大观?天地MALL基坑支护设计与施工（上）

许立苑

【摘要】南京市大观天地MALL项目基坑支护工程设计采用的是1997年从日本引进的先进设备和技术。SMW工法桩是利用专门的多轴搅拌机，就地钻进切削土体，同时在钻头端将水泥浆液注入土体，充分搅拌混合后，再将H型钢插入搅拌桩内，形成地下连续墙，利用该墙作为挡土和止水结构，特别适合城市的深基坑工程，体现了基坑支护形式的多样性。

【关键词】SMW工法；H型钢；水泥搅拌墙；三轴搅拌桩；基坑支护形式的多样性

[文章编号]1619-2737（2016）01-30-613

1. 工程概况

大观天地MALL购物中心位于南京市静海寺古建筑风景区，热河路东侧，静海寺西侧，建宁路北侧，北邻静海寺公园，拟建项目为2～6层购物中心，设有二层地下室，局部为三层，且连成一体作为地下车库或其他用房。基坑开挖深度12.4～14.8米，局部（东侧汽车坡道）为8.6米，基坑长305米，宽约82～121米，开挖面积约2.86万平方米，拟采用框剪结构，桩基础（嵌岩桩）。

本工程由南京苏杰岩土勘察设计有限公司进行岩土工程详细勘察，支护设计由南京南大岩土工程技术有限公司设计。

2. 拟建场地的周边环境条件

拟建“大观·天地MALL”基坑北侧：为惠民路，地下基础外边线距离道路边线11.0米左右。

南侧：为建宁路，路下多管线，地下车库距离道路边线11.5米左右，其中南侧东部有一栋待拆的二层建筑物，地下车库基础外边线距离建筑外墙边线5.0米左右。

东侧中部：为历史文物静海寺，为一层砖结构，地下车库边线基础外边线距离静海寺围墙边线5.5～6.9米。

东侧南部：为天妃宫，为一层砼结构，地下车库边线基础外边线距离天妃宫围墙边线16.5米左右。

西侧：为热河路，地下车库基础外边线距离道路边线15.0米左右。

基坑开挖必须采取有效措施以确保基坑工程及周边建筑物、道路的安全。基坑周边环境见图1。

3. 拟建场地的工程地质和水文地质条件

拟建场地内除静海寺围墙和公园建筑物未拆除外，其余场地均为空地，地形基本平坦。地面标高在7.97～10.07米，相对高差2.1米。该场地地貌单元属长江漫滩，根据地质构造及基岩工程地质等有关研究成果以及钻孔资料分析，场区无全新活动断裂通过，在地质构造上，属相对稳定场地，场区地貌形态单一，拟建场地北部所见石灰岩，岩质致密，结晶细小，岩芯较完整，未见溶洞和土洞，无不良地质发育。整个场地除东侧局部（JK段）岩土层变化很大以外，其余范围土层分布比较均匀，软弱土层（包括②-1层，②-2层，②-3层）总厚度达48米左右，土质很差；JK段土层突出（有断层分布）基石埋深仅2.0～15.4米，拟建场地为长江河漫滩地貌单元，地下水为潜水，主要赋存于1层人工填土中，稳定地下水位埋深0.9-1.7米，相应标高6.37-8.08米。

岩土体物理力学指标见表1：

4. 支护方案

本支护设计的±0.000对应于绝对标高9.20m，相对地下水按地面下埋深1.0米考虑：

本基坑东侧为汽车坡道和锅炉设备间，开挖相对较浅，设计要求先施工西侧大基坑，待大基坑侧壁回填后再施工汽车坡道和锅炉设备间基坑。

基坑的FGHI段紧靠天妃宫和静海寺，天妃宫和静海寺是重点保护文物，该范围采用刚度大的钻孔灌注桩，加三层砼支撑进行支护。

基坑的IJKL段基坑开挖较深，且基岩出露较浅，该范围采用刚度大的钻孔灌注桩，加四层砼支撑进行支护，局部基岩出露较浅区域采用人工挖孔桩（由于现场人工挖孔桩无法施工，改为冲击钻桩）。

靠热河路、建宁路、郑河路侧采用SMW工法桩，三层砼支护。SMW工法桩是1997年引进日本的设备和技术。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。

深基坑围护采用SMW工法，开挖深度为12.4～14.7米，采用进口850三轴劲性水泥土搅拌桩作围护结构，内插H700×300×13×24型钢水泥掺量22%，水泥搅拌桩搭接200mm，H型钢布置形式为插二跳一型。如图3所示：

设3道钢筋砼支撑，支撑间距一般为4.2米，桩顶用800×1200钢筋砼圈梁兼作首道支撑围檩，为减少围护桩在基坑开挖的位移，加强整体空间刚度，减少温度变化的引起的温度应力和位移。其余采用850×1300钢筋砼围檩和钢筋砼支撑桁架。

5. SMW工法桩的优点

（1）大观天地MALL深基坑工程，靠近建筑物红线施工，SMW工法在这方面具有相当的优势，其中心线离建筑的墙面80cm即可施工。

（2）钻孔桩地下连续墙由自身特性决定，施工时形成大量泥浆需外运处理，而SMW工法仅在开槽时有少量土方外运。

（3）SMW工法构造简单，施工速度快，可大幅缩短工期。

（4）SMW工法作围护结构与主体结构分离，主体结构侧墙可以施工外防水。与地下连续墙相比，结构整体性和防水性较好，可降低后期维护成本。6. 关键技术的处理

H型钢水泥土搅拌桩支护结构的施工关键在于搅拌桩制作，以及H型钢的制作和打拔。

6.1搅拌桩制作：与常规桩的比较，要特别注重桩的间距和垂直度，施工垂直度应小于1%，以保证型钢插入起拔顺利，保证墙体防渗性能。注浆配比除满足抗渗和强度要求外，尚应满足型钢插入顺利要求。

6.2保证桩体垂直度的措施

（1）铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上。

（2）在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求。

（3）用两台经纬仪对搅拌桩纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直。

（4）施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直复测。

6.3保证加固强度均匀措施

（1）压浆阶段时，不允许发生断浆和输浆管堵塞现象，若发生断桩则向下钻进50cm后再喷浆提升。

（2）采用“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆量控制在40%，严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶处泥土的强度。

（3）搅拌头下沉到设计标准后，开启灰浆泵，将已拌制好的水泥浆压入地基土中，并边喷浆边搅拌1～2分钟。

（4）控制重复搅拌提升速度在0.8～1.0米/分以内，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。

（5）相邻桩的施工间隔不能超过24小时，否则喷浆时要多喷一些水泥浆，以保证桩间搭接强度。

（6）予搅时，软土应完全搅拌切碎，以利于与水泥浆的搅拌。

6.4型钢的制作与插入、起拔。

施工中采用工字钢，对接采用内菱形接桩法。为保证型钢的平整光滑，其表面平整度控制在1‰内，并应在菱形四角留10小孔。型钢拔出，涂减摩剂至关重要。型钢表面应进行除锈，监理旁站随机抽取20%进行超声波探伤检测，并在干燥条件下涂抹减摩剂。搬运使用应防止碰撞和强力擦挤，且在搅拌桩制作围檩前，事先用泡沫板和油毡纸将型钢包裹好进行隔离以利拔桩。

型钢应在水泥土初凝前插入，插入前应校正位置，设立导向装置，以保证垂直度小于1%，插入过程中，必须吊直H型钢，尽量靠自重下沉，若压沉无法到位，也不允许用挖土机或吊机辅助下沉，这样会使H型钢偏斜，形心转角φ超差，影响SMW工法桩受力及止水效果，应开启振动下沉至标高。

H型钢回收，采用2台液压千斤顶组成的起拔器夹持型钢顶升。使其松动，然后采用振动锤，利用振动方式或用履带式吊车强力拔起，将H型钢拔出。采用边拔型钢边进行注浆充填空隙的方法进行施工。