建筑深基坑工程中組合支護技術應用探討

段素英

（山東正泰建業有限公司，山東 聊城 252000）

一、工程案例

本文采用案例為1棟地上15層的醫院綜合樓、5層裙房及地下車庫、熱水泵房組成的建筑項目，該建筑設計了3層地下室，采用框架剪力墻結極建設。建筑工程的深基坑組合支護施工是在開挖后預留0.80m的施工槽。根據實際的現場勘探、測試結果，案例工程勘探范圍內的地層主要劃分為人工堆積層和自然沉積層兩類。整個建筑深基坑范圍內土質情況復雜，基坑容易發生變形，本項目組合支護技術的安全要求高、施工難度較高。

二、技術難點

（一）基底標高為－9.27m，基坑開挖深度達9m，屬深基坑施工，本著安全、經濟可行的原則，針對不同的部位，采取針對性的支護方式，整個基坑支護結構含灌注樁、型鋼水泥土復合攪拌樁支護、內支撐、冠梁等。（二）支護種類多，必要的工藝技術間隙時間長，需組織較多的機械設備及作業人員進行同步作業，如何避免施工時的相互干擾是本工程又一難點，這就需要對施工現場進行科學、合理地布置，同時加強施工調度指揮與協調工作。（三）內支撐鋼格構柱在支護樁中的嵌固應滿足垂直度的要求，應采取必要的技術，措施保證鋼立柱各邊與對應支撐主軸線嚴格垂直或平行。

三、工藝原理

SMW工法是利用專門的多軸攪拌就地鉆進切削土體，同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經充分攪拌混合后，在各施工單位之間采取重疊搭接施工，在水泥土混合體未結硬前再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內，形成具有一定強度和剛度的、連續完整的、無接縫的地下連續墻體，該墻體可作為地下開挖基坑的擋土和止水結構。最常用的是三軸型鉆掘攪拌機。其主要特點是構造簡單，止水性能好，工期短，造價低，環境污染小，特別適合城市中的深基坑工程。

四、建筑深基坑工程中組合支護關鍵技術

（一）地質環境深基坑應力應變監測與 BIM技術相結合技術

依托 BIM技術提前發現布設的應力應變埋置點是否能有效合理的對深基坑安全進行監測，結合土體模型和參數已定的情況下利用有限元模擬預測其變形，避免了因埋置點對基坑起不到有效監測作用而進行深層水平位移監測施工等情況。既縮短了工期又節約了成本。

通過應力應變監測與 BIM相結合技術，有效提高了深基坑工程監測精準度，加快監測進度，并能及時體現出在水平位移及豎向位移監測中發生深層支護、支撐的輕微應力應變，通過監測報表繪制位移曲線圖提前發現問題做出應對措施，避免事故發生。確保基坑及周邊建筑、地上地下管線的安全。

（二）鋼支撐應力緩沖冠梁后換砂軟處理技術

水泵房為醫院20世紀 80年代的老舊磚混建筑，目前供應整個醫院的潔凈水，室內縱橫管路較多，施工中水泵房不可有位移與裂縫，否則會造成管路損壞，且自冠梁頂以下水泵房底部有2.2 m范圍為地下埋置部分。如果按原設計正常施工的話，當北側支護發生水平位移時傳遞到鋼支撐上，鋼支撐的水平斜向荷載隨即會傳遞到東側支護冠梁，當鋼支撐的水平力大于東側支護向基坑內部的水平力和支護本身的初期抵抗水平力的值時，東側支護便會向基坑外進行位移將力傳遞到水泵房上，可能致使水泵房位移裂縫或坍塌，使得整個醫院和學校潔凈水無法正常供應。為避免老舊水泵房損壞造成醫院無法正常運行，進行了鋼支撐應力緩沖冠梁后換砂軟處理技術的研究 。

如果僅僅把這塊挖空而不進行換填的話水泵房結構是沒有影響，但不能滿足支護側限要求，通過有限元綜合分析，對冠梁外側與水泵房之間使用粗砂換填，當支護向外側進行水平位移時，粗砂換填作為緩沖，避免支護與水泵房剛性受力破壞水泵房結構。同時也滿足了支護側限受力。

（三）拐角特殊節點處理

當三軸帷幕順時針作業到拐角處時由于轉角處基坑距離周邊建(構)筑物過近、三軸機械本身龐大、轉角角度等原因，導致基坑拐角處出現三軸水泥土攪拌樁無法正常施工的情況，針對這種情況根據設計圖紙要求及現場踏勘確定處理辦法，拐角處提前將三軸機械旋轉角度，即原三軸機械車頭朝西提前旋轉為車頭朝北，拐角處三軸帷幕施工幅數增加位置為基坑西側靠北、基坑內壁齊平向西延伸增加作業范圍。當拐角處相鄰基坑外側有下埋管線或其余影響施工情況時，拐角處三軸帷幕施工幅數增加位置為向基坑內側增加60cm向外側增加 60cm，即三軸水泥土攪拌樁外側、內側局部突出，與上述做法不同，當土方開挖時再將基坑內側三軸增加幅數位置由人工破鑿挖除。

（四）狹小區域SMW施工冷縫處理

1.由于周邊環境及地質復雜，導致基坑呈異形狀，且靠近建筑物地段應嚴格控制攪拌樁施工速率，拐角處機器調轉非常緩慢且太原市常出現重污染天氣橙色預警要求停工，通常冷縫便產生在了拐角位置，針對這些情況制定了拐角處冷縫補強措施:相鄰樁施工時間不宜超過24h，如超過24h應放慢攪拌速度。若無法搭接或搭接不良，應作為冷縫記錄在案，并經設計、建設單位認可，在搭接處采用高壓旋噴工藝進行加強處理。靠近建筑物地段應嚴格控制攪拌樁施工速率，控制24h工作量不多于6幅，每日對周邊建筑進行沉降觀測，確保周邊建筑物安全。2.施工的關鍵在于如何保證樁身的強度和均勻性。在施工中應加強對水泥用量和水灰比的控制，確保泵送壓力。

結束語

綜上，采用這種特殊節點組合支護施工技術施工時噪聲相對較小，可進行夜間施工不需考慮錨索施工對周邊建筑、地下管線造成沉降、穿裂等影響，多數構件具有可回收再利用的特點，大大降低施工成本，有效提高了基坑工程監測精準度，加快監測進度，解決了因深層支護、支撐輕微應力應變在水平位移及豎向位移監測中沒能及時體現出來而導致的基坑事故，確保周邊重要建筑的安全。