淺談SMW工法與鉆孔樁在軟弱土層深基坑的應(yīng)用

1、淺談smw工法與鉆孔樁在軟弱土層深基坑的應(yīng)用珠海市建筑設(shè)計(jì)院廣東珠海519000【摘 要】以珠海某商業(yè)中心基坑工程為例，smwt法與鉆孔樁在軟 弱土層深基坑分別作為支護(hù)橋進(jìn)行對(duì)比，并提出考慮采用預(yù)制樁作為深基坑支護(hù) 樁做法。【關(guān)鍵詞】軟弱土層深基坑；smwt法；鉆孔樁；預(yù)制樁近年來(lái)隨著國(guó)家城市化建設(shè)的快速發(fā)展，建筑物在高度和深度也緊隨腳 步不斷發(fā)展。在珠三角地區(qū)，軟弱土層的基坑支護(hù)問(wèn)題越來(lái)越受建設(shè)方重視。由 于珠海地區(qū)多為海陸交互相地貌，地層大多數(shù)下覆厚層或巨厚層淤泥的軟弱土層, 對(duì)于基坑支護(hù)型式，基坑支護(hù)經(jīng)濟(jì)性和安全性，一直是工程界探討研究的課題。 木工程以工程前、后兩種支護(hù)方式選型，smw

2、t法+內(nèi)支撐與鉆孔樁+內(nèi)支撐兩 種方式進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)工程完工后情況反思提出考慮采用預(yù)制樁作為深基坑支護(hù) 橋新想法。1、工程簡(jiǎn)介珠海某商業(yè)中心基坑工程擬建工程場(chǎng)地位于珠海市香洲區(qū)，昌盛大橋南 側(cè)的珠澳跨境工業(yè)區(qū)珠海園區(qū)內(nèi)。東側(cè)相鄰西環(huán)路市政道路，東南側(cè)為1棟 層榮興旺大廈，西側(cè)相鄰市政道路國(guó)防路，北側(cè)為1棟口層優(yōu)先大廈場(chǎng)地，周 圍有多條給、排水管。擬建1棟18層建筑，聯(lián)體2層裙樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)， 設(shè)有二層地下室；，總建筑面積26205.36平方米，地下建筑面積6014.18平方米。 基坑挖深9.8米，局部落深2.4米?；釉O(shè)計(jì)開挖范圍面積約3480平方米，開挖 范圍周長(zhǎng)約為243米，基坑安全等

3、級(jí)為一級(jí)?；悠矫鎴D詳（圖1）2、工程地質(zhì)情況基坑開挖范圍內(nèi)主要土層：素填土，海陸交互相淤泥、礫砂、粘 土，殘積砂質(zhì)粘性土及燕山期花崗巖風(fēng)化帶，場(chǎng)地地層分布及物理力 學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值見表1本場(chǎng)地下水混合穩(wěn)定水位埋深1.402.40米。實(shí)測(cè)初見水位-般比穩(wěn)定 水位高0.20.3米。該水位受到一定的潮汛影響。3、基坑支護(hù)方案3.1前期采用鉆孔樁+二道內(nèi)支撐支護(hù)型式（圖2）前期設(shè)計(jì)采用1.5米放坡+鉆孔樁+二道內(nèi)支撐支護(hù)型式詳見基坑支護(hù)剖 面示意圖（圖2）。支護(hù)樁為鉆孔灌注樁樁徑1000,樁中心間距1200,混凝土采 用c35,保護(hù)層厚度50mm，鋼筋采用hrb400,采用長(zhǎng)縱筋和短縱筋混合配筋。 止水

4、樁采用樁間雙管高壓旋噴止水。冠梁、腰梁絵為c35,設(shè)計(jì)截面為1000×1000o設(shè)置二道內(nèi)支撐 鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c35,主筋保護(hù)層厚度為35mm,主梁設(shè)計(jì)截面為 1000×1000,次梁設(shè)計(jì)截面為 800×800 或 600×600。立柱樁采 用鉆孔灌注樁樁徑1200,混凝土保護(hù)層厚度50mm,混凝土采用c35。3.2后期采用smw工法+二道內(nèi)支撐支護(hù)型式（圖3）甲方考慮造價(jià)優(yōu)化，后期設(shè)計(jì)采用1.5米放坡+smwi法+二道內(nèi)支撐 支護(hù)型式詳見基坑支護(hù)剖面示意圖（圖3）。支護(hù)樁為smw攪拌樁（三軸攪拌樁） 攪拌樁

5、采用42.5級(jí)硅酸鹽水泥，水泥摻量20%,樁身強(qiáng)度不小于0.8mpa； smw 內(nèi)插型鋼采用h700×300×13×24型鋼，型鋼必須在攪拌樁施工 完畢后3小時(shí)內(nèi)插入。冠梁、腰梁檜為c35,設(shè)計(jì)截面為1000×1000o設(shè)置二道內(nèi)支撐 鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c35,主筋保護(hù)層厚度為35mm,主梁設(shè)計(jì)截面為 1000×1000,次梁設(shè)計(jì)截面為 800×800 或 600×600。立柱樁采 用鉆孔灌注樁樁徑1200,混凝土保護(hù)層厚度50mm,混凝土采用c35。圖

6、2鉆孔樁+內(nèi)支撐支護(hù)型式剖面示意圖圖3 smw工法+內(nèi)支撐支護(hù)型式剖面示意圖4、兩者比較4.1安全穩(wěn)定性比較本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj120-2012） 等現(xiàn)行的有關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)范，計(jì)算采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的理正深基坑支 護(hù)fspw7.0版。本工程的計(jì)算分9個(gè)工況進(jìn)行，分別為：1）工況1 一土方開挖至第一道內(nèi)支撐梁底2）工況2設(shè)置第一道內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)3）工況3土方開挖至第二道內(nèi)支撐梁底4）工況4一設(shè)置第二道內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)5）工況5開挖至坑底6）工況6施工負(fù)二層地下室底板施工，并設(shè)置底板與支護(hù)樁間的傳力 帶刀工況7拆除第二道內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)8）工況8負(fù)二層地下室頂板施工，并設(shè)置

7、頂板與支護(hù)樁間的傳力帶9）工況9拆除第一道內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)各支護(hù)剖面的計(jì)算包括了兩種支護(hù)樁的內(nèi)力、位移、配筋計(jì)算，基坑整 體穩(wěn)定計(jì)算，抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算，抗隆起驗(yàn)算，抗管涌驗(yàn)算等，均需滿足現(xiàn)行規(guī) 范要求。因基坑下覆軟弱土層，支護(hù)樁所需剛度較大，smw i法樁考慮兩跳一 插和一跳一插剛度偏小，故考慮采用密插法。其兩種支護(hù)樁內(nèi)力取值對(duì)比見表2。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，采用考慮空間協(xié)同作用的三維整體分析方法。 兩種不同支護(hù)樁計(jì)算結(jié)果顯示，因鉆孔樁自身剛度比smw工法剛度大，使冠梁 和部分受力主梁內(nèi)支撐配筋加大，平均比鉆孔樁方案多四根鋼筋。4.2經(jīng)濟(jì)性對(duì)比由于本工程基坑支護(hù)屬于臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，采用何種圍護(hù)形式在很大

8、程度上 需考慮于其經(jīng)濟(jì)性，在滿足安全要求下盡量降低造價(jià)?，F(xiàn)以上述工程為例（樁長(zhǎng) 按18m）進(jìn)行造價(jià)分析，其中所用單價(jià)為市場(chǎng)價(jià)格，不同地區(qū)可能上下浮動(dòng)。smw工法（每延長(zhǎng)米造價(jià)）：1）三軸攪拌樁：0.567m2×18m×300/m3=3062.68 元2）內(nèi)插型鋼：0.185t/m×18m×2000 元/t二6660.00 元總價(jià):（3062.68 元+6660.00 元）/0.6m=16204.46 元鉆孔樁（每延米造價(jià)）：1）鉆孔樁：0.785m2×18m×1500/m3

9、（含鋼筋）=21195.00 元2）雙管高壓懸臂：0.283m2×18m×450/m3=2289.06 元總價(jià)：（21195.00 元+2289.06 元）/1.2m二 19570.05 元。由于smw工法中內(nèi)插型鋼需冋收，而型鋼租賃時(shí)間如果超過(guò)90天則 須增加費(fèi)用，因本工程基坑需兩道內(nèi)支撐，需二層地下室結(jié)構(gòu)全部完成且到達(dá)設(shè) 計(jì)強(qiáng)度的90%才可拆除所有內(nèi)支撐，并冋收型鋼。由于雨季、基坑工程和結(jié)構(gòu)工 程交互施工，致使型鋼租賃超期，增加約65萬(wàn)元造價(jià)，smw工法（每延長(zhǎng)米造 價(jià)）增加2674.90元，smw工法（每延長(zhǎng)米造價(jià)）共計(jì)18879.36元。綜上所述

10、，基 坑支護(hù)體系較簡(jiǎn)單口可保證工期的情況下，鉆孔樁造價(jià)遠(yuǎn)超過(guò)smw工法。可是， 在基坑支護(hù)體系較復(fù)雜（如兩層及兩層以上內(nèi)支撐）需交叉施工，工期難以保證 的情況下，鉆孔樁造價(jià)與smw工法相差不大，甚至可能會(huì)出現(xiàn)smwi法總造 價(jià)超岀鉆孔樁造價(jià)。5、結(jié)語(yǔ)鑒于兩種支護(hù)樁支護(hù)體系特點(diǎn)對(duì)比，可以按地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、基坑 深度、基坑支護(hù)體系復(fù)雜程度等選擇不同的方案。當(dāng)基坑支護(hù)體系較簡(jiǎn)單，基坑 支護(hù)設(shè)計(jì)可允許適當(dāng)墻體變形，支護(hù)樁體剛度要求不大，這種情況考慮較經(jīng)濟(jì) smw工法進(jìn)行施工?？墒?，當(dāng)基坑支護(hù)體系較復(fù)雜（如兩層及兩層以上內(nèi)支撐） 需交叉施工，下覆厚層或巨厚層淤泥的軟弱土層，墻體變形控制較嚴(yán)，支護(hù)樁體 剛度要求較高，這種情況需考慮鉆孔樁作為支護(hù)樁。在同樁徑情況下，若預(yù)制樁 設(shè)計(jì)內(nèi)力超過(guò)根據(jù)軟件計(jì)算的支護(hù)樁設(shè)計(jì)內(nèi)力，即可把鉆孔樁替換使用為預(yù)制樁, 隨著建筑業(yè)發(fā)展需要已岀現(xiàn)混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其最人樁型抗彎承載力 設(shè)計(jì)值可達(dá)1088kn·m,抗剪承載力設(shè)計(jì)值可達(dá)533kn,可以在類似本工 程的項(xiàng)目中考慮使用預(yù)制樁作為支護(hù)樁，其造價(jià)比同樁徑鉆孔樁可減少1530%。 既滿足基坑支護(hù)支護(hù)剛度、穩(wěn)定性要求，又達(dá)到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的目的。參考文獻(xiàn)：1建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(jg