基坑围护结构SMW工法施工分析

基坑围护结构SMW工法施工分析提要：三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物，素土回填夯实

　　基坑围护结构SMW工法施工分析

　　"SMW"法是在水泥土搅拌桩内插入工H型钢或其他种类的劲性材料，从而增加水泥土桩抗弯、抗剪能力，并具有挡水、挡土、工艺闭单、操作方便等特点的基坑围护施工方法。由于此类工法施工周期短、工程造价低、抗渗能力较强，在基坑围护中具备技术优势。本文通过武汉长江隧道工程江北明挖暗埋段A、B匝道基坑围护结构施工的工程实例，并对其变形情况和经济性作出分析。

　　1.引言：

　　近年来，随着我国经济和城市建设的发展，地下工程愈来众多，开发和利用地下空间的要求日显重要。大量深基坑工程的出现，促进了设计计算理论的提高和施工工艺的发展。SMW工法是一种新型的基坑支护技术，也称劲性水泥土搅拌桩法。该工法于1976年在日本问世，并得到很大推广，广泛应用于海底隧道工程、地铁、电铁等重大项目，以及各类高层建筑的深基坑开挖支护工程等。

　　2.工程概况:

　　2.1工程简介

　　武汉长江隧道工程为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一桥与二桥之间。隧道江北起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，江南终点为武昌友谊大道南侧规划中的沙湖路。本工程项目较多，有匝道、明挖暗埋隧道、盾构隧道，隧道总长3630米。

　　2.2工程地质及水文地质条件

　　根据工程地质勘察资料，本场地自地表至40m深度范围内分为10个土层：Qml杂填土○11层（层厚2～2.4m）、Qal4粉质粘土○42层（层厚3～5.4m）、Qal4粘土○41层（层厚2.9～3.5m）、Qal4淤泥质粉质粘土○46层（层厚1.9～2m）、Qal4粉土○43层（层厚0.5～0.6m）、Qal4淤泥质粉质粘土○45层（层厚4～4.5m）、Qal4粘土○41层（层厚1.8～2.5m）、Qal4粉质粘土○44层（层厚3～3.1m）、Qal4粉土○46层（层厚0.8～2m）、Qal4粉细砂○53层（层厚18m以上，未完全揭露）。按设计要求，本段工程围护结构施工深度，其地层厚度范围内所涉及的土层主要有：Qml杂填土○11层、Qal4粉质粘土○42层、Qal4粘土○41层、Qal4淤泥质粉质粘土○46层、Qal4粉土○43层、Qal4淤泥质粉质粘土○45层、Qal4粘土○41层和Qal4粉质粘土○44层。

　　本段工程场地地下承压水位较低，位于SMW工法施工范围以下，地下水主要为上层滞水和潜水，地下水对SMW工法施工无影响。

　　3.主要施工方法及措施

　　3.1场地平整

　　三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物，素土回填夯实，路基承重荷载以能行走50t大吊车及履带式重型桩架为准。

　　3.2测量放样

　　根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。为防止搅拌桩向内倾斜，造成内衬墙厚度不足，影响结构安全使用，按设计要求每边外放10cm。确认无误后进行搅拌施工。

　　3.3开挖沟槽

　　根据基坑围护内边控制线，采用挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工，并达到文明工地要求。

　　3.4定位型钢放置

　　在垂直槽沟方向放置两根型钢，长约2.5m，再在其上平行槽沟方向放置两根型钢，长约7m，两组型钢之间焊接连接。

　　3.5桩机就位

　　由当班班长统一指挥桩机就位，将三轴搅拌桩头中心位置在定位H型钢表面划线定位，以此定位搅拌桩机，定位偏差小于1cm，桩机应平稳、平正，并用线锤进行观测以确保钻机的垂直度。

　　3.6 SMW工法施工

　　SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。

　　3.7搅拌速度及注浆控制

　　三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。水泥采用32.5级新鲜普通硅酸盐水泥。水泥浆液的水灰比为1.8～2.2，每立方搅拌水泥土水泥用量为360kg，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，注浆压力以浆液输送能力来控制。

　　3.8 H型钢插入

　　三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。起吊前在距H型钢顶端0.10m处开一个中心圆孔，孔径约8cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，必须确保垂直。在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内。

　　3.9涂刷减摩剂

　　考虑H型钢回收，型钢必须涂刷减摩剂后再插入水泥土搅拌桩，结构强度达到设计要求后起拔回收。

　　3.10 H型钢回收

　　待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。用0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙，减少对邻近建筑物及地下管线的影响。

　　3.11 孔隙填充

　　为避免拔出H型钢后空隙对周围路面和建筑物的影响，拔出H型钢后须采用黄砂灌水进行填充密实。

　　4、结论

　　深基坑围护结构的形式很多，但从武汉长江隧道工程明挖暗埋段围护结构施工情况看，

　　在一定深度范围内，SMW工法既能满足其临时围护结构的作用，同时又降低了施工成本，是一种成熟的经济的施工方法，值得在该地区以后深基坑施工中应用和推广。