三軸水泥攪拌樁smw工法施工

1、三軸水泥攪拌樁smw工法施工一、簡(jiǎn)介：SMW 工法（ Soil Mixing Wall 的簡(jiǎn)稱(chēng)）是由日本成幸工業(yè)株式會(huì)社研究發(fā)明的，作為基坑圍護(hù)擋土和防水帷幕的一種工藝，在上海、天津、南京三地已逐步被工程技術(shù)人員所接受，并且取得了許多應(yīng)用方面的成熟經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)已向全國(guó)推廣，目前在昆明市東風(fēng)路近日公園地下立交工程中，首次采用 SMW 工法施工基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。二、 SMW 工法施工原理：SMW 工法也叫柱列式土壤水泥墻工法，即利用多軸式長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)在土壤中鉆孔達(dá)到預(yù)定深度后，邊提鉆邊從鉆頭端部注入適合適合工程要求的水泥漿，并與原土壤進(jìn)行攪拌。它是采用專(zhuān)用鉆機(jī)，用水泥作為固化劑與地基土進(jìn)行原位的強(qiáng)制性攪拌

2、，并插入型鋼，固化后形成水泥土 “地下連續(xù)墻 ”墻體，充分利用水泥土擋土墻的高止水性及型鋼具有的強(qiáng)度，通過(guò)二者的復(fù)合作用，用作基坑擋土和側(cè)向防水結(jié)構(gòu)，當(dāng)其圍護(hù)功能完成后，型鋼可以拔出重復(fù)利用。三、 SMW 工法的優(yōu)越性：1 、SMW 工法與傳統(tǒng)的深層攪拌樁工法相比，其采用的設(shè)備不同，成樁機(jī)理也不同。深層攪拌樁是采用傳統(tǒng)的單軸攪拌鉆機(jī)，施工時(shí)水泥漿注入充填在原土間隙中，而新型三軸攪拌鉆機(jī)則在充填水泥漿時(shí)加入高壓空氣，同時(shí)鉆機(jī)對(duì)水泥土進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，并置換出大量原狀土。新型的三軸鉆機(jī)成樁的樁體強(qiáng)度及樁身均勻性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單軸鉆機(jī)，其重要性是相鄰兩幅樁與樁的平行性和搭接程度都十分良好，保證了優(yōu)良可靠

3、的防水性能，同時(shí)也有利于型鋼的插入和回收與傳統(tǒng)的基坑圍護(hù)。2 、與目前經(jīng)常采用的地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁的施工方法相比主要有以下特點(diǎn)：（1 ）擋水性強(qiáng)，有利于采用坑內(nèi)降水坑外不降水的情況；（2 ）對(duì)周邊建筑物、管線(xiàn)影響??；（3 ）噪音、泥漿、振動(dòng)等對(duì)環(huán)境污染?。唬? ）能適應(yīng)絕大多數(shù)地層（特別是軟土地區(qū)）；（5 ）工期短；（6 ）造價(jià)低；綜合以上特點(diǎn)，可見(jiàn) SMW 工法的優(yōu)越性是十分明顯的，是一種較為適合中國(guó)的經(jīng)濟(jì)性圍護(hù)方式wjhinter2008-1-28 00:23:52SMW 工法SMW 工法概要SMW是Soil Mixing Wall的縮寫(xiě)。 SMW工法連續(xù)墻于1976年在日本問(wèn)世，據(jù)統(tǒng)

4、計(jì)，至1993年 7月，該法在日本各地施工已達(dá)1216萬(wàn) m2，約合800萬(wàn) m3,約占全日本用各種工法施工地下連續(xù)墻的50%左右。該法已在我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)以及泰國(guó)等東南亞國(guó)家和美國(guó)、法國(guó)許多地方廣泛應(yīng)用。SMW工法是日本一家中型企業(yè)- 成辛工業(yè)株式會(huì)社所擁有和開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)專(zhuān)利。該工法是以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)向一定深度進(jìn)行鉆掘，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑而與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H 型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無(wú)接縫的地下墻體。SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機(jī)，其中鉆桿有用

5、用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機(jī)型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場(chǎng)合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。SMW工法施工順序如下：1 、導(dǎo)溝開(kāi)挖：確定是否有障礙物及做泥水溝。2 、置放導(dǎo)軌。3 、設(shè)定施工標(biāo)志。 4 、SMW鉆拌：鉆掘及攪拌，重復(fù)攪拌，提升時(shí)攪拌。5 、置放應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材（H 型鋼） 6、固定應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材。7 、施工完成SMW.SMW工法的主要特點(diǎn)。1 、施工不擾動(dòng)鄰近土體，不會(huì)產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害。2 、鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼與攪拌翼相間設(shè)置的特點(diǎn)，隨著鉆掘和攪拌反復(fù)進(jìn)行，可使水泥系強(qiáng)化劑與土得到充分?jǐn)嚢瑁覊w全長(zhǎng)無(wú)接縫，

6、從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性，其滲透系數(shù)K 可達(dá) 10-7cm/s 。3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、 100 以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MPa 以下的巖層應(yīng)用。4、可成墻厚度 550 1300mm, 常用厚度 600mm ；成墻最大深度目前為65m, 視地質(zhì)條件尚可施工至更深。5、所需工期較其他工法為短，在一般地質(zhì)條件下，每一臺(tái)班可成墻70 80m2 。6、廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法為少。3、 SMW 工法連續(xù)墻的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：SMW 工法連續(xù)墻的造價(jià)，目前在日本約為15000 日元 /m2,約合人民幣2600元 3 左右，鋼材用量約為 200Kg/m3, 如以 500m 周長(zhǎng)的

7、兩層地下室的基坑圍護(hù)為例，約需鋼材500t左右。- 作者：北洋學(xué)子- 發(fā)布時(shí)間： 2006-9-17 23:31:16- SMW 工法在地鐵深基坑中的應(yīng)用【提要】：地鐵車(chē)站全部采用SMW 工法施工在國(guó)內(nèi)是很少見(jiàn)的，本文結(jié)合上海市軌道交通M8 線(xiàn)嫩江路車(chē)站這一工程實(shí)踐，對(duì)這種圍護(hù)形式在地鐵深基坑中的應(yīng)用作初步總結(jié)和分析。【關(guān)鍵詞】： SMW 工法地鐵基坑Abstract: In this country , it is rarely seen that SMW method has been fully utilized in underground Metro station construc

8、tion. The article incorporating the practices of Nengjiang Road station of M8 Shanghai mass transit line, rounds up a preliminary summary and analysis for this kind of strutting & bracing mode in the application of deep pit in Metro construction.Keywords: SMW method, Metro, Foundation Pit.1概述SMW工法是S

9、oil-Mixing Wall的簡(jiǎn)稱(chēng)，最早由日本成幸工業(yè)株式會(huì)社開(kāi)發(fā)成功。SMW工法是利用專(zhuān)門(mén)的多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，止水性能好，工期短，造價(jià)低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的基坑工程。2 工程概況嫩江路車(chē)站位于中原路、嫩江路交叉口，為地下一層半側(cè)式站臺(tái)車(chē)站，人行聯(lián)絡(luò)通道和電纜通道及環(huán)控通風(fēng)通道設(shè)在頂板下夾層內(nèi)。嫩江路中原路上交通繁忙，地下管線(xiàn)眾多，周邊緊鄰居民小區(qū)。車(chē)站施工期間中原路和嫩江路上交通不能斷，中原路現(xiàn)站位處有埋深6m

10、的 1 500污水管和 2 460雨水管及埋深 3m900給水管需搬遷車(chē)站一側(cè)。根據(jù)本車(chē)站的周?chē)h(huán)境分析，車(chē)站基坑變形控制保護(hù)等級(jí)為二級(jí)。車(chē)站全長(zhǎng)169.5m，站臺(tái)中心頂板覆土3.3m。標(biāo)準(zhǔn)段基坑開(kāi)挖深度約12.3m，端頭井開(kāi)挖深度約14m（此深度為目前地鐵基坑采用SMW方法施工的最大深度）。3 地質(zhì)概況本工程場(chǎng)地屬長(zhǎng)江三角洲入?？跂|南前緣的濱海平原地貌類(lèi)型，微地貌上屬吳淞江古河道沉積區(qū)，由于吳淞江古河道的切割，場(chǎng)地缺失層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和層灰色淤泥質(zhì)粘土，代之以分布有厚達(dá)約18m 的 3 層砂質(zhì)粉土。場(chǎng)地地形平坦，場(chǎng)地地面標(biāo)高一般4.0m ，站區(qū)內(nèi)地下水屬潛水類(lèi)型，穩(wěn)定水位在地表以下 0.

11、51.0m 。站區(qū)四周無(wú)污染源，地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕。由上到下各土層主要力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1 。4 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1圍護(hù)方案車(chē)站基坑圍護(hù)采用SMW 工法，車(chē)站基坑開(kāi)挖深度為 12.314m ，采用進(jìn)口 850 三軸勁性水泥土攪拌樁作圍護(hù)結(jié)構(gòu)， 內(nèi)插H700 300 13 24 型鋼，建議水泥摻量不小于 20% ，水泥攪拌樁搭接200mm ，H 型鋼間距 1 200mm。標(biāo)準(zhǔn)段設(shè) 3 道 609 16鋼管支撐，端頭井設(shè)4 道 609 16鋼管支撐，支撐間距一般為 4.0m 。樁頂做鋼筋砼圈梁兼作首道支撐圍囹，其余選用 2H400 400 13 21雙拼作鋼圍囹。為減少?lài)o(hù)樁在基坑開(kāi)挖時(shí)的位移，對(duì)鋼支

12、撐施加預(yù)應(yīng)力，其值為設(shè)計(jì)軸力的50%70%。根據(jù)本車(chē)站基坑坑底土層為3 砂質(zhì)粉土，透水性較強(qiáng)，對(duì)坑底采用降水加固方案。為降低車(chē)站造價(jià)，SMW 樁中插入的 H 型鋼在車(chē)站結(jié)構(gòu)施工完畢后拔除?；訃o(hù)支撐平面布置圖見(jiàn)圖1 ，基坑圍護(hù)橫斷面圖見(jiàn)圖 2 。4.2水泥攪拌樁計(jì)算4.2.1水泥土強(qiáng)度的確定國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn) ( 79-91)規(guī)定在深層攪拌樁作地基處理時(shí)以90d 的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu90作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 , 本文認(rèn)為這對(duì)SMW 擋土墻來(lái)說(shuō)時(shí)間太長(zhǎng)。分析國(guó)外資料并結(jié)合上海實(shí)際情況建議以28d 的水泥土強(qiáng)度 qu28作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度比較合理。由于不同水泥、不同土質(zhì)、不同配合比的水泥土力學(xué)指標(biāo)差異較大, 因而水

13、泥和外摻劑的摻入量必須以現(xiàn)場(chǎng)土做試驗(yàn) , 再確定其合理的配合比及水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu28 、彈性模量等參數(shù)指標(biāo)。本工程設(shè)計(jì)中攪拌樁樁體在達(dá)到齡期28d 后，鉆孔取心測(cè)試其強(qiáng)度，要求28d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu28不小于1.5MPa 。水泥土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度取fc=qu28/2，設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度取 s=qu28/6 。水泥攪拌樁計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 3 。4.2.2型鋼凈間距L2 的確定因?yàn)樗嗤猎趥?cè)向水土壓力的作用下 ,以 “工 ”字型鋼為支點(diǎn) , 當(dāng)間距過(guò)大時(shí) , 型鋼間的水泥土除受剪力、軸力外 , 還會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 , 由于水泥土的抗拉強(qiáng)度很小 , 因此應(yīng)控制型鋼間距 , 避免水泥土處于彎曲應(yīng)力狀態(tài)

14、, 防止出現(xiàn)彎曲破壞。型鋼凈間距尺寸要求 L2 =Bc+h+2e由圖 3 可知 Bc+h+2e=850+700+2 0=1550 900經(jīng)驗(yàn)算滿(mǎn)足要求。式中 Bc 水泥土墻的有效厚度 ;h “工 ”字型鋼的高度 ;e “工”字型鋼形心軸與截面對(duì)稱(chēng)軸的距離, 規(guī)定 “工 ”字型鋼形心軸靠近基坑內(nèi)側(cè)為正。4.2.3水泥土強(qiáng)度驗(yàn)算水泥土強(qiáng)度要求驗(yàn)算型鋼翼緣邊的水泥土抗剪強(qiáng)度和水泥土搭接處的抗剪強(qiáng)度，另外在側(cè)壓作用下水泥土內(nèi)形成一拋物線(xiàn)承載拱 , 還要驗(yàn)算拱的軸力強(qiáng)度。, 在由圖 3 可知： d1=795mm，d2 602mm，L2=900mm， L3=600mm。Q1=qL2/2,Q2=qL3/2經(jīng)

15、驗(yàn)算均滿(mǎn)足要求。式中 q 側(cè)壓力 (kN/m2)；d1 墻體有效厚度 ( ) ；d2 水泥土搭接處厚度( ) ；Bf 型鋼翼寬 ( ) ；fc 水泥土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度(kPa)。4.2.4入土深度的確定SMW工法圍護(hù)墻入土深度的確定需確定兩部分入土深度, 首先是H 型鋼的入土深度Dh,Dh主要由基坑抗隆起穩(wěn)定、圍護(hù)墻內(nèi)力和變形不超過(guò)允許值及型鋼順利回收等條件決定。在進(jìn)行圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形和基坑抗隆起穩(wěn)定分析時(shí)，圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)的深度僅計(jì)算到型鋼底端。經(jīng)計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)段Dh=11.5m,取型鋼長(zhǎng)度Lh=24m，端頭井Dh=12m,取型鋼長(zhǎng)度Lh=26m。其次是水泥土攪拌樁的入土深度Dc ， Dc主要由3

16、個(gè)方面決定：（1 ） 確定坑內(nèi)降水不影響基坑以外環(huán)境；（ 2 ） 防止管涌發(fā)生；（3 ） 防止底鼓發(fā)生。取以上條件中入土深度的最大值作為水泥土樁最終入土深度值，同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足DcDh。經(jīng)計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)段Dc=12.5m,水泥土樁長(zhǎng)Lc=25.5m。端頭井Dc=13m,水泥土樁長(zhǎng)Lc=27.5m。4.3基坑穩(wěn)定性分析SMW 工法屬于板式支護(hù)體系，其穩(wěn)定性分析按規(guī)范板式支護(hù)有關(guān)公式計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)算均滿(mǎn)足規(guī)范要求。計(jì)算結(jié)果如下：基坑墻底抗隆起：K 3.05 （標(biāo)準(zhǔn)段） K 2.87 （端頭井）基坑坑底抗隆起：K 2.56 （標(biāo)準(zhǔn)段） K 2.5 （端頭井）基坑抗傾覆穩(wěn)定性：K 1.2 （標(biāo)準(zhǔn)段） K 1.15

17、（端頭井）抗管涌驗(yàn)算：坑外地下水位取最不利季節(jié)性水位為地面以下0.5m ，坑內(nèi)地下水位考慮坑內(nèi)降水取坑底以下3m 。K 2.3 （標(biāo)準(zhǔn)段） K 2.2 （端頭井）4.4圍護(hù)墻內(nèi)力位移計(jì)算SMW 工法采用等剛度代換為一定厚度鋼筋砼地下墻，沿車(chē)站縱向取單位長(zhǎng)度采用桿系有限元法計(jì)算。因考慮型鋼拔除，SMW 工法圍護(hù)墻組合剛度不計(jì)水泥攪拌樁的剛度貢獻(xiàn)，即僅計(jì)入型鋼的剛度。地層的被動(dòng)抗力采用彈性鏈桿代替，地層對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用采用一系列考慮時(shí)空效應(yīng)的等效彈簧進(jìn)行模擬。圍護(hù)結(jié)構(gòu)劃分為梁?jiǎn)卧?，支撐為僅受軸力的桿單元并施加預(yù)應(yīng)力。計(jì)算時(shí)模擬施工全過(guò)程，根據(jù)“先變形，后支撐 ”的原則，計(jì)入結(jié)構(gòu)的先期位移值以及支撐

18、的變形，并計(jì)算結(jié)構(gòu)回筑階段各工況的內(nèi)力組合，分階段按豎向彈性地基梁法進(jìn)行計(jì)算。地面超載取20kN/m2，地下水位取地面以下0.5m ，作用在圍護(hù)樁上的水土側(cè)壓力采用水土分算，c ， 取固快剪峰值。地基土彈簧壓縮系數(shù)K=10 000kN/m3。經(jīng)計(jì)算，各階段內(nèi)力和位移包絡(luò)圖見(jiàn)圖4 和圖5 。由圖可以看出: 最大水平位移:fmax=40.7mm，最大彎矩:Mmax=617kNm ，發(fā)生在坑底附近。4.5圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的比較目前 , 上海地區(qū)地鐵車(chē)站基坑圍護(hù)墻體采用的結(jié)構(gòu)形式一般都為地下連續(xù)墻（單墻或雙墻），不論單墻還是雙墻，其工程造價(jià)均較高, 對(duì)環(huán)境的影響、污染均較大。與之相比較，SMW 工法有如下

19、優(yōu)點(diǎn)：(1)在現(xiàn)代城市修建地鐵，經(jīng)?？拷ㄖ锛t線(xiàn)施工，SMW 工法在這方面具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì), 其中心線(xiàn)離建筑物的墻面80 即可施工 , 這也是其他工法所無(wú)法比擬的。(2) 消除泥漿污染公害 , 促進(jìn)城市文明建設(shè)。隨著城市管理的規(guī)范化，由施工造成的泥漿污染成為日趨嚴(yán)重的問(wèn)題。 地下連續(xù)墻由自身的特性決定, 在施工時(shí)將形成大量泥漿需外運(yùn)處理，而 SMW 工法僅在施工后期將置換出來(lái)并已固結(jié)的干土外運(yùn)。(3) 施工效率高 , 縮短工程建設(shè)周期 ,降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)成本。 SMW 工法構(gòu)造簡(jiǎn)單 , 施工速度快 , 可大幅縮短工期。根據(jù)本站工程實(shí)踐, 每臺(tái)攪拌機(jī)每晝夜可施工基坑周長(zhǎng)在10 20 左右。另外，SMW

20、 工法用于圍護(hù)墻體 , 其成本約為地下墻結(jié)構(gòu)的70%, 若考慮型鋼回收可以降到0% ，在現(xiàn)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)中是最低的。（ 4 ） 因 SMW 工法作圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)分離，主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻可以施工外防水，與地下連續(xù)墻相比車(chē)站結(jié)構(gòu)整體性和防水性能均較好，可降低車(chē)站后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。5結(jié)語(yǔ)（ 1 ） 通過(guò)上海 M8 線(xiàn)嫩江路車(chē)站采用SMW 工法的工程實(shí)踐，證明整個(gè)地鐵車(chē)站全部采用SMW工法施工是可行的，而且大大降低了工程造價(jià)，加快了工程進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。（ 2 ） 由于現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范缺乏 SMW 工法的計(jì)算依據(jù)，制約了 SMW 工法在我國(guó)基坑支護(hù)工程中的推廣應(yīng)用。本文對(duì) SMW 工法的設(shè)計(jì)和計(jì)

21、算進(jìn)行了初步歸納和總結(jié)，以便在今后的工程實(shí)踐中更好的加以運(yùn)用。參考文獻(xiàn) 1 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JG79-91，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1992 2 劉建航，侯學(xué)淵 . 基坑工程手冊(cè) . 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1997 3 隧道工程 . 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1997文章出處：城市交通隧道工程最新技術(shù)- 作者：北洋學(xué)子- 發(fā)布時(shí)間： 2006-9-17 23:32:32- SMW 工法在深基坑中的應(yīng)用SMW 工法在深基坑中的應(yīng)用摘要： SMW工法由日本成辛工業(yè)株式會(huì)社開(kāi)發(fā)成功。SMW工法是利用專(zhuān)門(mén)的多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H

22、 型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，止水性能好，工期短，造價(jià)低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的深基坑工程。關(guān)鍵詞： SMW 工法 基坑圍護(hù)施工一、工程及地質(zhì)概況古 1 商辦樓位于上海天山路、古北路交叉口，為地下3 層、地上 6 層商場(chǎng)。該建筑全長(zhǎng)244.2米。本工程場(chǎng)地屬長(zhǎng)江三角洲入海口東南前緣的濱海平原地貌類(lèi)型，微地貌上屬吳淞江古河道沉積區(qū)。場(chǎng)地地形平坦，地面標(biāo)高一般3.8米，基坑地下水屬潛水類(lèi)型，穩(wěn)定水位在地表以下0.51.0米。基坑四周無(wú)污染源，地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕。二、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 、圍護(hù)方案該基坑圍護(hù)采用SMW 工

23、法，開(kāi)挖深度為11.5-13.1米，采用進(jìn)口850 三軸勁性水泥土攪拌樁作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)插H800300 13 24 型鋼，水泥摻量不小于20 ，水泥攪拌樁搭接200 毫米， H 型鋼間距 1200毫米和 700 毫米。設(shè) 3 道 2H700300 15 15 雙拼型鋼支撐，轉(zhuǎn)角處采用鋼筋砼和H 型鋼混合支撐，支撐間距一般為4.5米。樁頂用鋼筋砼圈梁兼作首道支撐圍囹，其余選用2H400 400 13 21 雙拼作鋼圍囹。為減少?lài)o(hù)樁在基坑開(kāi)挖時(shí)的位移，對(duì)鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，其值為140 噸。根據(jù)該工程基坑坑底土層為3 層砂質(zhì)粉土， 透水性較強(qiáng)， 對(duì)坑底采用降水加固方案。為降低造價(jià)，SMW 樁中插入

24、的H 型鋼在結(jié)構(gòu)出 0.000后拔除?？觾?nèi)采用水泥攪拌樁和壓密注漿加固。2 、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的比較目前，上海地區(qū)深基坑圍護(hù)墻體采用的結(jié)構(gòu)形式一般都為地下連續(xù)墻（單墻或雙墻），工程造價(jià)均較高，對(duì)環(huán)境的影響、污染均較大。與之相比較，SMW 工法有如下優(yōu)點(diǎn)：（1 ）在現(xiàn)代城市修建的深基坑工程，經(jīng)?？拷ㄖ锛t線(xiàn)施工，SMW 工法在這方面具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，其中心線(xiàn)離建筑物的墻面80 厘米即可施工。（2 ）地下連續(xù)墻由自身特性決定，施工時(shí)形成大量泥漿需外運(yùn)處理，而SMW 工法僅在開(kāi)槽時(shí)有少量土方外運(yùn)。（ 3 ）SMW 工法構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工速度快，可大幅縮短工期。（ 4 ）SMW 工法作圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)分離，主

25、體結(jié)構(gòu)側(cè)墻可以施工外防水，與地下連續(xù)墻相比結(jié)構(gòu)整體性和防水性能均較好，可降低后期維護(hù)成本。三、關(guān)鍵技術(shù)的處理H 型鋼水泥土攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工關(guān)鍵在于攪拌樁制作，以及H 型鋼的制作和打拔。1 、攪拌樁制作與常規(guī)攪拌樁比較，要特別注重樁的間距和垂直度。施工垂直度應(yīng)小于利，保證墻體的防滲性能。1 ，以保證型鋼插打起拔順注漿配比除滿(mǎn)足抗?jié)B和強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)滿(mǎn)足型鋼插入順利等要求。2 、保證樁體垂直度措施（ 1 ）在鋪設(shè)道軌枕木處要整平整實(shí)，使道軌枕木在同一水平線(xiàn)上；（ 2 ）在開(kāi)孔之前用水平尺對(duì)機(jī)械架進(jìn)行校對(duì)，以確保樁體的垂直度達(dá)到要求；（ 3 ）用兩臺(tái)經(jīng)緯儀對(duì)攪拌軸縱橫向同時(shí)校正，確保攪拌軸垂直；

26、（ 4 ）施工過(guò)程中隨機(jī)對(duì)機(jī)座四周標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)， 確保機(jī)械處于水平狀態(tài)施工， 同時(shí)用經(jīng)緯儀經(jīng)常對(duì)攪拌軸進(jìn)行垂直度復(fù)測(cè)。3 、保證加固體強(qiáng)度均勻措施（1 ）壓漿階段時(shí)，不允許發(fā)生斷漿和輸漿管道堵塞現(xiàn)象。若發(fā)生斷樁，則在向下鉆進(jìn)漿提升；50 厘米后再?lài)姡?2 ）采用 “二噴二攪 ”施工工藝，第一次噴漿量控制在60 ，第二次噴漿量控制在40 ；嚴(yán)禁樁頂漏噴現(xiàn)象發(fā)生，確保樁頂水泥土的強(qiáng)度；（ 3 ）攪拌頭下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，開(kāi)啟灰漿泵，將已拌制好的水泥漿壓入地基土中，并邊噴漿邊攪拌約1-2 分鐘；（4 ）控制重復(fù)攪拌提升速度在0.8-1.0米/ 分以?xún)?nèi)，以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢?；?5 ）

27、相鄰樁的施工間隔時(shí)間不能超過(guò)24 小時(shí)，否則噴漿時(shí)要適當(dāng)多噴一些水泥漿，以保證樁間搭接強(qiáng)度；（ 6 ）預(yù)攪時(shí)，軟土應(yīng)完全攪拌切碎，以利于與水泥漿的均勻攪拌。4 、型鋼的制作與插入起拔施工中采用工字鋼， 對(duì)接采用內(nèi)菱形接樁法。 為保證型鋼表面平整光滑， 其表面平整度控制 1 以?xún)?nèi)，并應(yīng)在菱形四角留 10 小孔。型鋼拔出，減摩劑至關(guān)重要。型鋼表面應(yīng)進(jìn)行除銹，并在干燥條件下涂抹減摩劑，搬運(yùn)使用應(yīng)防止碰撞和強(qiáng)力擦擠。且攪拌樁頂制作圍檁前，事先用牛皮紙將型鋼包裹好進(jìn)行隔離，以利拔樁。型鋼應(yīng)在水泥土初凝前插入。插入前應(yīng)校正位置，設(shè)立導(dǎo)向裝置，以保證垂直度小于中，必須吊直型鋼，盡量靠自重壓沉。若壓沉無(wú)法到位

28、，再開(kāi)啟振動(dòng)下沉至標(biāo)高。1，插入過(guò)程型鋼回收。采用 2 臺(tái)液壓千斤頂組成的起拔器夾持型鋼頂升，使其松動(dòng)，然后采用振動(dòng)錘，利用振動(dòng)方式或履帶式吊車(chē)強(qiáng)力起拔，將 H 型鋼拔出。采用邊拔型鋼邊進(jìn)行注漿充填空隙的方法進(jìn)行施工。四、 SMW 工法的主要特點(diǎn)1 、施工不擾動(dòng)鄰近土體，不會(huì)產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害。2 、鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼相間設(shè)置的特點(diǎn)， 隨著鉆掘和攪拌反復(fù)進(jìn)行， 可使水泥系強(qiáng)化劑與土得到充分?jǐn)嚢?，而且墻體全長(zhǎng)無(wú)接縫，它比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性。3 、它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土等土層中應(yīng)用。4 、可成墻厚度550-1300毫米，常用厚度600 毫

29、米；成墻最大深度目前為65 米，視地質(zhì)條件尚可施工至更深。5 、所需工期較其他工法短。在一般地質(zhì)條件下，為地下連續(xù)墻的三分之一。6 、廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法少。實(shí)踐證明該工程采用 SMW 工法施工是可行的。由于四周可不作防護(hù)， 型鋼又可回收， 造價(jià)明顯降低，加快了工程進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。- 作者：北洋學(xué)子- 發(fā)布時(shí)間： 2006-9-17 23:37:59-中環(huán)線(xiàn)五角場(chǎng)立交工程第一節(jié)地道SMW工法施工結(jié)束中環(huán)線(xiàn)五角場(chǎng)立交工程前鍵節(jié)點(diǎn)之一黃興路至淞滬路地道工程D16 節(jié)地道 SMW 工法已于 2 月22 日結(jié)束。黃興路至淞滬路地道南起黃興路、國(guó)定路，北至淞滬路、政通路，全長(zhǎng)544米

30、。車(chē)行地道采用鋼筋砼現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，地道深度為03.14米。分為敞開(kāi)段、遮光段和暗埋段三種形式。首先施工的D16節(jié)地道長(zhǎng)搭接長(zhǎng)度200mm，攪拌深度 27.5m，間隔內(nèi)插27 米 H 型鋼。在施工過(guò)程中，項(xiàng)經(jīng)部技術(shù)人員針對(duì)地下管線(xiàn)未及時(shí)搬遷造成圍護(hù)缺口多、地道開(kāi)挖深度大、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等特點(diǎn)，及時(shí)與設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系，通過(guò)設(shè)計(jì)變更，在確保工程施工安全和質(zhì)量的前提下，大大回快了施工進(jìn)度。為下一階段順利實(shí)現(xiàn)環(huán)形翻交，創(chuàng)造了良好的開(kāi)端。- 作者：北洋學(xué)子- 發(fā)布時(shí)間： 2006-9-17 23:42:09-完善SMW工法施工工藝基坑圍護(hù)的方式多種多樣，各有千秋，在眾多圍護(hù)方法中，SMW工法以其適用性強(qiáng)、圍護(hù)成

31、本相對(duì)低、施工周期短而倍受關(guān)注。舉例說(shuō)明：上海兆豐嘉園高層住宅緊鄰中山公園西側(cè)與公園僅一墻之隔，南側(cè)是地鐵二號(hào)線(xiàn)中山公園站及人 防商場(chǎng)，西臨匯川路，工程建筑面積近 10.2 萬(wàn)平方米、建筑為地上 34 層、地下 1 層，基坑開(kāi)挖面積 1.2 萬(wàn)平方米，坑內(nèi)平均挖深 8.1 米、工程造價(jià) 1.6 億元。該基坑的圍護(hù)設(shè)計(jì)由同濟(jì)大學(xué)擔(dān)當(dāng)，設(shè)計(jì)要求基坑圍護(hù)采用 SMW 工法進(jìn)行施工。常規(guī)基坑施工，當(dāng)挖深在5-10米時(shí)，采用的是雙排攪拌樁做防滲帷幕，再加一排鉆孔灌注樁擋土，開(kāi)挖時(shí)根據(jù)挖深再架設(shè)內(nèi)支撐。這種圍護(hù)方式受力合理，能有效增加滲徑長(zhǎng)度，擋土及止水效果明顯。但因有兩排攪拌樁和一排鉆孔灌注樁，所以成本

32、較高，且施工周期較長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)泥漿量較大，必須有相對(duì)較大的場(chǎng)地來(lái)進(jìn)行安排布置。而 SMW 工法因其同樣施工攪拌樁，因此抗?jié)B效果能滿(mǎn)足要求，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地要求低，在攪拌樁內(nèi)插入型鋼后，使墻體同樣具有一定的剛性。與常規(guī)方法相比，成本可大幅度降低，適應(yīng)性更廣施工時(shí)型鋼在攪拌樁初凝前插加固區(qū)域，幾乎與攪拌樁同步行進(jìn)，工期可大大縮短，幾乎不產(chǎn)生泥漿，而且主體建筑出0.00回填結(jié)束后，即可將型鋼拔出回收，極大地節(jié)約了成本。但該工法在上萬(wàn)平方米深基坑支護(hù)施工時(shí)，也存在一定風(fēng)險(xiǎn)。一旦局部插樁偏位大，勢(shì)必引起滲漏并影響墻體的剛性，最終導(dǎo)致圍護(hù)失敗。SMW 工法進(jìn)行基坑的圍護(hù)施工在我公司還是首次。我們成立攻關(guān)小組進(jìn)

33、行攻關(guān)活動(dòng)，尤其是針對(duì)工法中存在的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷及可能導(dǎo)致的結(jié)果，進(jìn)行了詳細(xì)分析，確定把完善工法施工工藝，克服 SMW 工法施工中的難題作為攻關(guān)的課題。我們將工藝實(shí)施過(guò)程中可能碰到或?qū)⒁l(fā)生的工況一一模擬，從五個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。1 、根據(jù)水泥初凝時(shí)間，掌握和控制好加固區(qū)域的初凝時(shí)間，在最佳時(shí)段插入型鋼。經(jīng)過(guò)分析確定攪拌樁完成后 6 小時(shí)內(nèi)必須完成插樁。2 、確保設(shè)計(jì)要求的 13 至 18 米長(zhǎng)的工字鋼起吊后準(zhǔn)確地插入樁位，以及在下沉過(guò)程中平面位置和垂直度的控制，這是該施工工藝的關(guān)鍵所在。3 、在混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)前，插入型鋼很容易，但至標(biāo)高后，必須控制其繼續(xù)下沉直到混凝土完全固結(jié)。必須控制好型鋼標(biāo)高

34、，直到加固區(qū)域混凝土終凝。4 、建筑出 0.00 ，基坑回填后， 如何克服其摩阻力將型鋼拔出。 考慮到鋼筋和凝固后混凝土的咬合力，拔出非常困難，但只要減小和克服樁身摩阻力，一旦松動(dòng)就很容易拔出。5 、關(guān)于型鋼拔出后的孔隙，為減少周?chē)馏w的變形，考慮同步采用水泥漿灌入留下的孔洞。從分析的結(jié)果，我們認(rèn)定要達(dá)到目標(biāo)就必須確保插樁時(shí)樁身的垂直度和平面位置以及樁頂?shù)淖罱K標(biāo)高。樁身一旦傾斜或偏離樁位或達(dá)不到樁尖標(biāo)高而不能有效封閉滲透壓較大的土層，哪怕是局部小范圍的，勢(shì)必引起滲漏和影響墻體剛度，其連鎖反應(yīng)必將使基坑圍護(hù)失敗。只有上述條件都得到滿(mǎn)足，才能確保圍護(hù)墻體有足夠的剛性和良好的抗?jié)B性，才能滿(mǎn)足基礎(chǔ)施工

35、的安全要求。此外，作為降低成本的一個(gè)大塊，要將型鋼拔出回收，這也是一個(gè)施工難點(diǎn)。根據(jù)以往施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的可行性做了進(jìn)一步分析，最終確定以?xún)煞矫鏋橹鲗?dǎo)工序來(lái)確保工藝的順利實(shí)施：設(shè)計(jì)制作定位導(dǎo)向裝置來(lái)控制插樁過(guò)程中的平面位置；設(shè)計(jì)制作反力架頂升裝置來(lái)克服型鋼拔除的摩阻力。此外，施工過(guò)程中還采取了一些措施來(lái)確保插樁的質(zhì)量。（ 1 ）在與廠方簽訂供貨合同時(shí)明確對(duì)材料的要求，進(jìn)場(chǎng)前逐一驗(yàn)貨，不合要求的一律調(diào)換，以確保型鋼質(zhì)量；（ 2）考慮到型鋼拔除時(shí)， 頂部吊孔處應(yīng)力較為集中， 故對(duì)進(jìn)場(chǎng)后的工字鋼頂部一律加焊兩塊加強(qiáng)腹板，將其表面鐵銹、灰塵及其他垃圾清除，并保證工字鋼表面完全干燥，之后滿(mǎn)涂

36、減摩料。將減摩涂料加熱至完全融化，充分?jǐn)嚢枋蛊浜癖【鶆蚝?，再涂刷在工字鋼表面，其厚度控制?.0 毫米以上。型鋼起吊前重新檢查減摩涂料是否完整，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開(kāi)裂、剝落應(yīng)將其局部鏟除并重新涂刷；（ 3 ）攪拌樁結(jié)束后，根據(jù)測(cè)量放線(xiàn)的樁位，將導(dǎo)向架就位，校正平面位置和水平后，將架體的四腳固定。型鋼在插入過(guò)程中的平面位置和垂直度由兩臺(tái)經(jīng)緯儀采用前方直角交匯法控制， 垂直度偏差控制在 1% 以?xún)?nèi)，再插入攪拌樁內(nèi)，并在沉放過(guò)程中及時(shí)糾偏。由于架體選材合適，搬運(yùn)移動(dòng)定位都較方便，給施工帶來(lái)很大便利；（ 4 ）工字鋼插到標(biāo)高后，用 18 彎成鉤狀，一端鉤在型鋼的吊點(diǎn)孔中，另一端電焊或掛在橫在溝槽的龍門(mén)架上，

37、一周后拆除；（ 5）通常 3 個(gè)方向的 3 根纜風(fēng)繩即可定位，由于場(chǎng)地的限制，達(dá)不到受力角度的要求，便用增加纜風(fēng)繩數(shù)量、減小角度來(lái)控制調(diào)整型鋼的方向，使工字鋼順利進(jìn)入導(dǎo)向架內(nèi)；（ 6 ）基坑圍護(hù)施工結(jié)束后進(jìn)行降水、挖土、支撐架設(shè)及基礎(chǔ)施工，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出0.00并回填完以后，即進(jìn)行工字鋼的拔除。按實(shí)施措施，我們使用100噸液壓千斤頂，一般一根樁頂升3 次左右，型鋼就已松動(dòng)，此時(shí)用50 噸履帶吊就順利將型鋼拔除；（ 7 ）型鋼拔出之后，同步用水泥漿灌入留下的孔洞中，以減少周?chē)馏w的變形；（ 8 ）基坑圍護(hù)成形后，在墻頂和墻體設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在基坑施工期間進(jìn)行觀測(cè)。SMW 工法雙排攪拌樁鉆孔灌注樁與傳統(tǒng)圍

38、護(hù)法相比，（1 ）成本方面：成本較一般的圍護(hù)施工省去了鉆孔灌注樁和一排攪拌樁兩大塊，僅增加一項(xiàng)型鋼的租賃費(fèi)用，降低大約18.6%的工程成本；（2 ）進(jìn)度方面：省去了鉆孔灌注樁的全部施工過(guò)程。圍護(hù)樁工期比常規(guī)施工方法縮短將近2/3 ；（ 3 ）安全方面：與常規(guī)施工方法一樣，都能滿(mǎn)足施工安全要求。由于本工程設(shè)有一道混合支撐，很好地改善和減小了SMW工法中存在的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷，所以完全能滿(mǎn)足基礎(chǔ)施工期間的安全要求；（ 4 ）環(huán)境方面：因無(wú)鉆孔灌注樁的施工，減少了對(duì)周?chē)h(huán)境和施工場(chǎng)地的污染，且此類(lèi)攪拌樁不存在擠土作用，對(duì)周?chē)ㄖ凸芫€(xiàn)的安全極為有利；對(duì)施工操作面要求也很低。在充分總結(jié)和獲得現(xiàn)場(chǎng)有效數(shù)據(jù)后，

39、我們對(duì)“SMW工法 ”施工工藝進(jìn)行了整理和完善，把整個(gè)過(guò)程中形成的有效工藝，納入了總公司的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。來(lái)源：中國(guó)建筑行業(yè)網(wǎng)- 作者：北洋學(xué)子- 發(fā)布時(shí)間： 2006-9-17 23:47:09- SMW 工法圓形工作井土體反力計(jì)算方法的研究SMW 工法圓形工作井土體反力計(jì)算方法的研究Researches on earth counterforce calculation in circular working shaft by SMW methods魏綱徐日慶宋金良摘 要：分析了采用型鋼水泥土復(fù)合擋土墻(soil mixing wall,SMW)工法建造的圓形工作井在頂力作用下的受力機(jī)理 ,

40、提出承載半圓后背土體的豎向和環(huán)向反力分布呈擬正態(tài)分布, 求得后背土體所能承受的最大土體反力計(jì)算公式 . 從整體分析的角度出發(fā), 應(yīng)用三維實(shí)體有限元分析技術(shù), 研究了由頂推力反力引起的工作井后背土體反力分布.與有限元計(jì)算結(jié)果比較表明, 擬正態(tài)分布曲線(xiàn)與有限元計(jì)算得到的土體反力分布曲線(xiàn)較吻合 .關(guān)鍵詞：頂管 ;SMW工法 ; 工作井 ; 土體反力 ; 頂力分類(lèi)號(hào)： TU473.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1008-973X(2005)01-0098-05作者簡(jiǎn)介：魏綱(1977-),男, 浙江杭州人 , 博士生 , 主要從事軟土地基處理及非開(kāi)挖技術(shù)研究.E-mail:weigang616作者單位

41、：魏綱（浙江大學(xué),巖土工程研究所, 浙江 , 杭州 ,310027）徐日慶（浙江大學(xué), 巖土工程研究所, 浙江 , 杭州 ,310027）宋金良（浙江大學(xué), 巖土工程研究所, 浙江 , 杭州 ,310027）參考文獻(xiàn)：1 夏才安 , 張豪 ,陳禹 .SMW工法在頂管工程中的應(yīng)用J. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,29(2):103-106.XIA Cai-an, ZHANG Hao, CHEN Yu. Application of SMW engineeringmethods in pipe jacking engineeringJ. Journal of Zhejiang University

42、 ofTechnology,2001,29(2): 103 - 106.2 朱智 , 徐廣恒 .廣州大道南洲立交大直徑頂管施工J. 廣州建筑 ,2001,(增刊 ):31-36.ZHU Zhi, XUGuang-heng. Large diameter pipe-jacking construction of Nanzhou Grade Bridge onGuangzhou road J. Guangzhou Architecture,2001 ,(sup. ): 31 - 36.3 張冠軍 . 型鋼水泥土復(fù)合擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的研究J. 上海建設(shè)科技,1997,6:28-29.ZHANGGuan

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