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【摘要】在工程建设过程中，设计施工的经济性与安全性是需要重点关注的两个方面。在施工工艺方案的选择中，不仅要确保其施工安全、不会影响周边建筑环境，同时还应该具备以最经济投资获得最大化价值的特点，以促进工程利益的最大化。而基坑工程作为建筑项目的基础阶段，如何保证基坑围护工艺选择的合理性，使其体现出综合造价低、施工工期快、施工安全性高等特点，也一直是基坑参建人员所关注的重点。文章以网新康桥科技园项目复杂工况下的基坑工程作为实例，对基坑围护工程优化管理措施作一论述，分析基坑采用SMW工法桩结合一道内支撑的围护形式，H型钢全部或部分回收，对控制整个基坑工程施工进度、造价、安全性的优势。
【关键词】基坑工程；围护工艺；优化管理
做好施工管理，促进建筑工程健康、可持续发展，并如何确保深基坑围护施工的安全性与经济性，也一直是施工人员所面临的主要技术问题。尤其是在目前密集的城市建筑中，进行基坑围护工程施工时，需要面对周边错综复杂的地下管线、复杂的水文地质条件、周边建筑的间距小、狭窄的开挖空间等复杂工况下的诸多问题。这种情况下，就更应该重视基坑围护施工，加强围护工艺优化管理，使基坑支护的经济与安全性达到预期目的，为促进建筑工程健康、经济发展奠定基础。
1、工程概况
网新康桥科技园总建筑面积为38414.85m?，地上建筑面积为25976.85m?，地下建筑面积为12438.00m?，由10幢5层科研楼及其配套设施组成，基础形式为桩基础。东侧为跃进河，南临厂房地下室，西侧为一层至二层的民宅，北侧为跃进支路，地下室外墙到跃进支路道路侧石边最小距离约为5.00m。土层分布如表1所示：
第②层，中等压缩性，强度较好，层厚较小，在明（暗）浜分布区域缺失。第③层灰色淤泥质粉质粘土，天然含水率高，重度小，高压缩性，力学性质差，对基坑的变形影响较大，开挖时极易产生坍塌或塑性挤出。第③夹层灰色砂质粘土，渗透性高，在动水压力下易产生流砂，基坑应做好止水工作。第④层灰色淤泥质粘土，强度低，压缩性高，层厚大，围护桩难以穿透该层，基坑变形较大。
2、工程施工风险因素及难点
平面形状上北侧整体向场地内拱入，对于控制基坑变形不利；坑边存在多个局部深坑，且收土施工将采取坑边开挖，需注意对局部特殊位置深坑的处理；基坑开挖深度5.5～6.95米，不良地质现象表现为一片暗浜和西部一条明浜。一级轻型井点降水需采取挖槽深埋管及相应的辅助措施，保证降水效果，对北侧管线及西侧民宅的保护。工程采用SMW工法桩结合一道内支撑的围护形式，H型钢全部或部分回收，控制整个基坑工程的工期进度及整体造价。
3、复杂工况下的基坑支护结构施工工艺比选
基坑围护结构方案选择须综合考虑工程本身位置、周围环境、主体结构特点等，在复杂工况下确保安全可靠，做到经济合理，节省投资，施工方便，有利于缩短工期，提高效益。
3.1 基坑施工工艺比选
结合基坑开挖面积、深度与形状，基坑采用顺作法开挖。基坑开挖深度为5.5～6.95m，周边环境对于控制基坑围护变形有一定的要求，虽然基坑面积较大。结合上海地区此开挖深度类似项目的施工经验，灌注桩+止水帷幕及SMW工法桩三种围护形式中进行比选，以分析SMW工法桩在工程中应用的合理性。
3.1.1钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩
灌注排桩作为围护结构体，施工工艺成熟、平面位置布置灵活；具有一定的刚度，随着桩径及桩长的增加，可有效的提高围护结构的刚度及基坑侧壁的稳定性，增加基坑工程的安全度。结合本项目地质条件及开挖深度，经过计算分析，钻孔灌注桩为700～800mm，可采用3Ф650@450水泥土搅拌桩作为止水帷幕。
3.1.2 SMW工法桩
SMW工法桩一般指三轴水泥土搅拌桩中内插型钢，同时达到围护结构与止水帷幕的作用。在地下建筑出地面后，一般须回收型钢，所以其综合造价相对较低。工法桩空间占位小，本项目开挖是工法桩从经济型和安全性上具有很强竞争力的深度范围。经过计算分析，本项目采取3Ф850@600内插H700X300型钢，可以满足本项目退界空间的要求，并且对于控制环境较为有利。
3.2 支撑体系选型的合理性
3.2.1钢支撑
钢支撑具有自重轻、施工速度快以及可以重复使用、安装后能立即发挥支撑作用的特点。但是钢支撑的节点构造和安装相对比较复杂。对于本项目南北向支撑长度约70m，不仅钢支撑的吊放及安装较为困难，并且支撑刚度难以保证。对于本项目西侧靠民宅及东北侧靠桥梁位置，地下室平面体形复杂，平面布置困难，钢支撑难以形成有效的支撑刚度，本项目不采用钢支撑。
3.2.2 钢筋混凝土支撑优化分析
现浇钢筋混凝土支撑具有刚度大，整体性好，可以采取灵活的布置方式等特点，适应于复杂体形的基坑，而且不会因节点松动而引起基坑的位移，施工质量相对容易得到保证，所以在上海市的使用面较广。但混凝土支撑也存在现场制作和养护时间相对长，支撑拆除相对复杂，材料不能完全回收利用等特点。
结合本项目特点，基坑南北向宽度约70m，钢筋混凝土支撑可保证支撑刚度，并避免节点处理及松动隐患。并可以灵活布置，解决西侧民宅及东北侧桥梁的环境保护问题，综合考虑，本项目推荐采用钢筋混凝土支撑。
3.3 复杂工况下围护结构
考虑到场地内不良地质的分布情况（暗浜区域），及坑边构筑物管线及坑边局部深坑的情况。本项目围护结构总体分为2个区段，基本以暗浜范围分界。对于坑边相对薄弱位置采取坑内加固措施进行处理，基坑深度6.00m，采用SMW 工法桩，3Ф850@600 水泥土搅拌桩内插H700x300x13x24 型钢。三轴水泥土搅拌桩采取套打施工，H 型鋼采取插一跳一的形式。型钢插入坑底9.00m，围护结构插入比1：1.5。坑内采取井点降水措施。采取一道钢筋混凝土支撑，撑点标高设置为整体式圈梁。 3.4支撑体系
结合基坑平面形状及规模，整体考虑环境保护要求及经济性，可行性，支撑平面设计采用对撑加角撑方式。根据基坑不同范围的开挖深度，设一道钢筋混凝土支撑，由于本工程仅设一道支撑，并且支撑不作为栈桥使用，所以通过计算，竖向支撑体系可采用H400x400 型鋼作为支撑立柱。立柱总长约24m，立柱需进入⑤1-2 层1～2m，经计算，承载力满足要求。立柱端头进入相对好土层，对于控制立柱的变形也较为有利。
3.5 坑内加固工艺与措施
基于基坑安全性及控制周边环境影响角度出发，坑边局部深坑位置，采取坑底加固措施；西侧为控制基坑开挖对民宅的影响，采取坑内双轴水泥土搅拌桩加固措施、加固体与围护结构之间的空隙采取压密注浆措施。
4、基坑监测
在基坑施工过程中跟踪施工活动，对坑周地层变形，附近建筑物的变形及受力情况进行实时监测，对变形及变形速率设置报警值，并将监测数据及时与计算预测值相比较，判断施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，实现信息化施工，检测报警值为：围护墙体侧向变形0.7%H、5mm/d、支撑轴力监测设计轴力的100%、地面沉降监测0.55%H、5mm/d、坑外周边地下水位监测1000mm、300mm/d、附近建筑物沉降：20mm、2mm/d、管线垂直、水平位移： 10mm、2mm/d。
结语：
结合基坑工程案例认为：其一，文章所论述的网新康桥科技园基坑属于基坑工程为粉沙地质，施工环境复杂，影响因素较多，在基坑开挖施工方面存在较大的风险，因此在实际施工中需着重注意基坑开挖的质量与安全管理。其二，在保证基坑工程质量与安全的同时，如何节省工程造价也是需重点考虑的问题。
综合考虑到上述两个重点，本次深基坑开挖施工中我们采用SMW工法桩围护施工，其不仅能够有效满足工程施工的质量与安全，还能缩短工程进度，尽最大程度节约工程造价。由此也证明，无论是从设计还是到施工过程中，本次基坑围护工艺优化管理措施都是成功、合理、可行的。
参考文献：
[1]叶永发.深基坑支护两种方案对比研究[J].建筑知识：学术刊， 2014：379-380.
[2]马茵.两种深基坑支护孔桩成孔施工工艺方案选择比较[J].低碳世界，2015（12）：207-208.
【关键词】基坑工程；围护工艺；优化管理
做好施工管理，促进建筑工程健康、可持续发展，并如何确保深基坑围护施工的安全性与经济性，也一直是施工人员所面临的主要技术问题。尤其是在目前密集的城市建筑中，进行基坑围护工程施工时，需要面对周边错综复杂的地下管线、复杂的水文地质条件、周边建筑的间距小、狭窄的开挖空间等复杂工况下的诸多问题。这种情况下，就更应该重视基坑围护施工，加强围护工艺优化管理，使基坑支护的经济与安全性达到预期目的，为促进建筑工程健康、经济发展奠定基础。
1、工程概况
网新康桥科技园总建筑面积为38414.85m?，地上建筑面积为25976.85m?，地下建筑面积为12438.00m?，由10幢5层科研楼及其配套设施组成，基础形式为桩基础。东侧为跃进河，南临厂房地下室，西侧为一层至二层的民宅，北侧为跃进支路，地下室外墙到跃进支路道路侧石边最小距离约为5.00m。土层分布如表1所示：
第②层，中等压缩性，强度较好，层厚较小，在明（暗）浜分布区域缺失。第③层灰色淤泥质粉质粘土，天然含水率高，重度小，高压缩性，力学性质差，对基坑的变形影响较大，开挖时极易产生坍塌或塑性挤出。第③夹层灰色砂质粘土，渗透性高，在动水压力下易产生流砂，基坑应做好止水工作。第④层灰色淤泥质粘土，强度低，压缩性高，层厚大，围护桩难以穿透该层，基坑变形较大。
2、工程施工风险因素及难点
平面形状上北侧整体向场地内拱入，对于控制基坑变形不利；坑边存在多个局部深坑，且收土施工将采取坑边开挖，需注意对局部特殊位置深坑的处理；基坑开挖深度5.5～6.95米，不良地质现象表现为一片暗浜和西部一条明浜。一级轻型井点降水需采取挖槽深埋管及相应的辅助措施，保证降水效果，对北侧管线及西侧民宅的保护。工程采用SMW工法桩结合一道内支撑的围护形式，H型钢全部或部分回收，控制整个基坑工程的工期进度及整体造价。
3、复杂工况下的基坑支护结构施工工艺比选
基坑围护结构方案选择须综合考虑工程本身位置、周围环境、主体结构特点等，在复杂工况下确保安全可靠，做到经济合理，节省投资，施工方便，有利于缩短工期，提高效益。
3.1 基坑施工工艺比选
结合基坑开挖面积、深度与形状，基坑采用顺作法开挖。基坑开挖深度为5.5～6.95m，周边环境对于控制基坑围护变形有一定的要求，虽然基坑面积较大。结合上海地区此开挖深度类似项目的施工经验，灌注桩+止水帷幕及SMW工法桩三种围护形式中进行比选，以分析SMW工法桩在工程中应用的合理性。
3.1.1钻孔灌注桩+三轴水泥土搅拌桩
灌注排桩作为围护结构体，施工工艺成熟、平面位置布置灵活；具有一定的刚度，随着桩径及桩长的增加，可有效的提高围护结构的刚度及基坑侧壁的稳定性，增加基坑工程的安全度。结合本项目地质条件及开挖深度，经过计算分析，钻孔灌注桩为700～800mm，可采用3Ф650@450水泥土搅拌桩作为止水帷幕。
3.1.2 SMW工法桩
SMW工法桩一般指三轴水泥土搅拌桩中内插型钢，同时达到围护结构与止水帷幕的作用。在地下建筑出地面后，一般须回收型钢，所以其综合造价相对较低。工法桩空间占位小，本项目开挖是工法桩从经济型和安全性上具有很强竞争力的深度范围。经过计算分析，本项目采取3Ф850@600内插H700X300型钢，可以满足本项目退界空间的要求，并且对于控制环境较为有利。
3.2 支撑体系选型的合理性
3.2.1钢支撑
钢支撑具有自重轻、施工速度快以及可以重复使用、安装后能立即发挥支撑作用的特点。但是钢支撑的节点构造和安装相对比较复杂。对于本项目南北向支撑长度约70m，不仅钢支撑的吊放及安装较为困难，并且支撑刚度难以保证。对于本项目西侧靠民宅及东北侧靠桥梁位置，地下室平面体形复杂，平面布置困难，钢支撑难以形成有效的支撑刚度，本项目不采用钢支撑。
3.2.2 钢筋混凝土支撑优化分析
现浇钢筋混凝土支撑具有刚度大，整体性好，可以采取灵活的布置方式等特点，适应于复杂体形的基坑，而且不会因节点松动而引起基坑的位移，施工质量相对容易得到保证，所以在上海市的使用面较广。但混凝土支撑也存在现场制作和养护时间相对长，支撑拆除相对复杂，材料不能完全回收利用等特点。
结合本项目特点，基坑南北向宽度约70m，钢筋混凝土支撑可保证支撑刚度，并避免节点处理及松动隐患。并可以灵活布置，解决西侧民宅及东北侧桥梁的环境保护问题，综合考虑，本项目推荐采用钢筋混凝土支撑。
3.3 复杂工况下围护结构
考虑到场地内不良地质的分布情况（暗浜区域），及坑边构筑物管线及坑边局部深坑的情况。本项目围护结构总体分为2个区段，基本以暗浜范围分界。对于坑边相对薄弱位置采取坑内加固措施进行处理，基坑深度6.00m，采用SMW 工法桩，3Ф850@600 水泥土搅拌桩内插H700x300x13x24 型钢。三轴水泥土搅拌桩采取套打施工，H 型鋼采取插一跳一的形式。型钢插入坑底9.00m，围护结构插入比1：1.5。坑内采取井点降水措施。采取一道钢筋混凝土支撑，撑点标高设置为整体式圈梁。 3.4支撑体系
结合基坑平面形状及规模，整体考虑环境保护要求及经济性，可行性，支撑平面设计采用对撑加角撑方式。根据基坑不同范围的开挖深度，设一道钢筋混凝土支撑，由于本工程仅设一道支撑，并且支撑不作为栈桥使用，所以通过计算，竖向支撑体系可采用H400x400 型鋼作为支撑立柱。立柱总长约24m，立柱需进入⑤1-2 层1～2m，经计算，承载力满足要求。立柱端头进入相对好土层，对于控制立柱的变形也较为有利。
3.5 坑内加固工艺与措施
基于基坑安全性及控制周边环境影响角度出发，坑边局部深坑位置，采取坑底加固措施；西侧为控制基坑开挖对民宅的影响，采取坑内双轴水泥土搅拌桩加固措施、加固体与围护结构之间的空隙采取压密注浆措施。
4、基坑监测
在基坑施工过程中跟踪施工活动，对坑周地层变形，附近建筑物的变形及受力情况进行实时监测，对变形及变形速率设置报警值，并将监测数据及时与计算预测值相比较，判断施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步的施工参数，实现信息化施工，检测报警值为：围护墙体侧向变形0.7%H、5mm/d、支撑轴力监测设计轴力的100%、地面沉降监测0.55%H、5mm/d、坑外周边地下水位监测1000mm、300mm/d、附近建筑物沉降：20mm、2mm/d、管线垂直、水平位移： 10mm、2mm/d。
结语：
结合基坑工程案例认为：其一，文章所论述的网新康桥科技园基坑属于基坑工程为粉沙地质，施工环境复杂，影响因素较多，在基坑开挖施工方面存在较大的风险，因此在实际施工中需着重注意基坑开挖的质量与安全管理。其二，在保证基坑工程质量与安全的同时，如何节省工程造价也是需重点考虑的问题。
综合考虑到上述两个重点，本次深基坑开挖施工中我们采用SMW工法桩围护施工，其不仅能够有效满足工程施工的质量与安全，还能缩短工程进度，尽最大程度节约工程造价。由此也证明，无论是从设计还是到施工过程中，本次基坑围护工艺优化管理措施都是成功、合理、可行的。
参考文献：
[1]叶永发.深基坑支护两种方案对比研究[J].建筑知识：学术刊， 2014：379-380.
[2]马茵.两种深基坑支护孔桩成孔施工工艺方案选择比较[J].低碳世界，2015（12）：207-208.