SMW法围护施工工艺探讨.doc

1、1SMW 法围护施工工艺探讨摘要：SMW 工法是通过多轴深层搅拌桩机就地钻进切削土体，同时从钻头前端将水泥浆液注入土体,经充分搅拌混合后，再将 H 型钢或其他型材插入搅拌桩体，形成地下连续墙体，利用该墙体作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单、止水性能好、工期短、造价经济、对周边环境影响小，特别适用于城市建设中的较深基坑工程。 关键词：SMW 法工艺探讨 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： SMW 工法是 Soil Mixing Wall 的简称，它是一种劲性复合围护结构，通过多轴深层搅拌机在现场按设计深度将土体切散,同时从钻头前端将水泥桨强化剂注入土体,使之在搅拌过程中与地基

2、土反复混合搅拌。这种结构体系充分发挥了水泥土混合体和受拉材料的力学特性，可适用于软硬各类土层，包括砂性土、砂砾石层等，同时具有止水性能好、工期短、造价经济、对周边环境影响小等特点，是一种深层搅拌桩和钢板桩施工相结合的工艺。由我公司承监的上海某高架工程地下通道围护工程即采用此工艺，该地道工程基坑平面为工字型 63.56.5M(如图 1)，开挖深度为 7 米，局部深度为 8.5 米，围护设计采用深层搅拌桩插入 H 型钢结合钢支撑方案。 2图 1 地道工程基坑平面简图 图 2 围护桩体截面示意图 三排 750 深 12M（局部 14M）深层搅拌桩组成的挡土墙（如图 2） ，500300 H 钢间隔插

3、入深层搅拌桩体（比搅拌桩体短 1.5M） ，桩顶部位浇筑 3001000 钢筋混凝土 C20 压顶圈梁，采用两道双拼 20 钢支撑形成围护体系（图 3） 。鉴于该工艺目前尚未推广，笔者通过对该项目 SMW法工艺全方位、全流程的跟踪监控，结合现场施工情况，谈谈其工艺要求及施工要点（图 4）： 图 3 地下通道支撑断面 1 测量定位 围护桩施工前轴线测量定位偏差按照有关规范进行控制，笔者强调的是现场必须设置足够的定位桩，以便施工过程中桩机移动随时调整，避免成桩过程中桩体沿轴线方向偏移，同时也保证 H 型钢插入时轴线偏差控制在允许范围内（不超过 10CM） 。 2 成桩（沉桩、压浆） 为确保深层搅拌

4、桩桩身完整性，避免基坑侧壁出现渗漏现象。要求围护桩施工单位成桩做到“快沉慢提” ，即沉桩时搅拌头以 0.4?0.8 米/分钟的速度边旋转切土边下沉，直至设计深度，然后深层搅拌机略为提3升钻头，开动压浆泵将水泥浆压入土层中，以 0.3?0.5 米/分钟均匀速度边提升、边喷浆、边搅拌，使水泥浆与土体充分拌合，直至桩顶位置，然后再用同样方法将深层搅拌桩机重复下沉和重复喷浆提升，即完成一根桩。施工当中为避免搅拌体不均匀，需重点控制搅拌机械提升速度和控制水泥浆质量。进行邻桩施工时，必须保证与前桩搭接 20CM，这样才能获得良好的止水效果。深层搅拌桩应连续进行施工，如果遇设计或其他原因确需留设施工缝，则应

5、对该位置进行现场标注，以便今后采取压密注浆处理。 3、H 型钢插入 首先为保证 H 型钢的回收，本工程采用了石腊溶剂作为减摩剂，H 型钢插入前要求现场操作人员均匀满涂，不能漏刷。其次，控制好 H 型钢的插入时间，为不影响水泥固结，考虑到现场机械操作及季节因素，结合现场 H 型钢插入情况来看，笔者认为插入时间控制在沉桩后 6?9 小时为宜，但不应超过 12 小时。此外，为保证 H 型钢插入后与钢支撑的连接质量，需严格控制 H 型钢的垂直度和轴线偏移，参照钢板桩施工规范，垂直度必须从正交方向用经纬仪观测控制，插入时垂直度控制应控制在L/100?L/150（L: H 型钢长度） 。为防止轴线偏差过大

6、，就需要根据现场设置的控制护桩来确定桩位，最大不应超过 5CM. 4、圈梁施工 围护桩体施工完毕后，即进行桩体圈梁施工。该圈梁将 H 型钢和搅拌桩体有效地连接成为一个整体受力体系。另外，对于今后 H 型钢拔除提供了一个良好的机械台座。 45、土方开挖及钢支撑施工 围护结构完成后，涉及到土方开挖日期，因水泥土强度增长龄期较长，施工单位与工程指挥部就搅拌桩养护龄期问题发生争议。笔者参考劲性搅拌桩设计规范，认为基坑外侧侧向土压力由 H 型与水泥土及两道双拼20 钢支撑承受，水泥土只考虑承受 H 型与水泥土之间错动的剪应力，所以满足设计单位提供的水泥土强度 1.2Mpa 即可。 经过监理、施工单位的讨

7、论，根据以往的工程施工情况和检测中心提供的水泥土龄期增长数据及现场水泥土取样分期试验情况来看，提高搅拌桩单位水泥掺入量强度增长显著提高（图 5） 。此外，搅拌桩施工要求水泥浆流动度大，水灰比一般采用 0.5?0.6，但上海地区软土含水量高，对水泥土强度增长不利，为减少用水量，又利于泵送，可掺适量的减水剂（如木质磺酸钙） ，也是提高水泥土强度的有效途径，根据现场情况，施工单位决定采用提高水泥掺入量方法，桩体单位水泥掺入量由12提高到 14，养护期由原来的 15 天提前到 10 天，使用效果很好。 因为基坑尺寸狭长，为保证土方开挖期间基坑的安全，要求施工单位做到每到支撑完成后方可进行下层土方开挖，

8、因 H 型钢插入偏差产生轴线偏移，要求双拼20 槽钢与 H 型钢之间的空隙必须用钢板焊死，以保证所插入 H 型钢共同、均匀受力，并且在土方开挖期间机械严禁碰撞钢支撑。 土方开挖到位后，笔者到现场查看，基坑侧壁无渗漏现象，围护搅拌桩阻水效果很好，钢支撑及圈梁完好，围护方案相当成功。 6、结构施工、钢支撑拆除 5因为该工程采用搅拌桩作为地下通道底板外模，结构直接与基坑侧壁接触，所以地下通道 600 厚底板浇筑完毕，强度养护达到 70后即拆除最下面一道支撑，主体完成后强度达到 70后，拆除最上面一道支撑。7、H 型钢拔除、回填 地道结构施工完毕结构强度达到 100后，即可进行 H 型钢的拔除。施工单

9、位采用振动锤，利用振动锤的强迫振动，破坏钢板桩周围土的粘聚力，以克服其抗拔阻力，依靠附加起吊力（如千斤顶、吊车等）的作用将 H 型钢拔出。拔桩是，先用振动锤将 H 型钢振活，减少土的黏附，然后边振边拔，所插入 H 型钢大多拔出。对于较难拔出的 H 型钢可先用外力（如挖机等）将 H 型钢压下 100?300MM，再用振动锤振拔。通过上述方法本工程所用 H 型钢全部回收，回收率为 100。对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填灌砂处理。 通过对该工程 SMW 法围护施工工艺的全过程关注，笔者认为，该工艺克服了深层搅拌桩适用于 6m 以内重力式挡土墙支护的局限性，同时也克服了钢板桩转角和封闭处理复杂、抗渗效果差的弱点，充分发挥深层搅拌桩良好的抗渗效果和 H 型钢及钢支撑承受较大侧向土压力、施工方便的优势，而且基坑适用深度加大，可达 10m 左右，有着广泛的应用前景。 参考文献： 赵志缙等，简明深基坑工程设计手册M北京：中国建筑工业出版6社 袁聚云等，基础工程设计原理M上海：同济大学出版社 刘建航、侯学渊主编，基础工程手册M中国建筑工业出版社 丁永君、李进军等，劲性搅拌桩的荷载传递规律M天津大学学报第 6 期 2010 年 6 月