楊慶華?。ò不帐〉谝唤ㄖこ坦?，安徽　合肥　230031）

淺談SMW工法在深基坑中的應(yīng)用

楊慶華（安徽省第一建筑工程公司，安徽合肥230031）

SMW（Soil Mixing Wall的簡寫）工法，是以3軸型鉆掘攪拌機(jī)切削攪拌周圍土體，并向其內(nèi)高壓噴射水泥膠凝材料并反復(fù)混合均勻攪拌，二樁間相互搭接，咬合緊密，形成嚴(yán)密的止水帷幕。在水泥土樁初凝前插入H型鋼，增加強(qiáng)度和剛度，承擔(dān)基坑外土、水推動所產(chǎn)生的彎矩和剪力而形成的一種擋土兼止水的復(fù)合連續(xù)墻體。

三軸水泥攪拌樁；SMW工法；型鋼；土層錨桿；土釘墻

0　前言

三軸水泥攪拌樁支護(hù)技術(shù)可以在黏土、粉土、砂礫中使用，可在開挖深度15m以下的基坑圍護(hù)工程中應(yīng)用，適用性極廣，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。下面具體說明SMW工法在某工程項(xiàng)目上的應(yīng)用。

1　工程案例

1.1工程概況

某工程建筑面積29211.06m2，地上20層，地下2層；建筑高度79.90m；結(jié)構(gòu)類型為框剪結(jié)構(gòu)。土方開挖深度約8.55m（墊層底標(biāo)高），局部分開挖深度約9.9m（墊層底標(biāo)高），電梯井開挖深度約11.42m（墊層底標(biāo)高）。

1.2周邊環(huán)境

基坑西側(cè)、北側(cè)、南側(cè)均為農(nóng)田，基坑?xùn)|側(cè)為錢江三橋連接公路，基坑開挖頂邊線距離用地紅線約1.2m～1.3m。紅線外即道路，該道路為雙向兩車道，路寬20m，車流較大，道路下無鋪埋市政管線，具體見圖1。

圖1　基坑平面圖

1.3地質(zhì)情況

本工程主要挖土為耕土、砂質(zhì)粉土，坑底土層為砂質(zhì)粉土，屬于軟弱土層。

2　支擋結(jié)構(gòu)方案

結(jié)合該項(xiàng)目的基坑特點(diǎn)、周邊環(huán)境及地質(zhì)情況，為達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的目的，最終確定支擋方案為：西側(cè)、北側(cè)采用二級放坡+土釘墻；東側(cè)、東南側(cè)采用SMW工法樁+一道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，內(nèi)支撐置于東南角（考慮公路側(cè)動荷）與SMW樁冠梁相連，形成復(fù)合體系；東南側(cè)以外的南側(cè)部分采用SMW樁+土層錨桿；東南角、西南角局部考慮截面突變，在水泥土樁（沒有插入型鋼時(shí)）中加作沉管灌注樁進(jìn)行加強(qiáng)，其它復(fù)合部分不變。所有樁頂放坡部分均采用土釘墻護(hù)面。

3　SMW施工技術(shù)

本項(xiàng)目的SMW工法樁采用DH608三軸攪拌樁機(jī)以及與之配套的拌漿系統(tǒng)和輸漿系統(tǒng)進(jìn)行水泥土攪拌成樁，樁體內(nèi)插一跳一布置H型鋼，采用吊機(jī)起吊型鋼靠自重插入，必要時(shí)用液壓振動錘進(jìn)行壓入。

3.1施工工藝流程（見圖2）

圖2　SMW工法樁施工工藝流程

3.2主要施工工藝

①三軸攪拌樁3Φ850，軸間距600，相互搭接250，幅與幅間搭接850。本項(xiàng)目水泥土樁樁體長14.5m，H型鋼長14m。

②施工前應(yīng)通過成樁試驗(yàn)確定攪拌下沉和提升速度、水泥漿液水灰比等工藝參數(shù)及成樁工藝，成樁試驗(yàn)不宜少于2根，漿液水灰比1.5～2.0。

③攪拌樁樁位偏差不超過50mm，樁身垂直度誤差不超過1/200，樁徑偏差不大于10mm，樁底標(biāo)高偏差不超過+50mm。

④正常情況下成樁采用一噴一攪的攪拌工藝，根據(jù)該項(xiàng)目的地質(zhì)情況（主要為砂性土地層）宜采用兩噴兩攪：第一次噴漿70%，第二次噴漿30%；水泥和原狀土需均勻拌和，下沉及提升均為噴漿攪拌，下沉速度為0.3～1.0m/min，提升速度為1.0～2.0m/min；下沉?xí)r噴漿量一般為額定總漿液量的70%～80%；壓漿速度應(yīng)和提升（或下沉）速度相配合，確保額定漿量在樁身長度范圍內(nèi)均勻分布；提升時(shí)不應(yīng)在孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成周邊土體的過大擾動，攪拌次數(shù)或攪拌時(shí)間應(yīng)能保證水泥土攪拌樁的成樁質(zhì)量。

⑤對基坑?xùn)|側(cè)臨近公路當(dāng)重點(diǎn)保護(hù)對象，攪拌下沉速度宜控制在0.3m/min～0.8m/min范圍內(nèi)，提升速度宜小于1m/min，噴漿壓力不宜大于0.8MPa。

⑥因故擱置超過2h以上的拌制漿液應(yīng)作廢漿處理；施工時(shí)因故停漿，應(yīng)在恢復(fù)壓漿前將三軸攪拌機(jī)提升或下沉0.5m后再注漿攪拌施工。

⑦搭接施工的相鄰樁，施工間歇時(shí)間不應(yīng)超過16h，當(dāng)超過16h，搭接施工時(shí)應(yīng)放慢攪拌速度；若無法搭接或搭接不良，應(yīng)作為冷縫記錄在案，并經(jīng)支護(hù)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后，在搭接處采取相關(guān)補(bǔ)救措施。

⑧根據(jù)本項(xiàng)目基坑支護(hù)的特點(diǎn)，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)計(jì)算，本項(xiàng)目內(nèi)插型鋼采用H700×300×13× 24@900/1200。

⑨H型鋼經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后進(jìn)場，型鋼接頭焊接質(zhì)量應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205）的有關(guān)規(guī)定，且接頭形式與焊接質(zhì)量須滿足型鋼起拔要求，為利于起拔回收，內(nèi)插型鋼表面涂抹減摩劑。

⑩H型鋼宜采用整材，當(dāng)因施工需要采用分段焊接時(shí)，宜采用坡口焊接，焊縫質(zhì)量等級不得低于二級；單根型鋼中焊接接頭不宜超過2個(gè)，焊接接頭位置應(yīng)避免設(shè)置在支撐位置或開挖面附近等型鋼受力較大處，型鋼接頭距離坑底面不宜小于2m，相鄰型鋼的接頭豎向位置宜相互錯(cuò)開，豎向錯(cuò)開距離不宜小于1m。

?H型鋼插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后水泥初凝前，插入前必須檢查其直線度、接頭焊接質(zhì)量確保滿足垂直度要求；H型鋼插入宜依靠自重插入，嚴(yán)禁采用多次重復(fù)起吊型鋼并松鉤下落的插入方法；本項(xiàng)目樁體采用插一跳一間隔插入H型鋼垂直于基坑邊。

?H型鋼回收應(yīng)在主體地下結(jié)構(gòu)施工完成、地下室外墻與攪拌樁之間回填密實(shí)后方可進(jìn)行；H型鋼起拔宜采用液壓起拔機(jī)；H型鋼拔除回收時(shí)應(yīng)按先短邊后長邊的順序拔出，即：先從東北面再拔東面及南面。拔除時(shí)采用間隔對稱拔除的方法，以利于樁體受力均勻。

?對于型鋼拔除后留下的空隙應(yīng)及時(shí)注漿填充，并應(yīng)編制包括漿液配比、注漿工藝、拔除順序等內(nèi)容的專項(xiàng)方案。

?基坑開挖前應(yīng)檢驗(yàn)水泥土攪拌樁的樁身強(qiáng)度，強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；攪拌樁樁身強(qiáng)度宜采用漿液試塊強(qiáng)度試驗(yàn)確定，也可采用鉆取樁芯強(qiáng)度試驗(yàn)確定。

?攪拌樁鉆芯數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的2%，且不應(yīng)少于3根，鉆孔取芯完成后的空隙應(yīng)及時(shí)注漿填充。

3.3施工注意事項(xiàng)

①吊機(jī)及樁機(jī)行走路線應(yīng)先進(jìn)行路基處理，路面平整且具有足夠的承載力，以能確保樁機(jī)、吊車安全順利通過。

②根據(jù)支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙，提前做好測量放線工作，準(zhǔn)確放出SMW樁位，為開挖導(dǎo)向溝槽和攪拌樁孔位定位提供依據(jù)。

③根據(jù)基坑周邊特點(diǎn)和地質(zhì)情況，正確選擇SMW工法成樁的施工順序（本項(xiàng)目采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接，如圖3、4所示）。

圖3　基坑?xùn)|側(cè)（臨近公路一側(cè)）SMW樁成樁順序

圖4　基坑?xùn)|北（南）角處SMW樁成樁順序

④SMW成樁過程要有專人指揮、專人進(jìn)行監(jiān)測控樁機(jī)垂直度。

⑤制備水泥漿液及漿液注入按相關(guān)要求控制用量及壓力，防止四處漫流，影響文明施工。

⑥注意掌握H型鋼的插入和回收的時(shí)間，以免樁體強(qiáng)度增長過快H型鋼難以插入和拔出。

4　SMW樁與其他支護(hù)結(jié)合

SMW樁施工完成后與鋼筋混凝土內(nèi)支撐（設(shè)于東北角處，鋼筋混凝土內(nèi)支撐采用Φ800直徑鋼筋混凝土鉆孔灌注樁作豎向立柱樁）、土層錨桿（南側(cè)）、土釘墻護(hù)面（放坡處）形成復(fù)合支護(hù)體系。

圖5　復(fù)合內(nèi)支檔示意圖

5　結(jié)語

SMW工法樁在本項(xiàng)目深基坑工程中的應(yīng)用，通過變形沉降觀測，東面的城市道路，北面、西面、南面的農(nóng)田土質(zhì)均無擾動、下沉開裂、變形等現(xiàn)象的發(fā)生，為該項(xiàng)目的地下室施工創(chuàng)造了條件、節(jié)約了時(shí)間，對項(xiàng)目的整體推進(jìn)也提供了一定的保障。SMW工法樁與混凝土灌注樁支護(hù)相比，能節(jié)約大量工時(shí)，且水泥材料便宜，插入的型鋼還能拔出重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。SMW工法樁與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)配合使用得當(dāng)，同時(shí)又能提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。綜上述，SMW工法樁在本項(xiàng)目中的應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在深大、軟弱的基坑支護(hù)工程中應(yīng)用的優(yōu)勢尤為突出，值得在相應(yīng)的基坑支護(hù)中推廣和使用。

［1］JGJ120-2012，建筑基坑技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

［3］趙志縉，等.簡明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊（第四版）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

TU473.2

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1007-7359（2016）04-0157-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.062

楊慶華（1966-），男，安徽合肥人，畢業(yè)于合肥聯(lián)合大學(xué)；工程師，國家注冊一級建造師。