《SMW工法和钢管支撑在天津环渤海经贸大厦基坑支护工程的实践》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SMW工法和钢管支撑在天津环渤海经贸大厦基坑支护工程的实践（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、岩土工程界第7卷第5期技术方法SMW工法和钢管支撑在天津环渤海经贸大厦基坑支护工程的实践张利国1涂平海2（铁道第三勘察设计院岩土工程总公司 ）摘要介绍了 SMW工法加钢管支撑的基坑支护方案，解决了施工场地狭窄、工期短的基坑支护问题 为天津地区以及其他软土地区的深基坑支护又添一种具有推广前景的新方案。关键词 SMW工法基坑支护钢管支撑771995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.岩土工程界第7卷第5期技术方法771995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co
2、., Ltd. All rights reserved.岩土工程界第7卷第5期技术方法天津环渤海经贸大厦坐落于天津市解放南路473号，该拟建物地下1层，地上12层,为钢结构, 东为环渤海装饰城展览大厅，西为解放南路主干线, 基坑开挖尺寸为85 m X45 m，开挖净深度 5. 1 m , 拟建物基础底板外边线与既有建筑基础底板外边线 相距仅2 m,地下水位实际为地表下0. 8 m。局部电梯井和集水井开挖深度为6.8 m。1工程地质及水文地质条件场地岩土工程勘探最大钻孔深度为50m ,均为第四系松散堆积物，按其成因及地质年代划分为8个工程地质层。上5层的土层物理力学性质指标统 计平均值如下表1。
3、771995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.岩土工程界第7卷第5期技术方法表1天津环渤海经贸大厦建筑场地土层物理力学性质指标土层土层厚/ m重度 /kN?n-3粘聚力c/ kPa内摩擦角“（）含水量w / ( %)渗透系数/cm?;- 1空隙比/ e杂填土2. 318. 7粘土0. 918. 722.516301. 2 X10- 70. 88粉质粘土1. 618. 722.517. 1313. 7 X10- 50. 85粉质粘土7. 818. 41225. 8331. 04 X10- 40.
4、93粉质粘土1. 717. 911.519. 336. 29. 2 X10- 41. 01771995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.岩土工程界第7卷第5期技术方法771995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.岩土工程界第7卷第5期技术方法2基坑支护结构设计2. 1方案选择拟建物基坑开挖净深度 5. 1 m ,局部电梯井和 集水井开挖深度为6. 8 m，根据场地施工环境、工程 地质及水文地质条件
5、，曾考虑过3种方案：（1）水泥土重力式围护结构方案 ：由于基坑周围 建筑物和管线都很重要，其位移很难控制，尤其是其 占地大，严重影响装饰城的正常运营 。（2）钻孔灌注桩加内支撑方案：灌注桩支护是一种成熟、可靠的工艺，在基坑支护中被广泛选用，其止水处理一般采用12排深层搅拌桩，但其占地也 较大,对装饰城的正常运营有一定影响，同时其施工工期长，造价高。（3）采用SMW工法加一道钢管水平内支撑方案：它集挡土与止水为一体，占地小，工期短，费用低 等特点，尤其是对装饰城的正常运营无影响。决定采用SMW工法加一道钢管水平内支撑支护方案。2. 2基坑支护结构的布置及设计2. 2. 1基坑支护结构的布置综合考
6、虑本基坑开挖所处地理、地质及地下水 条件，支护结构体系采用“高压旋喷桩+工字钢（或 +型钢）+帽梁+钢管支撑”方案。此方案的四部分 形成受力、止水较为有利的有机整体，内支撑充分利用角撑与组合撑结合的单层支撑，为土方开挖提供了较大的空间，同时帽梁上相应部位有预埋螺栓，支 撑与帽梁，以及支撑中钢管的连接均为高强螺栓连 接，有利于挖土施工。（1）沿基坑设置 700 500的高压旋喷桩 +工 字钢（型钢），工字钢（型钢）间距为1000 mm ,桩长 11.0 m。为了减小桩长的同时又控制桩顶变形，采收稿日期2003 - 11 - 1276取如下措施：1）桩顶下压1.0 m,尽可能减小支护桩 悬臂高度；
7、在桩顶设置钢筋混凝土帽梁；钢筋混凝土 梁采用C30混凝土 ；梁底保护层为 50 mm ,其他3 侧均为25 mm。钢筋焊接长度满足规范要求 。2)角 部设置600 mm X20 mm轧制3号钢钢管角撑；3) 由于基坑长度较大，在跨中部分设置1道1. 11. 2，且宜 插到不透水层，以阻止地下水的渗流，则支护总深度 11 m，型钢插入开挖面以下 6 m。(2) 整体稳定性验算：按规范的条分法进行验算 ， 结果显示最小安全系数 K0 = 1.55 1.3。按ferzaghi -Peck方法验算，基坑抗隆起稳定性结果 K=8.66 1.5;按 Prandtl方法验算，基坑抗隆起稳定性结果 K = 6
8、.421.5 ;基坑抗管涌稳定性验算结果 Kp =3.382.0。由此可知基坑是安全稳定的。(3) 内力及位移计算：根据型钢尺寸有I =3720 mm4，且提高系数 a =1.2 ,则等效宽度 h = 600 mm ,通过杆系有限元程序计算，墙体最大位移为D = 46. 3 mm,墙体最大剪力为 Q = 57. 7 kN?n- 1 ,墙体的最大弯矩为 M = 66. 9-1(kN ?m?m 。(4) 强度验算：根据SMW工法中的假定，支护 结构剪力、弯矩由型钢承担，则水泥土墙体的dmax =196.8 MPa 2 = 210 MPa Tmax = 34. 1 MPa t = 100 MPa，满
9、足要求。3 施工工艺在旋喷机就位前，先顺水泥土墙位挖导向沟槽 作泥水沟，然后放线定旋喷桩位及要插入型钢的位 置;旋喷机就位后，钻进下沉到设计桩底深度，上提 喷浆,控制好提升速度，旋转速度，注浆压力、流量和浆液水灰比等；在旋喷桩施工注入水泥浆过程中，有一部分浆液会返回地面，要尽快清除；在成桩后水泥 浆初凝前，按设计型钢的位置在旋喷桩中插入型钢,并按设计标高固定型钢，即完成SMW工法施工。4主要施工技术措施(1) 施工时应准确定位，保证桩互相咬合 200 mm ,其偏差为50 mm ,严禁漏桩；施工前在现场 选点进行旋喷试验，检验旋喷效果，校核旋喷桩施工 设计参数，最终确定参数。(2) 旋喷桩成桩
10、时宜均匀上提，无论何种原因停 喷，再喷时，必须下钻到停喷位置 200 mm以下进行 搭接，以防止桩体夹泥夹砂、断桩。(3) 旋喷桩成桩后，立即插入型钢，保证其垂直 度与平行度，插入的型钢制作必须平直，不得发生扭 曲和弯曲。(4) 旋喷桩必须达到强度的70 %80 %，方可分步开挖，开挖前至少地下水位降至基坑底面以下0. 5 m，严禁施工机械对支护结构的破坏。(5) 开挖时，及时支撑，并不得超挖；基坑周围荷 载不得堆放超重；雨季开挖应设置盖板，防止地表水 侵入;如有局部漏水，应立即堵漏；基坑挖至坑底标 高后迅速封底，尽量减少其暴露时间。(6) 为防止支护结构变形对周围建筑、道路及管线的影响，采用
11、信息施工，边开挖边监测，用监测到 的信息及时反馈来指导开挖的顺利进行，也杜绝较大安全事故的发生。5监测结果(1) 道路和地面沉降共35个观测点，无明显沉降；(2) 距基坑2 m的既有办公楼变形观测点12点，最大沉降1.3 cm ;(3) 对支护结构及帽梁顶面的沉降和位移观测点40点，最大位移4 cm。(4) 对基坑土体侧向位移测试,6组共138点,最大位移除个别由于施工因素引起的较大变形外，其余都控制在5 cm内。(5) 对型钢应力测试,4组共24点,与计算基本 接近。参考文献1龚晓南.深基坑工程设计施工手册.北京：中国建筑工业出版 社,1998.第一作者通讯地址：天津市河北区满江道 88号铁三院岩土工程总公司邮编:300251771995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
