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1、1SMW 工法在某地铁基坑围护中的应用摘 要：“SMW“法是在水泥土搅拌桩内插入工 H 型钢或其他种类的劲性材料，从而增加水泥土桩抗弯、抗剪能力，并具有挡水、挡土、工艺闭单、操作方便等特点的基坑围护施工方法。由于此类工法施工周期短、工程造价低、抗渗能力较强，在基坑围护中具备技术优势。本文通过某地铁区间明挖隧道基坑支护施工实践阐述其应用技术，并对其变形情况和经济性作出分析。关镶词：基坑支护 明挖施工 SMW 工法1. 前言近年来，随着我国经济和城市建设的发展,地下工程愈来众多，开发和利用地下空间的要求日显重要。大量深基坑工程的出现，促进了设计计算理论的提高和施工工艺的发展。SMW 工法是一种新型
2、的基坑支护技术，也称劲性水泥土搅拌桩法。该工法于 1976 年在日本问世，并得到很大推广，广泛应用于海底隧道工程、地铁、电铁等重大项目，以及各类高层建筑的深基坑开挖支护工程等。最近数年，SMW工法在日本地下连续墙中的应用面高达 70左右。近年，在上海、南京、天津与广州等城市推广 SMW 工法，广泛应用于地铁基坑工程、市政建设工程、建筑基坑工程及海岸防渗工程等。施工表明,SMW 工法施工适用软硬各类土层，包括砂烁层、卵石层、岩层。该工法以多轴型钻掘搅拌机在现场一定位置向一定深度进行钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土自上而下、自下而上反复进行混合搅拌，在各施工单元之间则采取部分重叠搭接施工，
3、在水泥土混合体未结硬之前插入 H 型钢或钢板作为补强材料，与水泥土结硬形成具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。该工法的水泥用量远远小于钻孔灌注护坡桩的用量，且工程完成之后，可对2H 型钢进行回收利用，施工的噪音小，对周围的环境影响较小，显示出了独特的经济和环保优势。2.工程概况2.1 工程简介本工程为某地铁明挖区间隧道,围护结构采用 SMW 工法进行施工。由水泥搅拌桩内插入 H 型钢冠梁围囹水平钢支撑构成支护系统。SMW 工法桩为围护桩，全程共 280 幅桩。桩径为 3850，桩长为 21.5m，插入 H 型钢长度 22 米(含冠梁上部露出长度 0.5m）。SMW 桩顶的钢筋混
4、凝土冠梁为 8501000，SMW 工法围护的明挖段基坑深 1314m，宽 16.15m。按场地的地质状况、周边环境安全的重要程度和坑内永久性结构变形允许条件等因素，本区间明挖段基坑变形控制保护等级定为二级。2.2 工程地质及水文地质条件根据地勘报告,工程所处地层自上而下依次为:人工填土层：粉土填土层、层底标高 40.2141.81m；第四纪全新世冲洪积层：粉土、粉质粘土2 层、粉土2、粉质粘土，层底标高 26.2133.91m；第四纪晚更新世冲洪积层：细中砂3 层 ，粘土1 层，粉质粘土2 层，层底标高 20.2126.21m。本段地下水由上至下分为三层：表层滞水，水位标高为 33.1741
5、.55m，透水性一般；潜水，水位标高为 26.2331.47m，微承压性； 层间潜水，水位标高为20.2026.70m，施工过程中未涉及此层地下水。3.主要施工方法及措施3.1 场地平整三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物,素土回填夯实，路基承重荷载以能行走 50t 大吊车及履带式重型桩架为准。33.2 测量放样根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作,并做好永久及临时标志。为防止搅拌桩向内倾斜,造成内衬墙厚度不足，影响结构安全使用，按设计要求每边外放 10cm。确认无误后进行搅拌施工。3.3 开挖沟槽根据基坑围护内边控制线，采用挖机开挖沟槽，并清除地下
6、障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证 SMW 工法正常施工,并达到文明工地要求。3.4 定位型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为 200200，长约 2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格 300300，长约 8-20m，转角处 H 型钢采取与围护中心线成 45 度角插入，H 型钢定位采用型钢定位卡。3.5 三轴搅拌桩孔位定位三轴搅拌桩中心间距为 600mm，根据这个尺寸在平行 H 型钢表面用红漆划线定位。3.6 桩机就位由当班班长统一指挥，桩机就位，移动前看清上、下、左、 右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用
7、线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，垂直度偏差不大于 1/100。三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于 30。3.7 SMW 工法施工SMW 工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。43.8 搅拌速度及注浆控制三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于 1m/min，提升速度不大于 2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。水泥采用 32.5
8、级新鲜普通硅酸盐水泥。水泥浆液的水灰比为 1.82.2，每立方搅拌水泥土水泥用量为 360kg，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算,注浆压力以浆液输送能力来控制。3.9H 型钢插入三轴水泥搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位，准备吊放 H 型钢。起吊前在距 H型钢顶端 0.10m 处开一个中心圆孔，孔径约 8cm，装好吊具和固定钩，然后用 50t吊机起吊 H 型钢，必须确保垂直。在沟槽定位型钢上设 H 型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将 H 型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内。3.10 涂刷减摩剂考虑 H 型钢回收，型钢必须涂刷减摩剂后
9、再插入水泥土搅拌桩，结构强度达到设计要求后起拔回收。3.11H 型钢回收待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收 H 型钢。用 0.5 水灰比的水泥砂浆自流充填 H 型钢拔除后的空隙，减少对邻近建筑物及地下管线的影响。4.结语5SMW 工法在本工程中，既提前了工期，节省了投资，又保证了工程质量。SMW 工法可以大幅度降低工程造价：原设计钻孔灌注桩加水泥土搅拌桩止水帐幕结构形式造价为 9885 元立方米，采用 SMW 工法后造价为 758.4 元立方米，节省造价 230.1 元立方米；SMW 工法施工速度较快：本基坑工期比原设计方案提前 30 天；施工的噪音小，对周围的环境影响较小；基坑在开挖时和开挖后始终保持稳定，墙顶水平位移保持在 30mm 以内，周围沉降量控制在 20mm 以内，单日最大位移均为 3mm；该止水体系很好的完成了防水任务，仅局部出现少量渗水现象，不会给施工带来大的影响；也末出现较大面积的坍塌，确保了施工的安全进行。参考文献1赵志缙等. 简明深基坑工程设计施工手册M. 北京:中国建筑工业出版社2彭聚云等. 基础工程设计原理M.上海:同济大学出版社3刘建航,侯学渊主编. 基坑工程手册. 北京:中国建筑出版社
