庄 欣
深圳市罗湖投资控股有限公司 广东深圳 510000
摘 要：在有限空间且基坑开挖较深的情况下，目前软弱土质的支护形式大多采用型钢及灌注桩支护。两者间如何做出选择，现通过实际案例做对比分析。
关键词：软弱土质；型钢支护；灌注桩支护
引 言：当前大开挖已经成为建设的一种必然，基坑支护形式的确定需考虑到地质资料、开挖深度、周边环境、经济合理等因素。为了达到以上要求，促使了基坑支护技术的不断发展和创新。之所以在软弱土质中SMW工法成为常用手段，其具有以下几点优点：①对周围的地层影响较小；②较灌注桩而言，施工效率高，大大缩短工期，且产生的废土相对较少；③施工振动小、产生噪音小，几乎对周边居民不产生较大影响；④H型钢较管桩而言，有较大的的抗弯能力；⑤H型钢可在地下室施工完毕后拔出回收利用，大大减少支护成本。型钢与三轴搅拌桩组合成一种围护墙体，已经在北上广地区及周边得到广泛应用。
现以某已施工完成的SMW工法支护在软土地区为例，简要分析型钢支护与灌注桩支护在软弱土质中的优劣性。
1 工程实例
项目位于佛山市南海区西樵镇西樵大桥西面约500米、樵高路南侧，占地面积为21940.5平方米。拟建5栋百米住宅楼，框剪结构，地下室二层；场地现地面标高+2.50（绝对标高，下同），基坑考虑至承台垫层底，基坑底标高为-4.75m，故基坑开挖深度为7.25m，局部开挖深度9.5米。采用SMW工法支护（上部2.5m采用1:1.0放坡，下部4.75m采用φ850三轴搅拌桩+内插HN700×300×13×24型钢@900+一道φ609×16钢管支撑）和灌注桩支护（上部2.5m采用1:1.0放坡，下部4.75m采用φ800灌注桩@1000+一道φ609×16钢管支撑）两种支护形式。
1.1 工程地质条件
根据勘察报告，本场地在勘探孔深度控制范围内，场地岩土层按地质成因分为第四系填土、冲积土和第三系基岩，现分述如下：
（1）素填土：堆填时间超过5年，褐红色、褐黄色，松散，很湿，主要由粘性土组成，局部区域上部含少量砖块、碎石、砼块等建筑垃圾，大小一般约2～10厘米，最大超过25厘米。层厚1.80~5.00m，平均层厚2.56m。
（2）冲积土：按土的颗粒级配、塑性指数及物理力学性质分为13个亚层：
（2-1）淤泥质土：深灰色、灰色，流塑，含腐殖质及少量粉砂，具臭味，局部夹松散粉砂薄层。层厚1.00~11.70米，平均层厚4.06米。
（2-2）粉砂：深灰色、灰色，饱和，松散，含少量淤泥，局部含量较多，土质不均匀，局部夹薄层淤泥质土。层厚0.90~9.40米，平均层厚4.96米。
（2-3）粗砂：灰黄色，饱和，松散～稍密，矿物成分以石英为主，次棱角形，级配良好，局部为中砂或砾砂。层厚0.80~5.00米，平均层厚2.53米。
（2-4）粉土：灰白色，局部灰黄色，很湿，稍密，粘性较差，韧性低，干强度中等，局部为粉质粘土或粉砂。层厚0.90~4.60米，平均层厚2.74米。
（2-5）淤泥质土：深灰色、灰色，流塑，含腐殖质及少量粉砂，具臭味，局部夹薄层松散粉砂，层厚1.60~12.50米，，平均层厚5.50米。
（2-6）粉质粘土：灰黄色，局部灰白色，软塑～可塑，主要由粉粘粒组成，韧性中等，干强度中等。层厚0.90~9.70米，平均层厚3.87米。
（2-7）淤泥：灰黑色、深灰色，流塑，含腐殖质，具臭味，含大量腐木。层厚1.30~5.50米，平均层厚3.58米。
（2-8）粉土：灰白色，局部浅灰色，很湿，稍密，粘性较差，韧性低，干强度中等，局部为粉质粘土及粉砂。层厚0.70~8.20米，平均层厚2.36米。
（2-9）中砂：浅灰色，饱和，稍密，局部中密，矿物成分以石英为主，次棱角形，级配良好，局部含少量粘粒。层厚0.80~4.00米，平均层厚2.44米。
（2-10）粗砂：灰白色、浅灰色，饱和，密实，局部中密，矿物成分以石英为主，次棱角形，级配良好，局部含少量粘粒，局部为砾砂。层厚0.90~6.80米，平均层厚3.13米。
（2-11）粉砂：灰白色，局部浅灰色，饱和，中密，含少量粘粒，局部为中砂。层厚0.70~4.80米，平均层厚2.33米。
（2-12）粉质粘土：灰色，局部灰黄色，软塑，局部可塑，主要由粉粘粒组成，含少量腐殖质，韧性中等，干强度中等。层厚0.90~11.00米，平均层厚6.15米。
（2-13）粗砂：灰白色、浅灰色，饱和，密实，矿物成分以石英为主，次棱角形，级配良好，底部含少量圆砾。层厚0.80~2.10米，平均层厚1.46米。
主要岩土参数如下表（表一）：
.png)
典型地质剖面图如下图（图一）所示：
.png)
1.2 水文地质条件
静止水位埋深0.15~0.95米，标高1.69~3.24米。场地地下水类型属孔隙潜水，赋存于土层孔隙中，浅层地下水主要接受大气降水和地表水补给，以蒸发、渗流方式排泄，水位受季节影响，地下水年变化幅度约1~2米；深层地下水由于有上覆相对隔水层，补给、排泄作用微弱，具微承压性。基岩中的地下水属裂隙水，富水程度受裂隙发育程度及补给条件控制，根据勘探孔资料结合地区经验，裂隙水的富水程度弱，但不排除钻孔间区域有富水性较强的裂隙带存在的可能性。
根据室内试验、现场抽水试验及地区经验判定：（2-2）、（2-11）粉砂，（2-9）中砂，（2-3）、（2-10）、（2-13）粗砂属中等透水性，其余岩土层属微～极微透水性。（2-2）、（2-11）粉砂、（2-9）中砂（2-3）、（2-10）、（2-13）粗砂为主要含水层，由于厚度稍大且基本连续，故地下水较丰富。
1.3 典型支护剖面图展示
支护采用两种形式： SMW工法支护上部2.5m采用1:1.0放坡，
下部4.75m采用φ850三轴搅拌桩+内插HN700×300×13×24型钢@900+一道φ609×16钢管支撑）和灌注桩支护（上部2.5m采用1:1.0放坡，下部4.75m采用φ800灌注桩@1000+一道φ609×16钢管支撑）。其典型支护剖面如下两图所示：
图二 SMW工法典型剖面图 和 灌注桩支护典型剖面图
两种支护形式理正计算结果对比（表二）：
.png)
2.1工程造价对比
根据以上剖面支护形式，对其一延米总造价进行对比（表三）：
.png)
根据以上对比分析可知一延米SMW工法施工成本（24014.16元）约为灌注桩支护施工成本（33519.01）的71.6%，如果加上型钢的损耗费用，SMW工法施工成本约占灌注桩施工成本的75%左右。可见SMW工法约比传统的灌注桩支护节约25%的施工成本，更为经济。
2.2 施工工期对比
根据现场多个SMW工法及灌注桩施工发现在软弱地质条件下，超过20m的型钢，一台机一天可内插型钢10条，而灌注桩一台旋挖机每天能施工5条。
为了施工工期具有可比性，工期折算成基坑支护每台机每延米的支护工期。SMW工法支护平均施工工期为：1天/（9m×1台）=0.11天/台·m；灌注桩支护平均施工工期为：1天/（5m×1台）=0.2天/台·m。
由此可见，SMW工法在施工工期约占灌注桩支护施工工期的55%左右。在工期方面，大约可节省一半工期。
2.3 施工环境对比
SMW工法主要考虑后期型钢的拔除所需要的场地，通过液压装置拔出钢板桩，可以使用臂长的汽车吊进行吊运，所以需要场地不用很大，且施工过程中，三轴搅拌桩施工挤土量少，施工部分泥浆一般只在施工搅拌桩前开挖的导槽之内，不会对周边环境造成大面积的污染。
灌注桩支护，旋挖桩施工过程中会产生的大量的泥浆，对施工场地造成大面积的泥浆污染，而且施工过程中需要较大的空间，如钢筋笼加工场、混凝土车行走施工路线、旋挖施工过程中泥土堆积场地。其次在旋挖桩成孔过程中，挖出来的土体比较多，需要土方车及时运输，就很容易导致场地内交通堵塞。最后灌注桩施工工序较多（埋护筒、成孔、制作钢筋笼、清孔、下钢筋笼、浇筑混凝土等复杂工艺）。
结 论：
通过对SMW工法与灌注桩支护在软弱土质中从工程造价、施工工期及施工环境对比分析发现，型钢由于后期可以回收利用，在造价上比灌注桩支护节约施工成本约25%左右，工期可减少一半，SMW施工工序也相对较简单，同时对周边环境影响较小，施工更文明。
参考文献：
[1]李继军.型钢斜向内支撑在复杂环境深基坑支护中的应用[J].施工技术,2014,43(18):124-126.
[2]王鹏,刘培培,贺大为.后插型钢混凝土支护桩施工技术及其应用[J].工程勘察,2012,40(03):33-36.
[3]李逢春.型钢灌注桩在长城畔山花园基坑支护中的应用[J].中外建筑,2000(05):55-56.