随着城市建设的发展，城市地上空间越来越紧迫，地下空间的开发利用逐渐成为城市建设和发展的重要组成部分。近年来，超大面积深基坑工程数量呈现出不断上升的趋势。对于超大基坑来说，基坑围护体系的施工关系到基坑施工的成败。

　　 本文以上海市宝山区沪太路东侧商业广场超大深基坑工程为背景，探讨SMW工法与斜抛撑围护体系在城市软土地基超大深基坑的应用，分析和总结该围护体系下基坑变形情况和施工中遇到的难题，为类似工程的设计与施工提供参考和帮助。

　　 某工程位于上海市宝山区沪太路与江场西路交叉口，结构形式为框架结构，地下1层，地上5层，总建筑面积为19.3万m²。该项目基坑工程总面积为4.8万m²，周长约1 000m，平均开挖深度约7m，采用明挖顺作法施工。基坑东侧和北侧有大量的低层建筑物，基础形式为浅基础，距离基坑边线较近，约1～2倍基坑开挖深度;基坑西侧和南侧为城市道路，距离基坑边线约2～3倍基坑开挖深度，道路下有雨污水管、煤气及电力管线。

　　 根据地质勘察报告，拟建场地地处长江三角洲入海口东南前缘，其区域地貌属于上海地区四大地貌单元中的滨海平原类型。

　　 勘察报告表明，在所揭露深度60.0m范围内的地基土均属第四系和第三系沉积土。主要由饱和黏性土、粉性土和砂土组成。各土层的物理力学指标如表1所示。

　　 该拟建场地浅部土层中的地下水属于第四系孔隙潜水类型，其地下水位动态变化主要受大气降水、地表径流水位变化影响，随季节有所升降。地下水静止水位埋深为0.70～1.30m，平均水位埋深为0.94m;标高为3.070～3.980m，平均水位标高为3.650m，水力坡度平缓。

　　 拟建场地分布的(7)₁层砂质粉土、(7)₂层粉砂为承压水含水层，由于埋藏较深，经计算该承压水对本工程基坑无影响。

　　 基坑围护体系采用SMW工法施工，三轴水泥土搅拌桩选用φ850@600，内插型钢700×300×13×24，插一跳一(距离民房较近范围为插二跳一)，该SMW工法利用型钢承受水土侧压力，搅拌桩作为止水帷幕，与内插型钢的协调作用有利于加强围护体的整体刚度。

　　 基坑角部采用混凝土支撑，支撑截面为800mm×800mm，系杆截面为700mm×700mm。基坑中部采用坑内放坡留土结合斜抛撑的内支撑方式，斜抛撑采用φ609×16钢管支撑，支撑平面间距为6m，工法桩桩顶圈梁落低2m设置。留坡土一级平台宽度为8m，放坡比例为1∶1.5，对边坡采用80mm厚C20混凝土护坡，内配φ8@200×200双向钢筋。基坑围护平面布置如图1所示。由图可知基坑周边环境情况和深层水平位移监测点(CX5,CX7和CX16)布设位置，基坑东北角为高压旋喷桩的布设范围。

　　 为保证基坑局部变形稳定，防止出现险情，在靠近放坡区的底板处做临时钢牛腿，用化学螺栓固定于底板上，增加1根临时斜抛撑。同时，将最外侧的牛腿进行设计加强，施工时应与底板一起浇筑，严禁牛腿混凝土与底板混凝土分开浇筑。

　　 基坑坑内采用φ700@500裙边加固。加固采用φ700双轴搅拌桩，加固宽度为4.2m，深3m。加固均采用42.5级普通硅酸盐水泥，保证加固后强度不低于原状土强度。典型断面内支撑剖面如图2所示。

　　 根据地质勘察报告，本基坑降水主要以降低浅层地下水位为主。采用管井降水，管径开孔孔径为600mm，井壁管直径250mm(内径)。基坑开挖深度范围内广泛分布有淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土，这些土层含水量大、渗透系数小。为充分达到降水效果，本工程尽可能早地施工降水井，保证土方开挖前降水运营15～20d，坑内水位降至坑底标高以下0.5m。

　　 由于基坑中部内支撑形式为放坡留土结合斜抛撑，坑内周边的留坡土将保留较长时间才挖除。为保证留坡土的稳定性，在坡上设置1排轻型井点。

　　 由于本基坑面积超大，基坑边线距用地红线较近，适合采用分区开挖方法。同时，还要充分利用坑内空间做好施工平面布置，以保证土方施工安全、有序进行。本基坑开挖主要分4个阶段进行。

　　 1)第1阶段开挖基坑中部的中心广场区域，然后逐步沿南北两侧开挖B区、F区，如图1所示。

　　 2)第2阶段分别开挖A区、C区、D区、G区，同时B,F区底板浇筑完后安装斜抛撑，开挖留坡土。

　　 3)第3阶段A,C,D和G区底板浇筑完成后，安装斜抛撑，开挖留坡土。B,F区侧墙浇筑混凝土至2m后，回填外侧基坑，拆除斜抛撑。

　　 4)第4阶段A,C,D,G区侧墙施工2m高后，外侧回填完，拆除斜抛撑，再开挖H,E区。待大基坑顶板全部浇筑完，再开挖人防车库区。

　　 为及时掌握基坑开挖时围护体系和周围环境变形情况，为动态设计与信息化施工提供数据依据，对围护结构的位移、支撑轴力、水位变化，周边建筑物管线的沉降变形情况等进行实时监测。通过对这些监测数据的整理和分析，总结变化规律。

　　 选取基坑角部(CX5)、基坑中部(CX7,CX16)具有代表性的3个深层水平位移监测点进行数据统计分析(监测点位置如图1所示)，该两点基坑开挖深度均为7m。由图3(横坐标为位移值(mm)，纵坐标为深度(m))可知，各工况下基坑角部围护桩体变形曲线呈“弓”形，最大水平位移发生在坑底标高上下约1m的范围内;桩体整体变形量较小，混凝土角撑对围护桩的约束作用明显。基坑中部围护桩体水平变形量较大，位移最大处发生在桩顶以下3～5m处。随着土体开挖，桩体变形持续发展，斜抛撑的架设对桩体上部的变形有一定的约束作用，但与混凝土支撑相比，约束作用较弱。该围护体系最大水平移变形(166.90mm)发生在CX7，而另一个基坑长边水平位移监测点CX16监测到的最大水平位移仅为64.30mm。原因在于基坑北侧为建材市场内部道路，重型车辆在该内部道路上通行频繁。重型车辆通行带来的动荷载对基坑围护体系的变形有较大影响。在采取重载车辆绕行、增设临时钢支撑、加快筏板施工等措施后，该处围护体系变形趋于稳定。

　　 由监测数据可知，基坑角部有钢筋混凝土支撑处地表沉降量一般在15～30mm，基坑中部斜抛撑支撑处地表沉降量一般在35～90mm，基坑北侧邻近建材市场内部道路处有多处沉降量超出警戒值，沉降变形主要发生在土方开挖期及开挖后7d内，混凝土底板浇筑完成后，地表沉降逐步趋于稳定。

　　 根据基坑周边各水位监测点监测数据，坑外水位在-1 130～635mm范围内变化，水位变化较为稳定，说明SMW工法桩兼作止水帷幕能够达到预期的止水效果。

　　 根据轴力监测数据，在土方开挖至坑底标高后，钢支撑轴力达到峰值，之后在峰值处小幅波动。由于钢支撑轴力受温度影响较大，施工时应尽量选择在一天中温度较低时架设，以保证预应力达到预期值。

　　 在基坑的东侧和南侧均发现有暗浜分布，严重影响三轴搅拌桩的成桩质量，导致其丧失止水效果。针对暗浜分布区域，根据基坑围护设计的不同，分别采取高压旋喷桩与换填的处理措施，经后续施工验证，均取得了良好的效果。

　　 基坑东侧暗浜在地表以下2m，深度约5m，该处搅拌桩桩体内有垃圾夹杂，观感质量差，为防止土方开挖后围护结构渗漏水，采取在SMW工法桩外侧设置高压旋喷桩止水帷幕。

　　 高压旋喷桩采用φ800@500，设置2排，每排搭接长度300mm;加固深度为地面至坑底标高以下1m;水泥掺量为25%。高压旋喷桩处理如图4所示。

　　 基坑南侧有两处暗浜，深度约为4.5m，该处内支撑形式为坑内放坡留土结合斜抛撑，暗浜不仅会影响成桩质量，还将影响留坡土的稳定性。根据现场实际情况和经济分析，对围护桩与留坡土范围内有暗浜分布的土体进行换填处理。

　　 换填时，挖出淤泥及杂土，采用素土回填、分层压实，每层压实厚度≤30cm，压实系数≥0.9。

　　 本工程基坑边线距离用地红线较近，施工场地极为有限。根据施工部署，拟将E区较晚挖除，暂时作为施工机械及车辆进出通道。为保证E区有足够的空间，不能进行大放坡，需要对边坡进行加固处理。

　　 由勘察报告可知，该区域内分布有深厚淤泥质土，具有高压缩性、呈流塑状、自稳能力差等特点。因此，采用钢板桩加固措施，要点如下。

　　 1)采用拉森Ⅳ小支口钢板桩，桩长12m。沿边坡连续设置钢板桩，形成钢板桩墙。

　　 2)为保证支护的刚度和整体性，在钢板桩墙东侧14.8m处，每隔6m设置1个拉接点，拉接点采用3根12m长的钢板桩，用4根φ28钢筋将拉接点与钢板桩墙连接，其上回填500mm厚道渣，面层铺设钢走道板。

　　 1)SMW工法与斜抛撑围护体系在超大深基坑的施工中可以发挥较为理想的作用。围护桩体最大水平位移发生在坑底标高上下约1m的范围内。桩体整体变形量较小，混凝土角撑对围护桩的约束作用明显。斜抛撑的架设对桩体上部的变形有一定的约束作用，但与混凝土支撑相比，约束作用较弱。

　　 2)高压旋喷桩与换填等措施对暗浜的处理具有良好的效果。