【摘 要】 結合杭州慶春路過(guò)江隧道江南明挖段深基坑SMW工法施工實(shí)例，介紹了SMW工法的特點(diǎn)、施工工藝、質(zhì)量控制要點(diǎn)。實(shí)踐證明，在隧道明挖深基坑中這是一種很有效的工法。

　　【關(guān)鍵詞】 隧道；深基坑；SMW工法樁；施工技術(shù)

　　1SMW工法簡(jiǎn)介

　　SMW是Soil Mixing Wall的縮寫(xiě)，于1976年在日本問(wèn)世。SMW工法是日本一家中型企業(yè)——成辛工業(yè)株式會(huì )社所擁有和開(kāi)發(fā)的一項專(zhuān)利。該工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現場(chǎng)向一定深度進(jìn)行鉆掘，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結硬前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥結硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續完整的、無(wú)接縫的地下墻體。

　　SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機，其中鉆桿有用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場(chǎng)合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

　　2SMW工法特點(diǎn)

　　2．1施工不擾動(dòng)鄰近土體，不會(huì )產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設施移位等危害。

　　2．2鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼與攪拌翼相間設置的特點(diǎn)，隨著(zhù)鉆掘和攪拌反復進(jìn)行，可使水泥系強化劑與土得到充分攪拌，而且墻體全長(cháng)無(wú)接縫，從而使它可比傳統的連續墻具有更可靠的止水性，其滲透系數K可達10～7cm/s.

　　2．3它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強度60MPa以下的巖層應用。

　　2．4可成墻厚度550～1300mm，常用厚度600mm；成墻最大深度目前為65m，視地質(zhì)條件尚可施工至更深。

　　2．5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70～80㎡.

　　2．6廢土外運量遠比其他工法為少。

　　3工程概況

　　慶春路過(guò)江隧道是杭州市實(shí)現西湖杭州到錢(qián)塘江杭州跨越發(fā)展的重要組成部分，是杭州市重點(diǎn)建設工程。隧道工程起點(diǎn)自杭州市江干區慶春東路一新塘路交叉口，向東略偏南直至江邊，過(guò)江后繼續沿線(xiàn)路方向（從規劃休閑廣場(chǎng)下穿過(guò)）接江南蕭山側市心路，主線(xiàn)于濱江一路交叉口北側（K3+440）預留與錢(qián)塘江世紀城綜合地下空間開(kāi)發(fā)系統的接口。本工程東線(xiàn)隧道長(cháng)3025m，西線(xiàn)隧道長(cháng)3022m；盾構隧道總長(cháng)3532.64單線(xiàn)米，其中東線(xiàn)長(cháng)為1765.72m，西線(xiàn)長(cháng)1766.92m，而錢(qián)塘江底段約1241m.

　　江南明挖段里程為東線(xiàn)LK3+132.723-LK3+440，西線(xiàn)RK3+130.254-Rk3+430，基坑采用大開(kāi)挖方式，深度達15.5m.SMW工法樁設計里程為東線(xiàn)LK3+145.443-LK3+240、西線(xiàn)RK3+142.954-RK3+220.SMW工法樁采用Φ850水泥土攪拌樁，樁中心間距600mm，樁長(cháng)為有7m、16m、15m三種；H型鋼采用Q235B鋼，規格700×300×13×24，插二跳一。主體結構完成且強度達到設計要求后，H型鋼全部起拔回收……

　　江南明挖段揭露地層為填土、砂質(zhì)粉土、粉砂夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、圓礫及卵石。地震設防烈度為6度。

　　4SMW工法施工工藝

　　SMW工法施工主要包括開(kāi)挖導溝、樁機定位、攪拌施工、泥漿制作、型鋼的插入與拔除等工藝。

　　4.1場(chǎng)地回填平整。三軸攪拌機施工前，必須先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清除施工場(chǎng)地內地上及地下障礙物，以及鑿除攪拌區域內的路面層硬物，施工場(chǎng)地路基承重荷載以能行走35噸大吊車(chē)為基本。

　　4.2測量放線(xiàn)。根據提供的坐標基準點(diǎn)，按照設計圖進(jìn)行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時(shí)標志。放樣定位后做好測量技術(shù)復核單，提請監理方進(jìn)行復核驗收簽證。確認無(wú)誤后進(jìn)行攪拌施工。

　　4.3開(kāi)挖溝槽。根據基坑圍護內邊控制線(xiàn)，采用0.4m3挖土機開(kāi)挖溝槽，并清除地下障礙物開(kāi)挖溝槽余土應及時(shí)處理，以保證SMW工法正常施工，并達到文明工地要求。

　　4.4定位型鋼放置。在平行溝槽方向放置一根定位型鋼，規格為500×300mm，長(cháng)約12m，定位型鋼必須放置固定好。轉角處H型鋼采取與圍護中心線(xiàn)成45.角插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。

　　4.5攪拌樁孔位定位。三軸樁機三軸中心距Φ850為1200mm，根據這個(gè)尺寸在平行H型鋼表面用紅漆劃線(xiàn)定位。

　　4.6三軸水泥攪拌樁施工。

　　4.6.1資源配置：根據施工工藝的要求、工程的規模和工期的要求以及現場(chǎng)場(chǎng)地條件和臨時(shí)用電等情況，采用兩臺三軸SMW工法深攪設備施工。

　　設備的投入量和機械的配套工具詳見(jiàn)表1：

　　表1SMW工法主要機械設備表

　　4.6.2施工順序。SMW工法施工按下順序進(jìn)行，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續性和接頭的施工質(zhì)量，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補正是依靠重復套打來(lái)保證，以達到止水作用。

　　4.6.3樁機就位。由當班班長(cháng)統一指揮樁機就位，移動(dòng)前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現障礙物應及時(shí)清除，樁機移動(dòng)結束后認真檢查定位情況并及時(shí)糾正。樁機應平穩、平正，并用線(xiàn)錘對龍門(mén)立柱垂直定位觀(guān)測以確保樁機的垂直度。三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進(jìn)行定位復核，偏差值應小于3cm.

　　4.6.4攪拌速度及注漿控制。①三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過(guò)程中均應注入水泥漿液，同時(shí)嚴格控制下沉和提升速度。根據設計要求和有關(guān)技術(shù)資料規定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在樁底部分適當持續攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。②制備水泥漿液及漿液注入，采用兩套自動(dòng)拌漿設備，電腦控制配合比。③在開(kāi)機前應進(jìn)行漿液的攪制，開(kāi)鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。采用P.0 32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為20%，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制。土體加固后，攪拌土體28d抗壓強度≥1.0Mpa.

　　4.7H型鋼施工。

　　4.7.1H型鋼加工及下插H型鋼質(zhì)量保證措施。三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機應立即就位，準備吊放H型鋼。①H型鋼使用前，在距型鋼頂端處開(kāi)一個(gè)中心圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚≥12mm的加強板，加強板尺寸400×300mm，中心開(kāi)孔與型鋼上孔對齊。若所需H型鋼長(cháng)度不夠，須進(jìn)行拼焊，焊縫應均為破口滿(mǎn)焊，焊好后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。②根據提供的高程控制點(diǎn)，用水準儀引放到定位型鋼上，根據定位型鋼與H型鋼頂標高的高度差確定吊筋長(cháng)度，在型鋼兩腹板外側焊好吊筋（≥Φ12線(xiàn)材），誤差控制在＋5cm以?xún)�。型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。③ 裝好吊具和固定鉤，然后吊起H型鋼，用線(xiàn)錘校核垂直度，必須確保垂直。④在溝槽定位型鋼上設H型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，必要時(shí)用點(diǎn)焊與定位型鋼連接固定；型鋼定位卡位置必須準確，要求H型鋼平面度平行基坑方向L＋4cm（L為型鋼間距），垂直于基坑方向S＋4cm（S為型鋼朝基坑面保護層）；將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡將型鋼徐徐垂直插入水泥土攪拌樁內，垂直度用線(xiàn)錘控制。

　　4.7.2涂刷減摩劑。根據設計要求，本支護結構的H型鋼在結構強度達到設計要求后必須全部拔出回收。H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，以利拔出；要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑。

　�、偾宄鼿型鋼表面的污垢及鐵銹。②減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，用攪幫攪時(shí)感覺(jué)厚薄均勻，才能涂敷于H型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。③如遇雨雪天，型鋼表面潮濕，應先用抹布擦干表面才能涂刷減摩劑，不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。④如H型鋼在表面鐵銹清除后未立即涂刷減摩劑，必須在以后涂刷施工前抹去表面灰塵。⑤H型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現涂層開(kāi)裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。⑥ 設在壓頂圈梁中的H型鋼部分的保護隔離措施

　　筑壓頂圈梁時(shí)，H型鋼挖出并清理干凈露出的H型鋼表面的水泥土后，在扎圈梁鋼筋前，埋設在壓頂梁中的H型鋼部分必須先用油毛氈貼型鋼包裹二層，用封箱膠帶或鐵絲綁扎固定好；油毛氈包裹高度高出圈梁頂15cm.

　　4.7.3H型鋼起拔方案。①施工安排。已完成地下部分工程或地下室頂板混凝土強度達到設計強度，讓出拔除型鋼的工作面后，即開(kāi)始拔除H型鋼。本工程起拔H型鋼采用一臺25t汽車(chē)吊，配備一組千斤頂，每組兩個(gè)千斤頂（型號為：QD-200T）。②H型鋼拔除施工程序。H型鋼拔除施工程序：平整場(chǎng)地→安裝千斤頂→吊車(chē)就位→型鋼拔除→孔隙填充。③平整場(chǎng)地。拔H型鋼前，必須先進(jìn)行頂圈梁上的清土工作，并留出足夠的操作面和通道，以保證千斤頂垂直平穩穩放置。④安裝千斤頂。將二個(gè)千斤頂（型號為：QD-200T）平穩地放在頂圈梁上，要拔出的H型鋼的兩邊用吊車(chē)將H鋼起拔架吊起，沖頭部分‘哈夫’圓孔對準插入H型鋼上部的圓孔，并將銷(xiāo)子插入，銷(xiāo)子兩邊用開(kāi)口銷(xiāo)固定以防銷(xiāo)子滑落，然后插入起拔架與H型鋼翼之間的錘型鋼板夾住H型鋼。⑤型鋼拔除。開(kāi)啟高壓油泵，二個(gè)千斤頂同時(shí)向上頂住起拔架的橫梁部分進(jìn)行起拔，待千斤頂行程到位時(shí)，敲松錘型鋼板，起拔架隨千斤頂緩慢放下置原位。待第二次起拔時(shí)，吊車(chē)須用鋼絲繩穿入H型鋼上部的圓孔吊住H型鋼。重復以上工序將H型鋼拔出。⑥本場(chǎng)地拔除的型鋼移至裝車(chē)地待一定量時(shí)裝運，應留出足夠的通道和停車(chē)場(chǎng)地。⑦孔隙填充。為避免拔出H型鋼后空隙對周?chē)�民宅等建筑物的影響，拔出H型鋼后須采用黃砂沖水倒流進(jìn)行填充。

　　4.8報表記錄。施工過(guò)程中由專(zhuān)人負責記錄，詳細記錄每根樁的下沉時(shí)間、提升時(shí)間和H型鋼的下插情況。及時(shí)填寫(xiě)當天施工的報表記錄，隔天送交監理。

　　5質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　5．1水泥土攪拌樁施工時(shí)，應針對不同土層進(jìn)行試驗選取水泥摻量，水泥最小摻量不應小于20%，水泥土28d無(wú)側限抗壓強度不小于1Mpa.

　　5．2施工停漿面必須高出樁頂設計標高0.5m，在開(kāi)挖基坑時(shí)，則將該高出部分先行挖除。

　　5．3Φ850水泥土攪拌樁垂直偏差<1/100，樁位偏差值均不得大于50mm.

　　5．4樁與樁搭接時(shí)間不應大于24h，如間歇時(shí)間太長(cháng)，搭接質(zhì)量無(wú)保證時(shí)，應采取局部補樁或注漿措施。

　　5．5內插H型鋼必須在成樁后2～4h內插畢，內插H型鋼應拔除回收并預先對型鋼采取減阻措施。型鋼拔除前水泥土攪拌墻與地下主體結構之間必須回填密實(shí)，并應對型鋼拔除后形成的空隙采用注漿填充等措施。

　　5．6型鋼宜采用整材，當需采用分段焊接時(shí)，應采用坡口焊接，對焊接縫的坡口形式和要求應遵照《建筑鋼結構焊接技術(shù)規程》（JGJ81-2002）的有關(guān)規定，焊縫質(zhì)量等級不應低于二級，單根型鋼中焊接接頭不宜超過(guò)2個(gè)，焊接接頭的位置應避免在型鋼受力較大處（如支撐位置或開(kāi)挖面附近）。

　　6結束語(yǔ)

　　SMW工法適用于粉土、粉砂地層，具有施工工期短、造價(jià)低、墻體無(wú)接縫、止水性能好、污染小等優(yōu)點(diǎn)。本工程深基坑圍護采用SMW工法，加快了工程進(jìn)度，減少了廢土外運量。實(shí)踐證明，在隧道明挖中這是一種很有效的工法。

　　參考文獻

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