浅谈SMW工法桩在无锡太湖大道隧道建设中的应用.doc

1、浅谈 SMW 工法桩在无锡太湖大道隧道建设中的应用摘要： SMW 工法是 Soil-Mixing Wall 的简称，最早由日本开发成功。因其具有噪音小、成本低、强度高、施工简单等特点而被广泛采用。本文针对 SMW 工法桩在无锡市太湖大道隧道建设中的应用案例进行分析，介绍了 SMW 工法桩的施工工艺、施工注意事项和施工控制重点等，并结合现场实际施工情况，提出了一些建设性的意见。 关键词：SMW 工法；施工特点；关键技术；基坑开挖； Abstract: The SMW method is the Soil-Mixing Wall abbreviation, is the earliest deve

2、loped by japan. Because it has the characteristics of low noise, low cost, high strength, simple construction and is widely used in. This article analyzes the application of SMW pile in Wuxi city Taihu road tunnel construction, introduces the construction technology, construction of SMW pile and poi

3、nts for attention in construction control points, and combining with the actual construction situation, puts forward some constructive suggestions. Key words: SMW method; construction; key technology; foundation pit excavation 中图分类号：TE42 文献标识码 A 文章编号 一、概述 SMW 工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经

4、充分搅拌混合后，再将 H 型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接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，造价低，环境污染小，特别适合城市中的基坑工程。 二、工程概况 无锡市太湖大道隧道工程主线西起金匮桥东引桥，上跨运河东路后下穿报业路，然后连续下穿太湖广场、清扬路、通扬路、知足港、古运河、大窑路、塘南路、新竹立交、冷渎港、长江北路，然后隧道出洞接广南立交。隧道主线全长 4050m。隧道主线全为地下结构，其中下穿沪宁铁路部分为既有框架结构加固利用，其余均为新建。 工程围护结构采用 850SMW 工法桩,内插 H 型钢(长 1525m 不等),搅拌桩采

5、用 425#普通硅酸盐水泥(水泥掺量为 20,水灰比为 1.51.6),水泥搅拌桩 28d 龄期无侧限抗压强度不小于 1.5MPa。隧道两端出口段，开挖深度较浅，采用 1 道 609 钢管支撑，支撑水平间距约为 4m，型钢采用插一跳二方式；隧道正常段，采用 2 道支撑，第一道支撑采用钢筋混凝土结构，截面尺寸为 800mmx700mm，与顶圈梁固结, 支撑水平间距约为8m,第二道支撑采用 609 钢管,与钢围檩连接，支撑水平间距约为 4m，型钢采用插一跳一方式；隧道下穿冷渎港及古运河时，因桥梁基础需设置在隧道顶板上方，基坑开挖较深，达 1520m，故采用 3 道支撑，第一道支撑采用钢筋混凝土结构

6、，截面尺寸为 800mmx700mm，与顶圈梁固结, 支撑水平间距约为 8m,第二、第三道支撑均采用 609 钢管,与钢围檩连接，支撑水平间距约为 4m，型钢采用密插方式。因本隧道横断面布置为为双向四车道和六车道，基坑比较宽，所以，全线在中心线处设置格构柱以加强围护结构体系的刚度。本工程基坑采用明挖法作业。 三、SMW 工法桩施工特点 SMW 工法技术经济合理的利用了深层搅拌桩和 H 型钢的优点,同时拔出回收 H 型钢又可带来巨大的经济效益,较其它围护结构体系，具有明显的优势，具体优点如下： (一)周围底层受成桩的危害较小。SWM 工法桩的做法是把土层与水泥制成的浊液混合起来，这样就不会影响到

7、周围的地面、道路或者是房屋。因此，可以说 SMW 工法的运用减少了附近建筑物等所受的危害。 (二) 整体刚度大、强度高。由于深层搅拌桩可施工成很厚的墙体,而且无施工冷缝,本身刚度很高,而插入的 H 型钢又具有很高强度。 (三)适用范围广。它能适应于多种地层条件,可在粘性土、粉土、砂砾石（卵石直径达 100mm 以上）和单轴抗压强度地 60MPa 以下的岩石中应用。尤其是在 6m12m 深基坑中支护更适用。 （四）基坑开挖变形不大。SWM 工法桩围护结构为框架体系，同时609 钢管支撑可以对钢围檩施加预加力，来调节围护结构的受力，满足变形控制的要求。 （五）防渗透型好。采用 SWM 工法桩制成的

8、墙体比传统墙体的防渗透性好，因为搅拌的次数比较多，采用 SWM 工法桩制成的水泥土就比较均匀，水泥土的参透系数只有（l05108）cm/s，因此，基抗的侧壁就会干燥的很快。 （六）施工的期限短、噪音小。SMW 工法桩的工期短、效率高、墙体构造简单。SWM 工法桩运用加固原土的方法，省去一系列的复杂程序，一次就能筑成墙体，比传统的建造的工期缩短二分之一。 （七）污染小、浪费少。土与水泥混合产生的废土，废土的回收处理比较简单，而且又能阻止水泥废土的污染。 （八）型钢的回收比较简单，无条件限制。采用 SWM 工法桩的经济效益比传统的地下连续墙的效益高，因为 SWM 工法桩的的成本造价比较低。 四、S

9、MW 工法桩施工注意事项 (一)对 SMW 工法桩的保护措施 在构造过程中，出于安全因素考虑，为了防止挖土机触碰到搅拌桩，要求挖土机距 SWM 工法桩的距离为 20 厘米，采用人工的方法把土体分离下来，这样就有效的保证了保护水泥搅拌桩机器墙的稳定性，以便 H 型钢的顺利拔出。 (二)基坑土方开挖工序合理 基坑土方开挖，采取分层开挖的作业程序，边开挖边支撑，在局部较深部位采用先撑后挖，严格控制基坑围护体系的变形。 （三）SMW”工法芯材的插入控制 在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后，开始初凝硬化之前，采用履带吊将成品 H 型钢，及时插入指定位置，依靠型钢的自身重量下插到设计深度，严格控制型钢的垂直度，

10、严防错位，插偏、扭歪等。 （四）SMW”工法芯材的拔除控制 H 型钢一次性投资比较大，应多次使用，否则很不经济。H 型钢的拔出采用液压拔桩机，由于水泥结硬后与 H 型钢或钢轨的粘结力比较大，此外，H 型钢在基坑开挖后受侧壁土压力及开挖设备的碰撞，往往有较大变形，使拔出比较困难，型钢在插入水泥土搅拌桩前，在型钢轨的周身应涂刷减摩剂，以减小水泥土与型钢的摩擦力。 五、SMW 工法桩关键技术的处理 （一）垂直度控制 首先，水泥搅拌桩施工前，要先开挖围护结构的导向基槽，深度通常情况下为 1m。其次，在导向基槽的两侧铺设导向定位型钢，局部无法设置定位型钢处采用定位辅助线，按设计要求在导向定位型钢或定位辅

11、助线上标出钻孔位置和 H 型钢的插入位置。桩机就位后应垫平并将钻杆对中，采用经纬仪双向测定或用线锤校正桩机龙门立柱，将垂直度始终保持在在 1%内。此时我们根据确定的位置对桩机的移动要格外的注意不能形成较大的误差，通常情况下我们将就位误差控制在 3cm 左右。同时，在成孔、提升的过程中，要不断核查操作平台水平度以及机架垂直度，保证成桩垂直度不能高于 1% 。 （二）连续性控制 水泥搅拌桩通过重复套钻来保证围护桩墙体的连续性和接头的施工质量，从而起到防渗止水的作用。 （三）强度控制 水泥搅拌桩施工采用一边搅拌一边喷入的施工工艺，这样一来可以确定桩体中任何一点都是可以经受过两次以上的搅拌过程。下搅喷

12、浆的速度要始终控制在 0.9m/min，同时控制上搅喷浆的速度一直要均匀保持在 1.1m/min。搅拌头往下下降到设计标高，并注意要保持在桩底连续的搅拌和喷浆，保证桩内砼有足够的密实度。 无锡太湖大道地下隧道工程施工中，我们选择的电机的型号是 90kW-4/8P2（台） 、搅拌机的型号是 MAC-240-3B、 扭矩的最大限度为98kNm、桩架型号 JZL120，该设备采用三个搅拌头。施工中，下搅喷浆搅拌与提升喷浆搅拌两个操作同时进行，通过一次喷浆和一次搅拌之后，接下来就是重叠搭接的桩再次进行下搅和提升喷浆操作，这也就是保证每次都有两根桩需重复下搅和提升喷浆。在注浆的过程中要对压力进行实时控制

13、，这个控制我们通过水泥浆输送泵来完成的，保持注浆压力为2MPa 左右，并始终保持泵送连续。在实际施工过程中，达到了良好的效果。 结论：SMW 工法作为近几年发展起来的施工工艺，它是在利用原有深层搅拌桩的成熟工艺，加以改进，搅拌桩作为止水帷幕，利用型钢的刚度与强度，弥补了搅拌桩抗侧向土压力的不足，达到两者良好结合。根据实际使用情况来看，SMW 工法作为基坑支护结构，尤其是在基坑深度在6-12m 范围，有较高的可行性，能有效的控制地面沉降、周边构筑物倾斜和地下管线的损伤。从技术经济方面看，它即能满足止水和抗侧向压力，又能节约工程投资。 因此在无锡这种地质条件较差的地区，特别是在太湖大道这种构筑物密集的城区，是较为理想的基坑支护结构。 参考文献 1 赵志缙，应惠清编。简明深基坑工程设计施工手册.北京：中国建筑工业出版社，2000 2 建筑地基处理技术规范 JG79-2002，北京：中国建筑工业出版社，2002 3 刘建航，侯学渊. 基坑工程手册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2009