摘要：寶鋼“十一五”規劃工程寶鋼長材坯料優化工程I標段深基坑情況復雜，點多面小。基坑圍護采用SMW工法、鋼板樁、大放坡等眾多方法。其中的SMW工法即做基坑支護還兼做結構外模的施工工藝，在施工中較為少見。因此本文結合本工程的實踐經驗，來談談SMW工法做支護還兼做結構外模在深基坑中的引用，為后續類似工程提供一些參考經驗。
　　關鍵詞深基坑施工、SMW工法、支護結構、降水、施工監測
　　1、工程概述
　　寶鋼長材坯料優化工程是寶山鋼鐵股份有限公司，在已建電爐分廠西側新增的一個交流電爐及大方坯連鑄設施。本工程深基礎主要包括廢鋼料籃坑、鐵水倒罐站、地下電纜隧道及水道管廊等組成。其中廢鋼料籃坑的基坑深度最深，處理難度最大。廢鋼料籃坑基坑長24.5米、寬21.3米、深12.5米，共兩個，分別布置在電爐跨左右兩側。
　　2、工程資料收集
　　2.1工程地質資料情況
　　根據武勘院對該工程的地質勘測情況，該區域普遍地質情況如下：地表下-2米左右范圍為雜填土，-2~-5米為粉質粘土，-5~-7米為砂質粉土，-7~-10米為淤泥質粉質粘土，-10~-22米為淤泥質粘土，-22米以下~40米為淤泥質粉質粘土。地下平均水位-2.5米，最高水位-0.50米。針對深基坑的具體位置，地質情況略有不同，具體以深基坑設計文件為準。
　　2.2工程周邊環境資料情況
　　1#廢鋼料籃坑位于新建廠房內，基坑東西兩側2米范圍為新建的廠房柱基樁，樁頂標高-6.0米，另2#廢鋼料籃坑東側5米處為老電爐廠房，老廠房柱基標高為-3.9米。其余部位均無建構筑物及地下管線。
　　3施工方案選擇與設計
　　3.1施工方案選擇
　　由于該廢鋼料籃坑開挖深度為-12.60米，基坑施工如采取大放坡，按照深基坑施工邊坡設計放坡系數為1：3左右，這樣將嚴重影響到基坑周邊柱基礎的穩定，另2#廢鋼料籃坑臨近老電爐廠房，根本無放坡空間。因此本基坑施工只能采取支護措施。根據《深基坑施工支護設計規程》中規定及寶鋼地區地質情況，深基坑支護結構深度應滿足開挖深度的2倍。對當前深基坑施工的常規方法，地下連續墻、灌注樁、深層攪拌樁、鋼板樁及SMW工法等支護結構進行比較。地下連續墻、灌注樁及SMW工法支護結構長度均能達到開挖深度的2倍，而鋼板樁根據市場行情，樁長一般為15米、12米居多，無法滿足基坑的要求，故在本深基坑中排除不用。同時考慮到地下連續墻成本高，而灌注樁施工還需輔助深層攪拌樁或注漿進行止水，且成本也較高，因此相比之下SMW工法對此深基坑施工既經濟又實用，故廢鋼料籃坑深基坑支護選用SMW工法施工。
　　
　　3.2深基坑設計
　　3.2.1支護設計
　　寶鋼長材坯料生產系統優化工程廢鋼料籃基坑開挖深度為12.6m，采用直徑為0.85m的攪拌樁圍護結構，樁長為24m，樁頂標高為0m，采用SMW工法，在攪拌樁中加型鋼，型鋼慣性矩為201000cm4，型鋼間中心距為975mm。地面超載為20kPa。圍檁采用雙拼H700*300型鋼，支撐采用φ609*16鋼管支撐，支撐布置立面如下圖：
　　
　　
　　
　　共設4道支撐，見下表。
　　

　　具體的計算略（詳見基坑圍護設計）
　　
　　3.2.2降水設計
　　由于該深基坑支護采用SMW工法，支護結構本身對外起到止水作用。
　　根據平面尺寸為長24.50米、寬21.30米，深度為-12.60米深基坑的地下水位情況，采取3口管井，管井間距約8米，降水深度比開挖深度深6米左右，降水深度為-18.60米。
　　
　　4、施工過程及結果
　　4.1管井降水施工
　　降水是本工程成敗的關鍵，在施工現場應有雙路供電并配備柴油發電機，發電機的功率能滿足所有井點抽水設備的用電要求，確保降水工作的連續性。廢鋼料籃坑的真空管井降水施工，安排在SMW工法施工完后進行。3口真空管井，間距8米，管井打入深度-19.00米。由于受支撐施工影響，降水時間比設計降水時間有所延長。在土方開挖后，由于管井上部真空密封被破壞，因此在土方開挖的45天內，只能進行管井內無真空抽水，且其間有過7天左右的雨天，但降水效果不錯，除基坑開挖至-12.00米后，在料籃坑四角點土質含水較大外，其余土質均較干燥，滿足施工要求。
　　4.2廢鋼料籃坑SMW工法墻體施工
　　本次SMW工法墻體施工，采用一臺三軸工法樁機，H型鋼為兩插一式，水泥參量為15%。施工基本保證每天水平長度10米的速度進行。在本深基坑中，要求工法墻體兼做料籃坑結構外模，因此工法墻體的定位，及H型鋼的垂直度控制相對較嚴。在墻體施工完成后進行復測，結果顯示墻體偏移僅為80mm，達到預計效果，為后續結構施工提供了保證。
　　4.3廢鋼料籃坑土方開挖及圍護支撐施工
　　本次土方開挖按照設計工況進行施工，遵照先撐后挖的原則。因此本深基坑開挖將采取如下開挖施工方法：
　　第一步，在基坑內進行中間取土，沿基坑挖深至-3.000米，此時圍護結構也未產生任何受力，且便于第一道支撐的支設。由于開挖機械及運輸車輛均跨SMW圍護結構，在墻內取土，因此為確保圍護墻不受破壞，在墻兩側采用鋼渣回填上鋪路基箱，。
　　第二步，將圈梁上第一道支撐支設好，兩臺反鏟在基坑圍護結構外，進行對稱開挖。此時采用的反鏟沿基坑四周開挖至-5.0米后，短臂反鏟無法開挖到第二道支撐標高深度，后改用14米長臂反鏟。
　　第三步，第二道支撐支設后，長臂反鏟，由于受支撐影響，無法對基坑中部及四角區域取土，因此在基坑內吊入兩臺小型挖掘機進行土方的翻駁。
　　在基坑外兩臺長臂反鏟加兩臺小型挖掘機，上下配合取土外運。依次完成第三、四道支撐部位土方開挖和支撐施工，直至設計坑底標高。
　　基坑土方開挖過程中，在工法圈梁上設置了臨時欄桿，保證基坑土方開挖過程中的安全圍護。后在基坑土方全部開挖后，在臨時欄桿改為固定欄桿，并在圈梁上砌筑了300mm高擋水磚墻。
　　
　　1#廢鋼料籃坑四道支撐示意
　　4.4廢鋼料籃坑拆撐
　　基坑開挖后10天進行了底板澆筑，底板與SMW工法墻體間采用雙層油氈隔開。3天后，由于工期原因，要求20天內結構施工到0.00米，因此墻體施工只能分成兩次澆筑。這樣拆撐只有改為第三、四道一起拆除，后經設計驗算許可，在底板施工完后，拆除了第三道及第四道支撐。
　　墻體施工7天后澆筑至-6.00米，后需拆除第一、二道支撐，經設計驗算，拆除兩道支撐后，結構墻體為懸臂受力，勢必導致結構墻體開裂。后經設計多次優化，最終采取在工法墻外卸載-3.00米后，利用圈梁的軟支撐作用，確保結構墻體不受力。
　　-6.0米墻體在澆筑完后8天進行拆撐卸載，最終結構封頂的日期在寶鋼業主要求的范圍之內完成。期間圈梁最大位移為33mm。基本保證在SMW工法墻設計變形預警值范圍。
　　4.5施工監測
　　本深基坑監測在如下幾方面進行了監測。1）地下水位監測，在土方開挖至-12.60米期間，地下水位一直保持在-13.00米左右，其中幾次下雨時水位較高；2）深層土體水平位移監測。測斜孔布設沿基坑四周、中間布設，共5根側斜管，測斜孔深度-24m，施工期間最大位移出現在-14米處位移值28mm；3）支撐軸力的測設。在每道支撐縱橫向均設置一點，另在第一道角撐上增設了一點。施工期間支撐軸力最大達到5890kN，主要出現在第二道、第三道支撐上；4）工法墻體的變形監測。觀察點布設在四周圈梁頂部，四周各設置水平位移、沉降各一個。另外對支撐柱柱頂也設置沉降位移點各一個。實測水平位移值小于30mm，沉降值在15mm以內，均在設計變形范圍之內。
　　4.6施工期間方案調整
　　施工期間，根據現場施工條件的變化，在征得設計驗算后許可的基礎上，對支護進行了幾次調整。一是土方開挖期間，由于第一道支撐支設后，導致挖土施工困難，后與設計溝通，將第一道支撐進行了減撐處理。二是在拆撐時，由于工期緊迫，在設計的指導下，進行了優化，將分四次拆撐的原設計方案改為二次拆除。取得很好的效果。
　　
　　5、施工總結與改進
　　本工程深基坑施工在長達2個半月的時間內，經過前期的策劃、設計驗算及現場精心施工，圓滿竣工。廢鋼料籃坑深基坑施工，從施工方案設計到過程實施控制，基本達到較理想的效果。坑內的管井降水良好，滿足坑內施工作業條件。SMW工法圍護結構在深基坑施工期間，除局部滲水外，其余結構受力及變形均控制在設計范圍內，為基坑內安全施工提供了強有力的保證。由于方案中考慮利用SMW工法墻作為主體結構的外模，SMW工法施工的質量要求較高，在實際應用上基本滿足要求，為今后類似單側支模提供一定的經驗。SMW工法圈梁一般在設計中未考慮其支撐作用，但在特殊情況下，需要拆除第一道支撐。而此時設計軟件，將對工法墻按照懸臂結構進行驗算，往往此時，計算的工法墻變形較大。因此要充分利用圈梁作為軟支撐的作用，通過預設圈梁的支撐剛度值，來計算工法墻的變形，但同時要復核作為軟支撐的圈梁水平受力情況，從而比較實際反映支護體的受力及變形情況。本工程中正是利用這一假設，確保了工程進度的加快。實際的監測結果基本與設計一致。
　　改進：1）工法墻體的局部滲漏，主要原因是工法施工過程中，水泥的參量未能得到很好的控制，因此在類似工程中，要特別加強水泥用量的控制；2）本支護工程支撐設計多而密，給挖土帶來一定程度的影響，根據本工程中拆撐的調整，在類似工程中可考慮減少一道支撐。

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