SMW工法基坑支護(hù)施工介紹

SMW工法基坑支護(hù)施工簡介1.前言近年來，伴隨我國經(jīng)濟(jì)和都市建設(shè)的發(fā)展,地下工程愈來眾多，開發(fā)和運(yùn)用地下空間的規(guī)定日顯重要。在公用工程和房建工程中大量深基坑工程的出現(xiàn)，增進(jìn)了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算理論的提高和施工工藝的發(fā)展。SMW基坑支護(hù)工法是一種新型的基坑支護(hù)技術(shù)，也稱柱列式水泥攪拌土持續(xù)墻支護(hù)工法。該工法于1976年在日本問世，并得到很大推廣，廣泛應(yīng)用于都市下穿隧道工程、共用管溝工程、地鐵以及各類高層建筑的深基坑開挖支護(hù)工程等。近來數(shù)年，SMW基坑支護(hù)工法在昆明市得到了應(yīng)用并在市政建設(shè)工程中,如都市下穿隧道、共用管溝等工程中得到使用。2.工法特點(diǎn)2.1地下支護(hù)墻體施工過程中不擾動鄰近土體，不會產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害。2.2在基坑開挖過程中，配合使用內(nèi)撐支護(hù)法或預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)法對SMW墻體施加預(yù)應(yīng)力，消除基坑周圍土體積極土壓力對基坑的變形影響，保證基坑在開挖過程中的安全。

2.3鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼與攪拌翼相間設(shè)置的特點(diǎn)，伴隨鉆掘和攪拌反復(fù)進(jìn)行，可使水泥系強(qiáng)化劑與土壤得到充足攪拌，并且墻體全長無接縫，從而使它可比老式的止水圍幕墻具有更可靠的止水性。2.4它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MPa如下的巖層應(yīng)用。

2.5可成墻厚度650～1300mm,常用厚度650～850mm；成墻深度可達(dá)35m。2.6所需工期較其他工法為短，在一般地質(zhì)條件下，每一臺班可成墻200～300m2.7廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法為少。且外運(yùn)廢土為摻了水泥的改良土，可作為回填材料使用。3.合用范圍臨近建（構(gòu)）筑物、地面條件限制、地層構(gòu)造復(fù)雜、富水和垂直開挖條件下的明挖地下工程。也可用于軟基處理和止水幃幕工程。4.工藝原理SMW工法施工合用軟硬各類土層，包括砂爍層、卵石層、巖層。該工法以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場一定位置向一定深度進(jìn)行鉆掘，在鉆頭處噴出水泥系固（強(qiáng)）化劑在鉆具攪拌葉片和壓縮空氣的氣舉作用下，土體自上而下、自下而上反復(fù)進(jìn)行混合攪拌，在各施工單元之間則采用部分重疊搭接施工，在水泥土混合體未固結(jié)之前插入H型鋼作為樁體加勁材料，與水泥土固結(jié)形成具有一定強(qiáng)度、密度和剛度的、持續(xù)完整的、無接縫的地下墻體?；釉陂_挖過程中，根據(jù)地質(zhì)狀況進(jìn)行坑壁土壓力設(shè)計(jì)計(jì)算，按設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，可采用鋼（砼）圍檁、預(yù)應(yīng)力鋼管支撐進(jìn)行內(nèi)支撐或預(yù)應(yīng)力錨索外支撐，抵消基坑周圍土體積極土壓力對基坑的變形影響，形成有效的深基坑支護(hù)體系。在地下永久構(gòu)造分階段形成后，通過支撐體系轉(zhuǎn)換，即可分環(huán)節(jié)拆除內(nèi)支撐，完畢基坑支護(hù)。地下永久構(gòu)造完畢后，可對H型鋼進(jìn)行拔出回收。在環(huán)境保護(hù)方面，SMW工法施工的噪音小，制漿設(shè)備采用自動配漿系統(tǒng)幾乎無粉塵，對周圍的環(huán)境影響較小。拔出H型鋼的同步對拔出H型鋼形成的空隙進(jìn)行灌漿處理，SMW墻體由于成墻后的強(qiáng)度低（1.2～3.0Mpa）,在拔出H型鋼后不會在地下形成障礙物,對后來的地下建筑施工不會有影響，顯示出了獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)優(yōu)勢。工藝原理見圖2.1-1、圖2.1-2壓漿管壓漿管高壓氣管壓漿管壓漿管高壓氣管工藝原理工藝原理圖2.1-1圖2.1-2圖2.1-25.SMW基坑支護(hù)工法施工環(huán)節(jié)5.1場地清理路基承重荷載以能行走50T履帶式吊車及步履樁機(jī)為準(zhǔn)。5.2測量放線根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時標(biāo)志。放樣定線后做好測量技術(shù)復(fù)核單，提供監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收證。確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行攪拌施工。5.3定位線設(shè)置及三軸攪拌樁孔位定位在SMW工法施工導(dǎo)溝的外側(cè)設(shè)置一條定位線（鋼線）。以φ850SMW為例，三軸攪拌三軸中心間距為900mm，根據(jù)這個尺寸在定位鋼線上每隔900mm作出定位定位線鋼線定位標(biāo)識定位線鋼線定位標(biāo)識SMW工法SMW工法施工導(dǎo)溝定位線示意圖5.3-15.4SMW工法施工5.4.1根據(jù)施工工藝的規(guī)定，采用SMW三軸鉆機(jī)，樁架可采用履帶式樁架或步履式樁架。根據(jù)工程的規(guī)模和工期的規(guī)定以及現(xiàn)場場地條件和臨時用電等狀況，合理確定設(shè)備的投入力量和機(jī)械的配套工具，詳見下表和圖2.1-2：（以φ850SMW為例）SMW工法重要施工設(shè)備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1三軸攪拌樁機(jī)ZKD85-31臺180kw2步履式樁架1臺80kw3拌漿設(shè)備31套15kw4壓漿泵320L/min3臺1臺備用30kw5履帶式吊機(jī)50t1臺6水準(zhǔn)儀1臺7挖掘機(jī)0.1臺柴油8空壓機(jī)6m1臺柴油5.4.2施工次序SMW工法施工按圖5.4.2-1或圖5.4.2-2次序進(jìn)行，其中陰影部分為反復(fù)套鉆，保證墻體的持續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，以到達(dá)止水的作用。1單側(cè)擠壓式連接方式：對于圍護(hù)墻轉(zhuǎn)角處或有施工間斷狀況下采用此連接。施工次序5施工次序3施工次序1施工次序5施工次序3施工次序1施工次序N施工次序4施工次序2施工次序N施工次序4施工次序22543125431NN單側(cè)擠壓式連接施工次序示意圖5.4.2-1施工次序1施工次序22跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接：一般狀況下均采用該種方式進(jìn)行施工。施工次序1施工次序2施工次序4施工次序2施工次序1施工次序3施工次序4施工次序2施工次序1施工次序3施工次序5施工次序3施工次序2施工次序1施工次序N施工次序4施工次序5施工次序3施工次序2施工次序1施工次序N施工次序4N4321N432155跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接施工次序示意圖5.4.2-25.4.3樁機(jī)就位5.4.4攪拌速度及注漿控制1三軸攪拌樁在成孔下沉和攪拌提高過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同步嚴(yán)格控制下沉和提高速度。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定和有關(guān)技術(shù)規(guī)定，下沉速度不不小于1m/min，提高速度不不小于2m/min，在樁底部分合適持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。匹配好漿量與泵量，在導(dǎo)溝底部如下0～0.5米開始噴漿，下沉過程中將漿量盡量注入。時間提高注漿（2m/min）深度時間提高注漿（2m/min）深度停止注漿⑷停止注漿下沉攪拌下沉攪拌注漿（1m/min）⑴⑶⑵攪拌時間—下沉提高關(guān)系圖5.4.4-12制備水泥漿液及漿液注入水泥標(biāo)號為一般硅酸鹽水泥Po42.5，每立方攪拌水泥土水泥用量常規(guī)為360kg。在SMW施工前應(yīng)進(jìn)行漿液的配制，開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。水泥漿液的水灰比為1.5:1，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，注漿壓力為4～6Mpa來控制。5.4.5H型鋼插入H型鋼可采用熱扎H型鋼或焊接H型鋼。三軸水泥攪拌樁施工完畢后應(yīng)立即進(jìn)行H型鋼插入。在成型的SMW墻體兩側(cè)安放定位型鋼和H型鋼定位卡，固定插入H型鋼的平面位置，然后將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡漸漸垂直插入SMW墻體內(nèi)。H型鋼插入圖5.4.5-1施工完畢后的SMW墻體，H型鋼插入的密度根據(jù)支護(hù)構(gòu)造剛度的規(guī)定，可采用隔一插一、隔一插二、滿插等插法。工藝流程見圖5-1SMW樁機(jī)就位，校正樁機(jī)水平、垂直度制備水泥漿液啟動鉆機(jī)、壓漿機(jī)、空壓機(jī)。噴漿加氣鉆具切割土體下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高H型鋼插入、固定SMW樁機(jī)組裝場地清理測量放線開挖導(dǎo)溝施工結(jié)束SMW樁機(jī)就位，校正樁機(jī)水平、垂直度制備水泥漿液啟動鉆機(jī)、壓漿機(jī)、空壓機(jī)。噴漿加氣鉆具切割土體下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高H型鋼插入、固定SMW樁機(jī)組裝場地清理測量放線開挖導(dǎo)溝施工結(jié)束SMW下一施工循環(huán)SMW下一施工循環(huán)H型鋼制備、刷隔離劑H型鋼制備、刷隔離劑噴漿加氣鉆具提高至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高噴漿加氣鉆具提高至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高工藝流程圖5-15.5基坑降水、支撐、開挖施工SMW墻體具有止水、擋土和一定的支護(hù)作用，為使其具有穩(wěn)定的基坑支護(hù)，必需進(jìn)行SMW墻體支撐。為使成型后的SMW墻體形成整體和便于內(nèi)支撐鋼管施加預(yù)應(yīng)力或進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工，在SMW墻體頂部制作一道鋼筋混凝土冠梁。澆注冠梁時，在冠梁中的H型鋼須用塑料泡沫板將其與混凝土隔開，否則將影響H型鋼的起拔回收。基坑降水基坑土方開挖前，應(yīng)采用井點(diǎn)降水等措施對基坑進(jìn)行降水。由于SMW墻體具有很好的止水性能，基坑外無需進(jìn)行回灌補(bǔ)水。支撐施工1、內(nèi)支撐施工，在基坑土方開挖的同步，對SMW基坑支護(hù)墻體進(jìn)行內(nèi)支撐施工。內(nèi)支撐一般使用螺旋焊接鋼管。壁厚為14～16mm，直徑為516～609mm。在內(nèi)支撐鋼管的一端，設(shè)置預(yù)應(yīng)力施加活動頭。內(nèi)支撐鋼管及預(yù)應(yīng)力施加見下圖：支撐鋼管活動頭楔鐵千斤頂支撐鋼管活動頭楔鐵千斤頂為擴(kuò)散內(nèi)支撐鋼管應(yīng)力，在SMW基坑支護(hù)墻體上設(shè)置鋼圍檁，頂層圍檁一般以冠梁替代。頂層內(nèi)支撐也可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐構(gòu)造。第二層圍檁一般使用由鋼板焊接的鋼圍檁，壁厚為14～16mm，斷面為：400×500mm的雙H型鋼圍檁。鋼圍檁安裝措施采用在SMW墻體內(nèi)的H型鋼上焊接牛腿或鋼索吊掛。安裝見下圖：支撐鋼管SMW墻體鋼圍檁冠梁焊接牛腿H型鋼基坑底板墊層支撐鋼管SMW墻體鋼圍檁冠梁焊接牛腿H型鋼基坑底板墊層2、基坑外預(yù)應(yīng)力錨索支撐，在冠梁和腰梁上預(yù)留錨索孔，通過設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索對SMW墻體施加支撐。H型鋼SMW墻體H型鋼SMW墻體5.6H型鋼回收待地下主體構(gòu)造完畢并到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反力梁，起拔回收H型鋼。8.應(yīng)用實(shí)例8.1東風(fēng)路下立交工程：東風(fēng)路下立交工程為穿越近日公園和原南屏街的都市下穿隧道工程，隧道采用明挖施工,最大開挖深度12米，由于開挖寬度限制，只能采用垂直開挖施工?；觾蓚?cè)為建筑物，近來建筑物距開挖基坑不到3米，基坑開挖需穿越淤泥質(zhì)粘土層、粉砂及圓礫層并伴有承壓水。在這種施工環(huán)境下，采用φ850SMW工法做基坑圍護(hù)并采用500×600鋼筋混凝土頂支撐和400×500雙H型鋼圍檁加φ609×16支撐鋼管內(nèi)撐體系。基坑開挖后，基坑兩側(cè)地面、建筑物無沉降變形，基坑內(nèi)無水。順利的完畢了東風(fēng)路下立交工程。8.2昌宏路下立交工程：昌宏路下立交為昌宏路下穿南連接線，該工程地處滇池泥沼地質(zhì)，地下水豐富，土體經(jīng)擾動后處在流塑狀，無法進(jìn)行開挖。采用φ850SMW工法做基坑圍護(hù)，隔絕基坑外補(bǔ)水，運(yùn)用SMW墻體止水、擋土和單端錨固的支護(hù)作用，作懸臂基坑支護(hù)體系，該基坑最大開挖深度7米,開挖寬度568.3烏龍河泵站工程：烏龍河泵站地處滇池草海湖邊，地質(zhì)松軟（泥碳土），地下水豐富，使用常規(guī)的樁加止帷幕難以保證基坑穩(wěn)定和不滲水。后采用SMW工法做泵站基坑圍護(hù)。運(yùn)用SMW樁互相咬合和徑向受力大的特點(diǎn)，泵站基坑采用直徑20米桶形圍護(hù)體，最大開挖深度12米?；娱_挖后，基坑穩(wěn)定無沉降變形，基坑內(nèi)無水。順利的完畢烏龍河泵站工程8.4玉溪玉水金岸水云間A區(qū)基坑工程：玉水今岸水云間A區(qū)重要建筑物為7棟樓高33層建筑，為框架剪力墻構(gòu)造類型，地下室2層。最大挖深為：8米，基坑長度770米。由于地層為圓礫和粉沙并伴有局部鈣、錳膠結(jié)地質(zhì)，一般的單軸深層攪拌設(shè)備無法進(jìn)行有效的止水帷幕施工。采用SMW工法加基坑外預(yù)應(yīng)力錨索支撐作