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关于SMW工法在软土桩基坑支护应用研究 　　【摘要】随着我国高层建筑地下车库、地铁、隧道等市政工程大规模建设，我国的基坑支护技术也得到很大的发展。其中软土地区由于存在淤泥质粘土层和淤泥质粉土层，淤泥土强度低，压缩性大，渗透性差，土层分布不均匀，另外还多有古河道、明暗浜等不良地质条件分布，给软土地区基坑工程的施工造成了很大的困难，同时基坑支护工程造价也大幅提高。对于面积不大，挖深较浅，地下结构工期较短的工程，可考虑采用SMW 工法桩结合内支撑的形式进行支护。 　　【关键词】基坑支护；SMW 工法桩；PLAXIS；有限元 　　1、工程概况 　　1.1 环境概况 　　基坑东侧为两栋已建成3～4 层办公楼，其中东侧北段3F 办公楼有地下一层车库，距离东侧基坑边线约为18.10 m，基础采用桩-承台-筏板基础，工程桩采用预制钢筋混凝土方桩，有效桩长为22.5～24.0 m。东侧南段为4F 办公楼，无地下室，该办公楼与东侧基坑边线的最近距离约为12.5 m，办公楼采用预制钢筋混凝土方桩基础，其中工程桩为250 mm×250 mm 方桩，有效桩长24 m；基坑南侧为自来水公司，自来水公司与基坑中间道路下有直径900 mm 的原水管，原水管埋深约2.50 m 左右，原水管距离南侧基坑边线约9.3 m；基坑西侧有一个地面停车场，停车场下有两条原水管，距离西侧基坑最近的原水管到西侧基坑边线的距离约为16.1 m，北侧红线外为市政道路，道路下有雨水管、燃气管、给水管和地埋电缆等多条市政管线经过，且最近的光缆线与地下室边线的最近距离约为4.4 m。基坑与周边环境关系见图1。 　　1 .2 地质水文概况 　　某工程基坑，场地地势平坦，地貌类型属湖沼Ⅰ-2 区平原地貌。地基土主要由浅层填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土和粉砂等构成。工程场地浅层地下水主要为孔隙潜水，其主要赋存在①、②、③、④层土中。场地内静止地下水埋深1.70～2.10 m。地下水位变化主要受大气降水、地面蒸发控制。场地土层主要物理力学参数见表1。 　　1 .3 基坑概况 　　本工程基坑面积约为3900 m2 ，总延长米约为260 m。基坑普遍区域基坑开挖深度为5.15 m，承台区域挖深为6.05 m。基坑安全等级为三级，环境保护等级普遍侧为三级，北侧为二级。 　　2、方案设计 　　2.1 方案选型 　　由于基坑周边分布有多条市政管线，尤其是北侧管线较多，且与基坑的距离较近，基坑东侧有两栋办公楼，且距离基坑较近，北侧管线和东侧办公楼是本工程重点保护对象。在考虑工程造价、工期、施工操作的同时，需要严格控制基坑与地下室施工过程中产生的变形，降低对周边道路、管线、建筑物的影响，确保整个工程顺利实施。 　　综合以上因素，本基坑宜选用控制基坑变形效果较好的板式支护体系，其中SMW 工法桩结合钢管支撑的围护体系对于本工程基坑，无论从经济性上，还是从节约工期的角度都明显优于灌注桩结合混凝土支撑的围护体系。故本工程支护方案采用SMW 工法桩结合一道钢管支撑。 　　2.2 围护体系 　　地库区域围护体系采用?650@450 三轴水泥土搅拌桩内插H500×300×11×18@900 型钢。其中，普遍侧型钢采用“插一跳一”的布置形式，型钢有效桩长12.0 m，承台侧和集水坑侧采用“插二挑一”的布置形式，型钢有效长度13.5 m。南侧汽车坡道采用重力坝的形式进行围护，东侧连通道采用拉森钢板桩结合型钢支撑的形式进行围护。 　　2.3 支撑体系 　　基坑设置一道φ609×16 钢管支撑，围护结构的压顶梁兼作钢支撑围檩。钢管连接处采用十字接头连接，端部设置可施加预应力的活络头子。十字对撑间距为9.50 m，并在基坑角部设置角撑。 　　3、有限元分析 　　3.1 分析模型 　　采用限元分析软件Plaxis 进行基坑开挖过程的有限元数值模拟。取基坑的典型剖面进行弹塑性有限元计算，预测基坑开挖卸载的变形。有限元数值计算中，土体采用Hardening-Soil（简称HS 模型）高级土体弹塑性模型，该模型可以同时考虑剪切硬化和压缩硬化，并采用Mohr-Coulomb 破坏准则。HS 模型应用于基坑开挖分析时具有较好的精度。围护结构采用线弹性模型，同时采用Goodman 接触单元考虑了土体和围护体之间的相互作用，接触面单元切线方向服从Mohr-Coulomb 破坏准则。用一个折减系数Rinter 来描述接触面强度参数与所在土层的摩擦角和粘聚力之间的关系，模拟接触面的强度参数较低的特性。采用等三角形15 节点平面单元对土体进行网格划分。 　　主要施工模拟工况：计算土体初始应力场→施工围护结构→开挖表层土，架设钢管支撑→开挖至基底。 　　3.2 模型计算结果 　　3.2.