摘要：在上海软土地区基坑支护工程中，常见的板式支护体系主要有灌注桩、SMW工法桩等结构。针对灌注桩、SMW工法中常规需结合水平支撑进行，从而导致土方开挖不便、基坑施工周期长，基坑支护造价大等缺点，本文以上海临港顶尖科学家社区J01地块项目为例，研究了SMW（水泥土搅拌桩墙）工法桩＋前撑式注浆钢管桩组合工艺应用于砂质粉土地区基坑围护结构的可行性，是一种增加挖土便利，缩减工期、降低成本的新型支护方式。本文从安全性及适用性角度分析前撑式注钢管施工工艺，并通过该工程的成功实施进行了验证，该工程的成功经验可供其他相似工程参考。
关键词：软土基坑；基坑支护；SMW工法；前撑式注浆钢管桩；
前言
随着城市化的日益发展,城市地下空间面积日益扩大,地下空间的深度也是愈来愈大,这给建筑施工的技巧和力度带来了全新的考验。地下空间的深度也影响了地基的围护形式。目前,在土木工程方面已经出现了各类的地基围护形式,但各种类型又具有着各自的不足之处以及优势。
因此,对地基围护形式的设计上做出适当的选择与调整可以达到不同的作用和效果。前撑型注浆钢管支撑是目前国内存在的一种新兴的地基支护形式。主要是通过项基底持力层斜向压入钢管,通过连接悬臂式基坑的一种支护形式,依靠注浆施工后提高土摩力以保持地基稳定性。前撑注浆方式钢管基坑支撑体系与一般的支撑方式不同,其最主要的优点:①支护需要在挖地基之前就开始先行施工,而支撑钢管施工后期直接作土方施工;②和其他支护方式相比，前撑式的注浆钢管的应用造价,相对便宜;③前撑式注浆钢管对土方施工的影响较小,方便于开挖,且可一挖到底;④前撑钢管在土方施工进行后,可回收。
1 工程概况
临港顶尖科学家社区J01地块项目（主体工程）位于上海市自贸区临港新片区，场地西侧为海港大道，北侧为美人蕉大道（在建），东侧为海洋一路与海洋二路（在建），南侧为海基一路（在建）。基坑面积为39713m2，总延长米为808m，地下1层，地上共16~20层。整个工程基坑形状大致呈长方形；基坑开挖深度为5.47～8.30 m，基底位于砂质粉土层。基坑安全等级三级，基坑环境保护等级为三级。基坑采用顺作法施工，围护结构体系采用SMW工法桩＋前撑式注浆钢管桩的基坑支护体系。围护结构采用采用基坑周边采用型钢水
泥土搅拌墙（SMW工法桩）作为围护结构，三轴水泥土搅拌桩采用∅850@600，型钢采用H700×300×13×24，型钢钢材型号为Q235B。普通区域“隔一跳一”，桩长12.0m，深坑靠边区域“插二跳一”，桩长15.0m。支撑体系：围檩采用1200mm×700mm混凝土梁。前撑式注浆钢管桩杆体采用φ325×8钢管，间距2400～4 800mm，水平倾角45°。钢管采用焊管和无缝管，强度不低于Q235B，桩长14m和16m，单根钢管注浆量不小于4.5t，桩端进入坑底以下不小于6.5m，桩顶沉降30mm时单桩极限承载力标准值不小于700kN，注浆采用P.O 42.5水泥，浆液水灰比0.55，注浆压力不小于1.5 MPa。基坑开挖到坑底设计标高后，坑边6.0m范围宽度内浇筑C20配筋垫层，内配φ10 mm@200 mm×200 mm双层双向钢筋网片。
机控网2 工艺特点
2.1工艺简单
前撑式注浆材料钢管使用简易方便,在围护施工的阶段可跟随灌注桩同时施工,而无须再单独占用围护施工的时间。而且本技术在建设完毕后,可直接开挖,而无须二次开展支护施工。因此技术简易,方便。
2.2施工周期短
一般的深基坑支撑方法,需要先通过对撑保护或施工至底板后再通过反拉支撑保护,由于建设周期较长,还需要灌注大量混凝土，等待混凝土的额维护,而且后期还需要通过工具拆除,相当浪费时间。
卷帘纱窗引入新的支护型式后,在施工之前一次就将支护结构浇筑完毕,无须等待维护和拆除同时,在后期又无须进行二次拆除,大大节省了工期。
2.3经济效益好
通过比较传统的深基坑支护形式,前撑型注浆材料钢管通常可以节省成本百分之十五~百分之三十,而针对于面积巨大的深基坑,本技术在经济性方面则优点突出。
2.4变形控制效果佳
临港顶尖科学家社区J01地块项目拟建场地地基基础影响深度范围内的地层均属第四纪全新世～晚更新世潮坪地带沉积土层，主要由粘性土、粉性土及砂土组成。工程基底位于② 3-1 层粘质粉土层，围护桩影响范围内涉及土层包括② 3-2 粉砂层。结合上海地区常规重力坝施工经验，重力坝在③～⑤地基土层中变形较大，不易控制。
支撑体
3 施工关键控制点
3.1 钢管加工
钢管分段处焊接长200 mm的φ351 mm×10 mm外套管，最下端的钢管端部桩尖焊接密实，保证其强度及封闭性，所有焊缝高度≥8 mm，焊条采用E43型。钢管底部沿轴向开设直径为6～8 mm的注浆孔，同一截面高度均匀分布4个孔，于管体外侧用橡胶带作为止回阀将同截面注浆孔扎牢封闭。
3.2 打设钢管
软弱土层情况下管材容易贯入,无须利用钻机引孔可以直接通过机械手将管材嵌入土体预定深度。但由于机械手的振动较明显,沉桩初期的因为土体对钢管边壁的握裹力不够,管道入土高度也不易控制。需注意的是要事先将钢管最初始端送入规定深度,检查钢管本身有无明显偏移,若有偏移要进行矫正,确定无误后才能继续沉桩。
3.3 钢管注浆
从下到上分段进行约束式注浆,在注浆管二头各装有一个密封气囊,具有双向封闭的功能,以确保上下封闭良好,从而实现了定向注浆的目的。
注浆材料对最终质量的要求是:单根管道材料数量不少于设计值,或最终的注浆水压不低于二MPa。
3.4试验与检测
对于竖向支护结构（地下连续墙、型钢水泥土搅拌墙、灌注桩排桩支护等），按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012） 的要求进行桩身完整性以及承载力检测。
对于前撑注浆钢管，待注浆液及上部圈梁达到设计强度后，按照随机抽取原则选取不少于3 根前撑钢管，顶部割断并设置千斤顶，分5 级进行加载，每级加载时间间隔1 小时，在注浆钢管离钢管顶部1.5m~2.0m 位置设置内力监测点，每个应力监测点四周各贴1 个总计4个量程不小于最大加载量的应变片（计）。mum-147
4.工艺不足与优化建议
4.1工艺不足
①前撑式注浆材料钢管施工时需要经过外墙和地下室底层,因此尽管在底层和外墙都有了加强堵漏的措施并采用了止水钢管进行止水,但难免仍然会出现泄漏的隐患。
②在施工时,一般主楼存在电梯井及集水洼,在施工过程中,根据工程条件通常不能全部避开集水洼和电梯井,因为避开的位置太大无法确保地基的总体稳定。
4.2优化建议
针对内拉式前置式注浆钢管,通过考虑并选择更为稳定、安全的构件连接形式,如三轴深层水泥搅拌桩结合混凝土灌注桩、与前置式注浆钢管的结合型式,在底层或外墙浇筑前尽量将前置式注浆钢管整体拆开或局部拆卸,并尽量避免直接穿透底层或地下室外墙。
5 结语7bbuu
前撑型注浆钢管支护技术一种的基坑支护方法。结合实际的设计与施工,不但可以极大地提高施工的效率，节省时间,而且必须做到二道水平支护的基坑围护工程只需要做一个支护,可以带来很大的经济性和效益。前撑型注浆钢管的成熟应用,更是为新型地基支护方法提供的有利条件,对今后的地基围护施工进行了引路以及参考。
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