張國春

(太原市市政工程設(shè)計研究院，山西太原 030002)

太原市五一路改造工程地道基坑SMW工法樁的應(yīng)用

張國春

(太原市市政工程設(shè)計研究院，山西太原 030002)

以太原市五一路改造工程中山大二院下穿地道的基坑支護為例，介紹了SMW工法樁連續(xù)墻在城市道路深基坑支護中的應(yīng)用，并針對SMW工法施工中遇到的問題，提出了解決措施，指出SMW工法具有工藝簡單、施工速度快、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。

基坑，SMW工法，施工工藝，管線

SMW工法又稱為新型水泥土攪拌樁墻，一種新型的工程施工技術(shù)，主要原理是利用三軸攪拌樁鉆機在原地層中削切地基土，同時在鉆頭處注入水泥強化漿液，與切碎的土體充分?jǐn)嚢?，然后在水泥土漿尚未硬化前插入H型鋼的一種地下工程施工技術(shù)。在水泥結(jié)硬后，形成具有一定強度和剛度的、連續(xù)無接縫的地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土或止水結(jié)構(gòu)。

SMW工法最初用于基坑支護工程，目前逐漸得到推廣，用于地基加固、深基坑支護、地下壩加固、垃圾填埋場護墻等領(lǐng)域。

1 工程概況

太原市五一路改造工程南起迎澤大街，北至勝利街，全長3.5 km。作為太原市歷史比較悠久的老街道，現(xiàn)狀道路比較狹窄，沿線古建筑、商圈、企事業(yè)單位眾多，道路兩側(cè)主要企事業(yè)單位有五一小學(xué)、山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院、山西省兒童醫(yī)院及婦幼保健院、太原市中醫(yī)研究院、省軍區(qū)招待所、省軍區(qū)機關(guān)幼兒園等以及其他住宅樓，這些單位均緊貼道路規(guī)劃紅線，甚至部分建筑進入紅線0.6 m～6.5 m，拆遷困難，線形指標(biāo)較低，紅線寬40 m～59 m不等。

本次設(shè)計在K1+500～K2+340段采用主線下穿、輔道與地面輔道平交的立體交叉方式，主線通道全長470 m，北側(cè)引道長210 m，南側(cè)引道長160 m。

橫斷面如圖1，圖2所示。

圖1 主線下穿標(biāo)準(zhǔn)段橫斷面圖

2 工程施工難點

本工程施工的主要難點在于:

1)現(xiàn)狀五一路地下管線較多，新舊管網(wǎng)錯綜復(fù)雜，且均在使用，施工期間不能長期停用，更不能廢止。

2)五一路沿線企事業(yè)單位較多，車流量、人流量較大，兩側(cè)建筑物距離紅線很近，施工場地非常有限，嚴(yán)重制約了施工組織方案的選擇和制定。

3)整個工程中橋涵結(jié)構(gòu)物所占比例較重，施工工期非常短，任務(wù)艱巨。

圖2 引道段橫斷面圖

3 SMW工法施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前首先對施工圖紙進行詳細認(rèn)真的研究，梳理施工的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵節(jié)點，制定合理的施工組織計劃。

對現(xiàn)狀道路下的各種管線進行詳細的調(diào)查登記，新建的、遷改的、接入的、預(yù)留的各種管線均應(yīng)了如指掌。施工前應(yīng)清除攪拌樁范圍內(nèi)的一切障礙，如建筑，管道等，清空后回填壓實，以防止施工過程中無法成樁或樁位傾斜。

與公安交警有關(guān)部門詳細對接，制定合理的交通組織方案、緊急情況應(yīng)急預(yù)案、施工安全預(yù)防方案。

3.2 施工流程

SMW工法樁施工流程如圖3所示［1］。

圖3 SMW工法樁施工流程圖

3.3 施工方法

1)測量放樣。根據(jù)設(shè)計單位及業(yè)主提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點，放出樁位，并設(shè)臨時控制樁，做好維護，填好技術(shù)復(fù)核單并驗收。

2)溝槽開挖。溝槽開挖并清除攪拌樁范圍內(nèi)的一切障礙，該工程溝槽開挖范圍內(nèi)地質(zhì)條件為填土、粉土及粉質(zhì)粘土，地下障礙物主要為舊的建筑、雨污水管道及樹根。將障礙物清除后并回填，覆土壓實。

根據(jù)放樣出的水泥土攪拌樁圍護中心線，沿圍護中心線平行方向開掘工作溝槽，溝槽寬度根據(jù)攪拌樁直徑確定，槽寬約1.0 m，深度約1.2 m，導(dǎo)溝可使攪拌機施工時的涌土不致冒出地面。在開挖溝槽兩側(cè)放置兩根300 mm×300 mm工字鋼定位型鋼，并在型鋼上做出攪拌樁樁位以及型鋼的插入位置。

3)SMW鉆進攪拌。SMW工法三軸攪拌樁，規(guī)格為φ850@ 600 mm，水泥采用P.O42.5級硅酸鹽水泥，水泥用量400 kg/m3，抗?jié)B性能應(yīng)滿足自防滲要求。樁體無側(cè)限抗壓強度不低于1.5 MPa。成樁28 d后采用鉆芯法檢測墻身完整性，檢測數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，并進行單軸抗壓強度試驗。水泥土攪拌樁垂直度偏差不應(yīng)大于1/200。本工程采用的施工順序是跳槽式雙孔全套打復(fù)攪式連接方式。

4)插入H型鋼。工法樁施工完畢后，吊機應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放型鋼。型鋼插入宜在工法樁施工結(jié)束后30 min內(nèi)進行，插入前應(yīng)檢查其規(guī)格型號、長度、直線度、接頭焊縫質(zhì)量等，以滿足設(shè)計要求。本工程采用700 mm×300 mm×13 mm×24 mm H型鋼，間距1.2 m。用型鋼定位卡固定插入型鋼的平面位置，然后起吊型鋼，將型鋼底部中心對準(zhǔn)樁位中心徐徐插入工法樁內(nèi)。在插入過程中采用經(jīng)緯儀或鉛垂線校核型鋼插入的垂直度。型鋼到達設(shè)計深度后，用槽鋼穿過吊筋將其固定在定位型鋼上。

5)基坑開挖。基坑深度7 m～8.5 m，施工單位在施工時與設(shè)計、監(jiān)理一起制定了專項施工方案，分層逐步開挖，邊挖邊設(shè)置內(nèi)支撐，內(nèi)支撐采用φ609 mm鋼管，壁厚12 mm，每隔6 m設(shè)置一道。基坑開挖及SMW工法樁見圖4。

圖4 SMW工法樁現(xiàn)場圖

6)H型鋼拔出。主體地下結(jié)構(gòu)施工完畢，結(jié)構(gòu)外墻與圍護墻間回填密實后方可拔出型鋼，應(yīng)采用專用夾具及千斤頂，以圈梁為反力梁，配以吊車起拔型鋼。型鋼拔出后的空隙應(yīng)及時充填密實。

4 SMW工法優(yōu)點

1)在道路開挖的深基坑中，靠近建筑物邊緣施工，其樁中心離建筑物距離80 cm即可。

2)地下連續(xù)墻施工時形成大量泥漿需處理，而SMW工法僅在導(dǎo)溝開挖時有少量土方，廢土外運少。

3)SMW工法工藝簡單，施工速度快，工期大幅縮短。

4)SMW工法樁與主體結(jié)構(gòu)分離，與地下連續(xù)墻相比工法樁的整體性和防水性能均較好，而且后期維護成本低。

5)施工擾動小，合理施工不會產(chǎn)生地面下沉、建筑物傾斜、道路裂損等危害。

6)施工器械決定了水泥與土得到充分?jǐn)嚢瑁覊w無接縫，比連續(xù)墻的止水性更可靠。

7)應(yīng)用范圍廣，可在粘性土、粉土、砂土等土層中應(yīng)用。通過本工程的實際應(yīng)用，證明SMW工法施工方案是可行的。由于型鋼可回收，造價明顯降低，加快了工程進度，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

5 SMW工法遇到的主要問題及解決方法

1)因施工中有管線與基坑相交，導(dǎo)致管線位置處無法采用工法樁，在管線周圍采用了旋噴樁，止水效果和工法樁相比，效果較差，但不影響安全施工，對滲漏的位置進行水泥漿抹面，并實時觀測，監(jiān)控。

2)因地質(zhì)條件，局部地層含有粉砂、細砂，在成樁后出現(xiàn)地下水滲漏的現(xiàn)象，在加大了水泥用量后問題得到明顯的改善，粉細砂間空隙被水泥漿充滿，水泥漿硬化后和粉細砂形成一個整體，達到止水的目的。

3)在插入型鋼過程中，有個別型鋼插入較深，型鋼頂高程沒有控制好，導(dǎo)致圈梁與型鋼不能充分連接，因為是個別型鋼，不影響圈梁和型鋼的整體性和安全性，在以后施工中注意高程控制，校核，現(xiàn)場技術(shù)人員與施工人員及時溝通，可避免人為原因造成的錯誤。

4)H型鋼插入過程中不垂直，因為導(dǎo)向型鋼沒有固定好，導(dǎo)致在插入型鋼過程中有偏差，將定位型鋼加固后，使用經(jīng)緯儀進行觀測，保證H型鋼順利插入。

5)H型鋼難以拔出，主要原因有兩個:一是水泥結(jié)硬后與H型鋼粘結(jié)力大大增加，插入型鋼前在型鋼表面涂刷減摩擦劑來解決。二是H型鋼在基坑開挖后受土壓力的作用產(chǎn)生側(cè)向變形，在計算選擇時應(yīng)增大型鋼的剛度，減少因土壓力產(chǎn)生的變形。

6 結(jié)語

隨著城市的發(fā)展，道路的改擴建，地上、地下構(gòu)造物的增多，對設(shè)計單位、施工單位提出越來越高的要求，難度越來越大，如何在規(guī)定的紅線范圍內(nèi)，在兩側(cè)建筑物等諸多條件的限制下，提出一個安全、經(jīng)濟、實用、環(huán)保的施工方案是一個挑戰(zhàn)，SMW工法樁的優(yōu)勢得以淋漓盡致的體現(xiàn)，被越來越多的工程使用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本工程在工法樁設(shè)計時，充分考慮了結(jié)構(gòu)受力合理、施工方便、構(gòu)造簡單等多方面因素，內(nèi)支撐采用簡單的橫向支撐，沒有交叉，給施工單位留下充裕的施工空間，既保證了施工質(zhì)量，又保證了施工進度，可作為城市地下通道、擋土墻、橋梁基礎(chǔ)等開挖的參考。

［1］《建筑施工手冊》編委會.建筑施工手冊［M］.第5版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.

On application of SMW construction method pile of foundation pits at Wuyi Road reconstruction in Taiyuan

Zhang Guochun
(Taiyuan Municipal Engineering Design and Research Institute，Taiyuan 030002，China)

Taking the foundation pit support of the underneath tunnel at No.2 Hospital of Shanxi University in the reconstruction project of Wuyi Road in Shanxi as the example，the paper introduces the application of SMW construction method pile continuous walls in the foundation pit support of urban roads，points out the solutions according to the problems in the construction，and indicates the method is featured with simple operation，speedy construction，and extensive application.

foundation pit，SMW construction method，construction method，pipeline

TU463

:A

1009-6825(2016)36-0073-02

2016-10-18

張國春(1983-)，男，工程師