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SMW工法在某地铁基坑围护中的应用
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内容提示："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。
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。（参考《建筑中文网》）
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，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H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3×Φ850，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桩顶的钢筋混凝土冠梁为850×1000，SMW工法围护的明挖段基坑深13～14m，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①层、层底标高40.21~41.81m；第四纪全新世冲洪积层：粉土③、粉质粘土③2层、粉土④2、粉质粘土④，层底标高26.21~33.91m；第四纪晚更新世冲洪积层：细中砂⑥3层 ，粘土⑥1层，粉质粘土⑥2层，层底标高20.21~26.21m。
本段地下水由上至下分为三层：表层滞水，水位标高为33.17~41.55m，透水性一般；潜水，水位标高为26.23~31.47m，微承压性； 层间潜水，水位标高为20.20~26.70m，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。
3.2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200×200，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300×300，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。
3.8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级新鲜普通硅酸盐水泥。水泥浆液的水灰比为1.8～2.2，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
SMW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988.5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
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200809/9220.htm
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