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【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
Great view-Foundation ditch of world MALL protects design and construction(part 1)
Xu Li-yuan
(Nanjing North Pole survey and mapping Nanjing research institute Nanjing Jiangsu 210000)
【Abstract】Nanjing City great view world MALL project foundation ditch protect an engineering design to adopt of is advanced equipments and technique that ushers in from Japan in 1997. The SMW work method stake makes use of many specialized stalk mixers and right on the spot drill into slice to pare a soil body, carry to strach cement the liquid infusion soil body in the auger in the meantime, after well mixing blend mixture, again insert the H type steel into the agitation stake, become an underground continuous wall, use that wall as to block soil and water structure, specially suit a city of deep foundation ditch engineering, body now foundation ditch is diverse that protect a form.
【Key words】SMW work method; H type steel; Cement mix blend wall; Three stalk agitation stake; Foundation ditch diverse that protect form
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。
［文章编号］1006-7619（2008）10-29-613
【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
Great view-Foundation ditch of world MALL protects design and construction(part 1)
Xu Li-yuan
(Nanjing North Pole survey and mapping Nanjing research institute Nanjing Jiangsu 210000)
【Abstract】Nanjing City great view world MALL project foundation ditch protect an engineering design to adopt of is advanced equipments and technique that ushers in from Japan in 1997. The SMW work method stake makes use of many specialized stalk mixers and right on the spot drill into slice to pare a soil body, carry to strach cement the liquid infusion soil body in the auger in the meantime, after well mixing blend mixture, again insert the H type steel into the agitation stake, become an underground continuous wall, use that wall as to block soil and water structure, specially suit a city of deep foundation ditch engineering, body now foundation ditch is diverse that protect a form.
【Key words】SMW work method; H type steel; Cement mix blend wall; Three stalk agitation stake; Foundation ditch diverse that protect form
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。
［文章编号］1006-7619（2008）10-29-613