SMW工法在某地鐵基坑圍護中的應用論文
摘 要：
"SMW"法是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入工H型鋼或其他種類的勁性材料，從而增加水泥土樁抗彎、抗剪能力，并具有擋水、擋土、工藝閉單、操作方便等特點的基坑圍護施工方法。由于此類工法施工周期短、工程造價低、抗?jié)B能力較強，在基坑圍護中具備技術優(yōu)勢。本文通過某地鐵區(qū)間明挖隧道基坑支護施工實踐闡述其應用技術，并對其變形情況和經(jīng)濟性作出分析。
關鑲詞：
基坑支護 明挖施工 SMW工法
1. 前言
近年來，隨著我國經(jīng)濟和城市建設的發(fā)展,地下工程愈來眾多，開發(fā)和利用地下空間的要求日顯重要。大量深基坑工程的出現(xiàn)，促進了設計計算理論的提高和施工工藝的發(fā)展。SMW工法是一種新型的基坑支護技術，也稱勁性水泥土攪拌樁法。該工法于1976年在日本問世，并得到很大推廣，廣泛應用于海底隧道工程、地鐵、電鐵等重大項目，以及各類高層建筑的深基坑開挖支護工程等。最近數(shù)年，SMW工法在日本地下連續(xù)墻中的應用面高達70％左右。近年，在上海、南京、天津與廣州等城市推廣SMW工法，廣泛應用于地鐵基坑工程、市政建設工程、建筑基坑工程及海岸防滲工程等。
施工表明,SMW工法施工適用軟硬各類土層，包括砂爍層、卵石層、巖層。該工法以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場一定位置向一定深度進行鉆掘，在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土自上而下、自下而上反復進行混合攪拌，在各施工單元之間則采取部分重疊搭接施工，在水泥土混合體未結硬之前插入H型鋼或鋼板作為補強材料，與水泥土結硬形成具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。該工法的水泥用量遠遠小于鉆孔灌注護坡樁的用量，且工程完成之后，可對H型鋼進行回收利用，施工的噪音小，對周圍的環(huán)境影響較小，顯示出了獨特的經(jīng)濟和環(huán)保優(yōu)勢。
2.工程概況
2.1工程簡介
本工程為某地鐵明挖區(qū)間隧道,圍護結構采用SMW工法進行施工。由水泥攪拌樁內(nèi)插入H型鋼＋冠梁＋圍囹＋水平鋼支撐構成支護系統(tǒng)。SMW工法樁為圍護樁，全程共280幅樁。樁徑為3×850，樁長為21.5m，插入H型鋼長度22米(含冠梁上部露出長度0.5m）。SMW樁頂?shù)匿摻罨炷凉诹簽?50×1000，SMW工法圍護的明挖段基坑深13～14m，寬16.15m。按場地的地質(zhì)狀況、周邊環(huán)境安全的重要程度和坑內(nèi)永久性結構變形允許條件等因素，本區(qū)間明挖段基坑變形控制保護等級定為二級。
2.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
根據(jù)地勘報告,工程所處地層自上而下依次為:人工填土層：粉土填土①層、層底標高40.21~41.81m；第四紀全新世沖洪積層：粉土③、粉質(zhì)粘土③2層、粉土④2、粉質(zhì)粘土④，層底標高26.21~33.91m；第四紀晚更新世沖洪積層：細中砂⑥3層 ，粘土⑥1層，粉質(zhì)粘土⑥2層，層底標高20.21~26.21m。
本段地下水由上至下分為三層：表層滯水，水位標高為33.17~41.55m，透水性一般；潛水，水位標高為26.23~31.47m，微承壓性； 層間潛水，水位標高為20.20~26.70m，施工過程中未涉及此層地下水。
3.主要施工方法及措施
3.1場地平整
三軸機施工前，必須先進行場地平整，清除施工區(qū)域內(nèi)的表層硬物,素土回填夯實，路基承重荷載以能行走50t大吊車及履帶式重型樁架為準。
3.2測量放樣
根據(jù)提供的坐標基準點，按照設計圖進行放樣定位及高程引測工作,并做好永久及臨時標志。為防止攪拌樁向內(nèi)傾斜,造成內(nèi)襯墻厚度不足，影響結構安全使用，按設計要求每邊外放10cm。確認無誤后進行攪拌施工。
3.3開挖溝槽
根據(jù)基坑圍護內(nèi)邊控制線，采用挖機開挖溝槽，并清除地下障礙物，開挖溝槽余土應及時處理，以保證SMW工法正常施工,并達到文明工地要求。
3.4定位型鋼放置
垂直溝槽方向放置兩根定位型鋼，規(guī)格為200×200，長約2.5m，再在平行溝槽方向放置兩根定位型鋼規(guī)格300×300，長約8-20m，轉角處H型鋼采取與圍護中心線成45度角插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。
3.5三軸攪拌樁孔位定位
三軸攪拌樁中心間距為600mm，根據(jù)這個尺寸在平行H型鋼表面用紅漆劃線定位。
3.6樁機就位
由當班班長統(tǒng)一指揮，樁機就位，移動前看清上、下、左、 右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)障礙物應及時清除，樁機移動結束后認真檢查定位情況并及時糾正。樁機應平穩(wěn)、平正，并用線錘對龍門立柱垂直定位觀測以確保樁機的垂直度，垂直度偏差不大于1/100。三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進行定位復核，偏差值應小于30㎜。
3.7 SMW工法施工
SMW工法施工按下圖順序進行，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補正是依靠重復套鉆來保證，以達到止水的作用。
3.8攪拌速度及注漿控制
三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度。根據(jù)設計要求和有關技術資料規(guī)定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在樁底部分適當持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。水泥采用32.5級新鮮普通硅酸鹽水泥。水泥漿液的水灰比為1.8～2.2，每立方攪拌水泥土水泥用量為360kg，拌漿及注漿量以每鉆的`加固土體方量換算,注漿壓力以漿液輸送能力來控制。
3.9H型鋼插入
三軸水泥攪拌樁施工完畢后,吊機應立即就位，準備吊放H型鋼。起吊前在距H型鋼頂端0.10m處開一個中心圓孔，孔徑約8cm，裝好吊具和固定鉤，然后用50t吊機起吊H型鋼，必須確保垂直。在溝槽定位型鋼上設H型鋼定位卡，固定插入型鋼平面位置，型鋼定位卡必須牢固、水平，而后將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)。
3.10涂刷減摩劑
考慮H型鋼回收，型鋼必須涂刷減摩劑后再插入水泥土攪拌樁，結構強度達到設計要求后起拔回收。
3.11H型鋼回收
待地下主體結構完成并達到設計強度后，采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反梁，起拔回收H型鋼。用0.5水灰比的水泥砂漿自流充填H型鋼拔除后的空隙，減少對鄰近建筑物及地下管線的影響。
4.結語
SMW工法在本工程中，既提前了工期，節(jié)省了投資，又保證了工程質(zhì)量。
SMW工法可以大幅度降低工程造價：原設計鉆孔灌注樁加水泥土攪拌樁止水帳幕結構形式造價為988．5元／立方米，采用SMW工法后造價為758.4元／立方米，節(jié)省造價230.1元／立方米；SMW工法施工速度較快：本基坑工期比原設計方案提前30天；施工的噪音小，對周圍的環(huán)境影響較小；基坑在開挖時和開挖后始終保持穩(wěn)定，墻頂水平位移保持在30mm以內(nèi)，周圍沉降量控制在20mm以內(nèi)，單日最大位移均為3mm；該止水體系很好的完成了防水任務，僅局部出現(xiàn)少量滲水現(xiàn)象，不會給施工帶來大的影響；也末出現(xiàn)較大面積的坍塌，確保了施工的安全進行。
參考文獻
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