摘要：隨著我國經(jīng)濟和城市建設(shè)的發(fā)展，開發(fā)和利用地下空間的要求日顯重要。本文主要針對SMW工法的工藝要點，對深基坑工程中SMW工法樁的應(yīng)用進行了研究與評價。

　　關(guān)鍵詞：SMW工法,特點,施工工藝,建筑論文發(fā)表網(wǎng)

　　引言

　　SMW工法(soilmixingwall)又稱加筋水泥地下連續(xù)墻工法，于1976年在日本問世，并得到很大推廣，廣泛應(yīng)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(yīng)用面高達70％左右，且該法已在我國臺灣地區(qū)以及泰國等東南亞國家和美國、法國許多地方廣泛應(yīng)用。其工作機理是通過特殊的多軸深層攪拌機將土體切散，同時從鉆頭前端將水泥漿注入土體，通過攪拌頭將水泥漿與原位土反復(fù)混合攪拌，采取重疊搭接，在水泥土結(jié)硬前按設(shè)計間距插入H型鋼作為應(yīng)力加強材料，直至水泥土結(jié)硬后形成型鋼水泥土復(fù)合擋土墻，圍護結(jié)構(gòu)擋土功能完成后回收型鋼重復(fù)使用。SMW工法是將圍護擋土結(jié)構(gòu)和防滲止水帷幕兩種功能結(jié)合的支護結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)由水泥土攪拌樁與H型鋼復(fù)合而成。水泥土攪拌樁搭接形成的地下連續(xù)墻起到了止水帷幕和重力式擋土墻的作用，而H型鋼主要是承受水土壓力及其他荷載對擋土墻形成的彎矩和剪力。

　　一、深基坑工程中SMW工法樁的特點及適用條件

　　1.SMW工法的特點

　　(1)對周圍地基影響小。由于就地與水泥攪拌成樁，與地下連續(xù)墻相比，對鄰近土體擾動較小，不致產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損或地下設(shè)施破壞等危害。

　　(2)高止水性。由于鉆掘和攪拌反復(fù)進行，可使水泥與土得到充分攪拌，墻體全長無接縫，因而具有可靠的止水性。

　　(3)適用性強。能適應(yīng)各種地層，可在粘性土、粉土、砂礫土中應(yīng)用。

　　(4)可以減少基坑圍護墻體厚度，合理利用城市地下空間。

　　(5)環(huán)境污染小。廢土外運量比其他工法少，施工時振動小、噪聲較低、泥漿污染小，可促進城市文明建設(shè)。

　　(6)工期短、造價低。采用就地將原土加固的方式施工，施工工藝簡單效率高，所需工期短。與灌注樁施工周期相比可縮短工期50%左右，與地下連續(xù)墻相比可降低造價40%左右。

　　2.適用條件

　　SMW工法以多軸攪拌機在現(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(fù)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(jié)硬之前插入H型鋼或鋼板作為補強材料，與水泥土結(jié)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。SMW工法以水泥土攪拌樁法為基礎(chǔ)，凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可以使用該工法，特別適合于以黏土和粉細砂為主的松軟土層，對于含砂卵石的地層要經(jīng)過適當(dāng)處理后方可采用。SMW工法適宜的基坑深度與施工機械有關(guān)，在國內(nèi)開挖深度6~13m的基坑比較適宜，但近幾年南京、上海、杭州、北京的地鐵工程中使用SMW工法樁的基坑挖深越來越大，最深的是杭州一號線秋濤路車站，基坑開挖達19.5m。在國外尤其是日本開挖深度達到20m以上時也曾得到應(yīng)用。

　　3.施工中的有關(guān)注意事項

　　(1)SMW工法成樁過程的質(zhì)量控制標(biāo)準應(yīng)參照水泥土深層攪拌樁，即保證水泥摻量以及提升速度，并至少復(fù)攪1次以上。成樁過程中提升速度<0.6m/min；攪拌速度R=45r/min。

　　(2)注意控制H型鋼的插入時間。鉆桿達到設(shè)計深度時要及時插入H型鋼，以免因水泥土的凝固影響插入或強制插入后影響水泥土的完整性，導(dǎo)致不能很好地協(xié)同作用。應(yīng)盡可能靠型鋼自重插入，起拔時要垂直用力，不允許傾斜插放或側(cè)向撞擊型鋼。

　　(3)H型鋼宜選用沒有接頭的整樁。若H型鋼需要焊接，須避開支護樁最大受力處，有焊接接頭的樁數(shù)不超過總樁數(shù)的50%，相鄰樁接頭在垂直方向須錯開2m以上。起吊前在距H型鋼頂端0.2m處開1個中心孔，孔徑約40mm，作為型鋼插入和起拔的吊點，樁頭兩面應(yīng)貼焊鋼板以增加強度。

　　(4)開挖土方必須待攪拌樁強度達到設(shè)計強度后方可，且須提前兩周進行坑內(nèi)井點降水，抽干坑內(nèi)殘留水，以保證坑底腳趾穩(wěn)定。按設(shè)計要求逐塊逐層開挖，及時支撐，不得超挖，注意土體應(yīng)力釋放節(jié)奏。挖至坑底即澆筑素混凝土墊層封底并加速底板澆筑。工序間的銜接緊密與否直接影響到圍護結(jié)構(gòu)變形的發(fā)展，變形過大不但會破壞周邊地貌，還會增加型鋼回收難度。

　　(5)加強施工監(jiān)測，建立監(jiān)控報警制度。SMW施工過程及土方開挖中應(yīng)進行全過程監(jiān)測，主要是墻體水平位移和周邊建筑物及地表沉降，早期和后期為1次/d，中期為2～3次/d，中間若發(fā)生突變，應(yīng)增加監(jiān)測頻率。

　　二、深基坑工程中SMW工法樁的施工工藝流程

　　SMW工法樁施工的流程為：導(dǎo)槽施工→鉆機就位與鉆進→型鋼制作與安裝→樁頂冠梁施做→型鋼拔除與回收等工序。具體施工步驟如下：

　　(1)施工準備

　　開工之前調(diào)查地下管線、清除地上和地下的一切障礙物，平整施工場地。根據(jù)施工場地內(nèi)建立的導(dǎo)線測量控制點和水準測量控制點，進行施工放樣。采用全站儀和水準儀進行定位和高程測量。施工放樣經(jīng)工地監(jiān)理復(fù)核確認后方可施工。

　　(2)導(dǎo)溝開挖、置放導(dǎo)軌

　　為使攪拌鉆機順利鉆進，保證墻體垂直度，沿排樁中軸線開挖寬1.0m、深1.5m的導(dǎo)溝。在溝槽旁邊打入4根1.5m長10號槽鋼作為固定支點，垂直溝槽方向放置兩根200×200mm工字鋼與槽鋼焊接，然后在平行溝槽方向放置兩根300×300mm工字鋼作導(dǎo)軌，并與下面的橫向工字鋼焊接，形成井字形框架。導(dǎo)軌上標(biāo)出孔位中心及插入H型鋼位置等施工標(biāo)志。

　　(3)鉆掘及攪拌

　　樁機就位，調(diào)整樁架垂直度。鉆機在鉆孔全過程中，始終保持螺桿勻速轉(zhuǎn)動、勻速下鉆和勻速提升。鉆進速度對于粘性土一般為0.5~1m/min，砂土為1~1.5m/min。提升速度一般為1~2m/min。鉆進速度比提升速度慢1倍左右。根據(jù)鉆進和提升兩種不同的速度，注入不同摻量、攪拌均勻的水泥漿液，并采用高壓噴氣進行孔內(nèi)水泥土翻攪，使水泥土攪拌樁在初凝前達到充分攪拌。在鉆進時水泥用量占總數(shù)的70~80%，提升時占20~30%。使用的水泥漿攪拌時間不少于2~3min，并不停攪拌，防止水泥離析。壓漿時要連續(xù)進行，不得中斷。

　　(4)H型鋼插入

　�、貶型鋼的減摩劑制作

　　清除H型鋼表面的污垢和鐵銹。使用電熱棒將減摩劑加熱至完全熔化，均勻涂敷于H型鋼表面，如遇雨天，型鋼表面潮濕，則首先用抹布擦去表面積水，熱風(fēng)機吹干后涂刷減摩劑，如出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，及時鏟除重新涂刷。

　　②起吊及插入

　　H型鋼采用30t履帶吊起吊，通過定位裝置將型鋼插入攪拌樁內(nèi)，型鋼插入到設(shè)計位置后，固定在鋼懸掛梁上，以免型鋼繼續(xù)下沉，待水泥土攪拌樁達到一定強度后，拆除鋼懸掛梁及定位導(dǎo)軌。為防止型鋼在起吊過程中因不斷轉(zhuǎn)動而出現(xiàn)扭曲變形，在起吊前于端部用鐵塊加以固定。

　　③回收H型鋼

　　地下結(jié)構(gòu)完成后，鑿除砼冠梁，先用千斤頂松動頂起H型鋼再用千斤頂配合100t吊機將H型鋼拔出回收。并用6%～10%的水泥漿填充H型鋼拔除后的空隙。

　　三、結(jié)束語

　　經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，SMW工法樁總體施工效果較好，土方開挖后可見樁身垂直度好，無滲水現(xiàn)象，但存在型鋼外露現(xiàn)象，這將不利于主體結(jié)構(gòu)施工完畢后型鋼的拔除�？偟膩碚f，SMW工法具有質(zhì)量可靠、抗?jié)B性能好、施工方便、工期快、造價低、污染小等優(yōu)點，有著廣泛的發(fā)展和應(yīng)用前景。

　　參考文獻：

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