SMW工法在杭州某直飲水工程深基坑中的應(yīng)用

SMW工法在杭州某直飲水工程深基坑中的應(yīng)用[摘要]基坑圍護的方式多種多樣，各有千秋，在眾多圍護方法中，SMW工法以其適用性強、圍護成本相對低、施工周期短而倍受關(guān)注，目前在我國上海地區(qū)應(yīng)用相對比較普及。但由于多種因素的影響，制約了其在我國推廣應(yīng)用，主要表現(xiàn)在設(shè)計理論不完善、施工機具滯后、大型機械協(xié)同工作的管理水平落后等，杭州地區(qū)尚未普及。目前，杭州地區(qū)較深基坑（H>6m）管道安裝一般均為頂管施工或者咬合樁圍護工藝，工程造價均較高，對環(huán)境的影響、污染均較大。與之相比較，SMW工法有諸多優(yōu)點。[關(guān)鍵詞]SMW工法基坑圍護優(yōu)越性SMW工法是近年來由日本引進的新型地下工程圍護結(jié)構(gòu)形式。杭州地鐵秋濤路站3號出入口項目首次采用SMW工法樁施工，為杭州SMW施工提供了成功案例。所謂SMW就是土體(soil)和水泥原位進行混合、攪拌(mixing)后在地下形成的連續(xù)墻體(wall)的簡稱。SMW工法是利用專門的多軸攪拌機就地鉆進切削土體，同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分攪拌混合后，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)。其主要特點是構(gòu)造簡單，止水性能好，工期短，造價低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的深基坑工程。一工程及地質(zhì)概況本工程地面標高平均為7.5米，地下水屬潛水類型，并常年受錢塘江水位影響至多。穩(wěn)定水位在地表以下0.510米。土質(zhì)為淤泥質(zhì)粘土。本工程為二期擴建項目，工程中涉及到對一段約100米長度的DN1600輸水管道進行安裝施工，管道埋深為5.5米，土方開挖深度為7.2米，西側(cè)為一期已經(jīng)建成的構(gòu)筑物，東側(cè)為某學校80年代左右磚混結(jié)構(gòu)宿舍，基礎(chǔ)埋深為4米，管中心距公共圍墻8.0米。工程存在臨邊構(gòu)筑物近、地下水位豐富、施工面狹窄、管道埋設(shè)較深等一系列困難，施工過程中盡量減少對周邊建筑物的影響，是工程首要考慮的因素。 （SMW工法場地剖面）二基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計1、圍護結(jié)構(gòu)形式的比較目前，杭州地區(qū)深基坑管道安裝一般均為頂管施工或者咬合樁圍護工藝，工程造價均較高，對環(huán)境的影響、污染均較大。（1）頂管施工由于應(yīng)設(shè)置工作井，受場地限制無法實施。（2）咬合樁圍護施工時形成大量泥漿需外運處理，且成樁需要保養(yǎng)30天左右；由于本工程施工場地狹小，工期短，無法采用咬合樁圍護工藝。（3）多級井點結(jié)合大開挖的方法，由于受臨邊構(gòu)筑物限制，無法實行。（4）SMW工法具備施工周期短、造價節(jié)省、無污染、對周圍影響小等特點，可以符合工程現(xiàn)狀。2、圍護方案該基坑圍護采用SMW工法，設(shè)計樁長為13.2米，采用進口Φ650三軸勁性水泥土攪拌樁作圍護結(jié)構(gòu)，內(nèi)插H500×300×11×18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＠900毫米。設(shè)1道Ф609x16預(yù)應(yīng)力鋼管支撐，支撐間距為6米。樁頂用鋼筋砼圈梁兼作支撐圍囹。為降低造價，SMW樁中插入的H型鋼待土方回填至管頂以上2米，鋼支撐拆除后可拔除。三關(guān)鍵技術(shù)的處理SMW工法的施工關(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1％，以保證型鋼插打起拔順利，保證墻體的防滲性能。注漿配比除滿足抗?jié)B和強度要求外，尚應(yīng)滿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，使道軌枕木在同一水平線上；（2）在開孔之前用水平尺對機械架進行校對，以確保樁體的垂直度達到要求；（3）用兩臺經(jīng)緯儀對攪拌軸縱橫向同時校正，確保攪拌軸垂直；（4）施工過程中隨機對機座四周標高進行復(fù)測，確保機械處于水平狀態(tài)施工，同時用經(jīng)緯儀經(jīng)常對攪拌軸進行垂直度復(fù)測。3、保證加固體強度均勻措施（1）壓漿階段時，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50厘米后再噴漿提升；（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％；嚴禁樁頂漏噴現(xiàn)象發(fā)生，確保樁頂水泥土的強度；（3）攪拌頭下沉到設(shè)計標高后，開啟灰漿泵，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1.0-1.5米/分以內(nèi)，以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分攪拌；（5）相鄰樁的施工間隔時間不能超過12小時，否則噴漿時要適當多噴一些水泥漿，以保證樁間搭接強度；（6）預(yù)攪時，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型鋼表面平整光滑，其表面平整度控制1‰以內(nèi)，若有焊接接頭，接頭須焊接可靠。型鋼拔出，減摩劑至關(guān)重要。型鋼表面應(yīng)進行除銹，并在干燥條件下涂抹減摩劑，搬運使用應(yīng)防止碰撞和強力擦擠。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1％，插入過程中，必須吊直型鋼，盡量靠自重壓沉。若壓沉無法到位，再開啟振動下沉至標高。型鋼回收。采用2臺液壓千斤頂組成的起拔器夾持型鋼頂升，使其松動，然后采用振動錘，利用振動方式或履帶式吊車強力起拔，將H型鋼拔出。采用邊拔型鋼邊進行注漿充填空隙的方法進行施工。四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，成樁機理也不同。深層攪拌樁是采用傳統(tǒng)的單軸攪拌鉆機，施工時水泥漿注入充填在原土間隙中，而新型三軸攪拌鉆機則在充填水泥漿時加入高壓空氣，同時鉆機對水泥土進行充分攪拌，并置換出大量原狀土。新型的三軸鉆機成樁的樁體強度及樁身均勻性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單軸鉆機，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)良可靠的防水性能，同時也有利于型鋼的插入和回收與傳統(tǒng)的基坑圍護。

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：

（1）擋水性強，有利于采用坑內(nèi)降水坑外不降水的情況；

（2）對周邊建筑物、管線影響小；

（3）噪音、泥漿、振動等對環(huán)境污染小；

（4）能適應(yīng)絕大多數(shù)地層，如粘性土、粉土、砂土、砂礫土等（特別是軟土地區(qū)）；

（5）施工工期短；

（6）造價低；SMW工法系2005年度建設(shè)部推廣的10項新技術(shù)之一，它具有施工快、無振動、無噪聲、無泥漿污染的特點，較常用的鉆孔排樁的方法節(jié)省20-30%的造價，符合國家倡導(dǎo)的節(jié)能、環(huán)保的要求，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益，實踐證明，該工程采用SMW工法施工是可行的。鑒于杭州的經(jīng)濟實力和城市品位，SMW工法樁技術(shù)可以在杭州市政較深基坑圍護中推廣。[參考文獻]

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［2］楊小剛，加筋水泥土地下連續(xù)墻（SMW工法）及具體應(yīng)用，第四屆地基處理學術(shù)討論會論文集，浙江大學出版社，1995。

［3］張劍鋒