技術學院， 陜西 渭南 741000）

型鋼水泥土攪拌墻通常稱為SMW 工法，利用三軸攪拌樁鉆機在原地層中切削土體，同時鉆機前端低壓注入水泥漿液，與切碎土體充分攪拌形成截水性較高的水泥土柱列式擋墻，在水泥土漿液尚未硬化前插入型鋼的一種地下工程施工技術，通過對上海華東醫院擴建病房大樓型鋼水泥攪拌墻施工技術的研究，為類似基坑支護工程積累一定工程經驗。

SMW 基坑工程 施工技術

0 引言

型鋼水泥土攪拌墻源于基坑工程，隨著對于該工法認識的深入和施工工藝的成熟，型鋼水泥土攪拌墻也逐漸應用于地基加固、地下壩加固、垃圾填埋場的護墻等領域。本文所探討的型鋼水泥土攪拌墻僅限定于基坑圍護工程的范疇。型鋼水泥土攪拌墻源于基坑工程，隨著對于該工法認識的深入和施工工藝的成熟，型鋼水泥土攪拌墻也逐漸應用于地基加固、地下壩加固、垃圾填埋場的護墻等領域。本章所探討的型鋼水泥土攪拌墻僅限定于基坑圍護工程的范疇。

1 工程及地質概況

本工程位于上海市延安西路221號，總建筑面積23980 平方米，地上19 層（包括設備層），地下一層，建筑高度 83m。基礎形式為樁筏基礎，工程樁采用Φ800 鉆孔灌注樁。基坑開挖面積1600m2，周長200m，基坑開挖深度為6.20m，基坑開挖深度為9.80m。

周邊環境比較復雜，西面、東面和北面都有建筑物，且距離較近，工程施工場地狹小。基坑北側緊鄰原華東醫院老西樓，老西樓為17 層混凝土框架結構，地下一層，樁箱基礎，樁基采用 450×450mm 預制方樁。本工程與老西樓底板水平向最近距離為1m。基坑東北側為華東醫院北樓。北樓是一幢八層的現澆鋼筋混凝土框架結構房屋，基礎型式為混凝土片筏與木樁基礎。基坑西側為上海戲劇學院18 層建筑和 3 層裙房。基坑南側戲劇學院 4 層教學樓，基礎形式為天然地基淺基礎，距離圍護結構外邊線約5.1m。基坑東側為擬建地下二層車庫。

2 圍護設計方案

(1) 圍護方案選擇探討

本工程位于上海市中心城區，場地狹小，周圍建筑物較多，基坑開挖深度6.20m，局部落深處開挖9.8m，上海地區適合此類開挖深度的圍護結構有型鋼水泥土攪拌墻、鉆孔灌注排樁與截水帷幕、地下連續墻。

從結構安全度方面看，地下連續墻剛度最大、整體性最好、墻體變形最小，圍護結構體系安全性最好，型鋼水泥土攪拌墻和鉆孔灌注樁次之，其中型鋼水泥土攪拌墻剛度比鉆孔灌注樁略小，圍護體變形也較鉆孔灌注樁略大。

從工期角度講，型鋼水泥土攪拌墻施工速度最快，鉆孔灌注樁較型鋼水泥土攪拌墻長一些，而地下連續墻施工工藝復雜，施工速度最慢。總體上圍護結構若采用地下連續墻方案，即使利用地下連續墻兼作地下室外墻，造價仍相對偏高。考慮到基坑北側擬建建筑地下室底板與相鄰老西樓地下室底板凈距僅1m，鉆孔灌注樁圍護尚需在外側施工一道截水帷幕，沒有足夠的施工空間。而型鋼水泥土攪拌墻為在三軸水泥土攪拌樁中內插型鋼，占用空間較小。因此根據本工程基坑開挖深度，周邊環境條件，選用型鋼水泥土攪拌墻與內支撐圍護方案。

為加快施工進度、方便支撐體系的安裝與拆除，同時保護周邊環境安全，內支撐采用鋼管支撐，支撐采用雙拼支撐以增加其剛度。支撐形式以對撐為主，局部設置角撐。該布置形式，造價經濟，支撐受力明確、可靠，有利于控制圍護結構變形，保護周邊環境安全。

(2) 型鋼插入間距選擇

本工程型鋼水泥土攪拌墻采用 Φ850@600 三軸水泥土攪拌樁，內插H700×300 型鋼，型鋼根據周邊環境的保護要求采取密插和跳插。

1） 基坑一般開挖深度為 6.20m 的區域，內插 H700×300 型鋼采取插一跳一的方式。

2） 基坑西側、南側區域及西北側部分區域距離紅線相對較近，西側紅線外為戲劇學院 18 層建筑，南側紅線外為戲劇學院4 層建筑，周邊環境比較復雜，對控制變形要求較高，將內插型鋼改為插二跳一方式，適當加密。

3） 基坑北側緊鄰華東醫院老西樓，由于相對距離較近，施工時緊貼其基礎底板，對變形、位移要求較高。內插型鋼采用密插形式。為加強對老西樓的保護，在地下室施工結束后，基坑北側的內插型鋼不拔除。

3 圍護設計方案對周邊環境的保護措施

本工程場地周邊環境比較復雜，保留建筑眾多，對變形較為敏感，容易產生裂縫；基坑西面、東面和北面都有建筑物，且距離較近，工程施工場地狹小。圍護結構選擇了型鋼水泥土攪拌墻與一道坑內鋼支撐設計方案。

1) 內插型鋼根據周邊環境的保護要求采取密插、跳插。基坑北側由于緊鄰老西樓，型鋼采用密插，并且在地下室施工結束后不拔除，基坑南側距離戲劇學院四層教學樓較近，內插型鋼采用插二跳一的布置形式。

2) 根據基坑形狀、開挖深度及周邊環境保護要求，支撐采用雙拼支撐以增加其剛度，支撐形式以對撐為主，圖2為現場鋼支撐的布置情況。

3) 鋼支撐施工速度快，安裝方便，施加預應力后即可開挖，減少了基坑側壁及開挖面無支撐暴露時間，可以有效減小土體隨時間增長所增加的變形。鋼支撐根據圍護結構變形情況還可以復加預應力，能夠在一定程度上控制周圍地層變形，保護周邊環境。

4) 為了減小拆撐帶來的圍護體變形，在基坑底板澆筑完成后設置斜向換撐（如圖3所示）。換撐采用H400×400型鋼，換撐施工完畢后拆除是水平支撐。

5) 在局部開挖深度為9.8m的深坑區域，增加一道臨時鋼支撐，以控制圍護結構變形，保護環境。

圖1 現場內支撐布置圖

4 總結

型鋼水泥土攪拌墻是基于深層攪拌樁施工工藝發展起來的，這種結構充分發揮了水泥土混合體和型鋼的力學特性，具有經濟、工期短、高截水性、對周圍環境影響小等特點。型鋼水泥土攪拌墻圍護結構在地下室施工完成后，可以將H 型鋼從水泥土攪拌樁中拔出，達到回收和再次利用的目的。因此該工法與常規的圍護形式相比不僅工期短，施工過程無污染，場地整潔干凈、噪音小，而且可以節約社會資源，避免圍護體在地下室施工完畢后永久遺留于地下，成為地下障礙物。在提倡建設節約型社會，實現了可持續發展的今天，推廣應用該工法更加具有現實意義。

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