SMW工法在新概念大廈基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

 SMW工法在新概念大廈基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

　　關(guān)鍵詞：SMW工法；基坑圍護(hù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　SMW工法是利用專門的多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾�，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，止水性能好，工期短，造價(jià)低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的深基坑工程。

　　一、工程及地質(zhì)概況

　　新概念大廈位于上海吳中路39號(hào)（近中山西路）上海送變電工程公司大院內(nèi)，為地下2層、地上5層框架結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)目基坑面積約2115平米，基坑圍護(hù)周長(zhǎng)約186米，呈梯形。本工程場(chǎng)地位于長(zhǎng)江三角洲入�？跂|南前緣，屬于濱海平原地貌類型。擬建場(chǎng)地地勢(shì)較平坦，自然地面標(biāo)高為3.800米。

　　二、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選擇

　　1）傳統(tǒng)圍護(hù)法“重力壩”（即：雙排攪拌樁做防滲帷幕，再加一排鉆孔灌注樁擋土）。常規(guī)基坑施工時(shí)，當(dāng)挖深在5-10米左右采用較多。這種圍護(hù)方式優(yōu)點(diǎn)是：受力合理，剛度好，能有效增加滲徑長(zhǎng)度，擋土及止水效果明顯。不足之處：因有兩排攪拌樁和一排鉆孔灌注樁，所以成本較高，且施工周期較長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)泥漿量較大，必須有相對(duì)較大的場(chǎng)地來(lái)進(jìn)行安排布置。

　　2）地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻優(yōu)點(diǎn)是：剛度好，可與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合（即：圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體與地下室板墻合一）。缺點(diǎn)是：工程造價(jià)較高，因施工過(guò)程中需有泥漿護(hù)壁等對(duì)環(huán)境的影響、污染較大。因此在10以內(nèi)的深基坑施工中應(yīng)用較少。

　　3）SMW工法。因其同樣施工攪拌樁，因此抗?jié)B效果能滿足要求；在攪拌樁內(nèi)插入型鋼后，使墻體同樣具有一定的剛性。且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地及施工環(huán)境要求低，其中心線離建筑物的墻面80厘米即可施工。與常規(guī)方法相比，成本可大幅度降低，適應(yīng)性更廣。施工時(shí)型鋼在攪拌樁初凝前插入加固區(qū)域，幾乎與攪拌樁同步行進(jìn)，工期可大大縮短，幾乎不產(chǎn)生泥漿，而且主體建筑出±0.00回填結(jié)束后，即可將型鋼拔出回收，極大地節(jié)約了成本。

　　經(jīng)過(guò)對(duì)以上三種常見(jiàn)圍護(hù)方式的比較，從施工的場(chǎng)地環(huán)境、進(jìn)度要求及經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，最終決定采用SMW工法對(duì)本項(xiàng)目基坑進(jìn)行圍護(hù)。

　　2、圍護(hù)方案

　　針對(duì)本基坑的開(kāi)挖規(guī)模（平均開(kāi)挖深度7.5米左右，面積約2115平米）、勘察報(bào)告描述的地層情況（比較軟弱）、周圍環(huán)境保護(hù)要求（比較嚴(yán)格）等特點(diǎn)。該基坑圍護(hù)采用SMW工法作為擋土止水結(jié)構(gòu)；止水帷幕采用Φ600@850三軸攪拌樁，內(nèi)插H700×300×13×24的型鋼擋土（型鋼采用插二跳一，局部有承臺(tái)區(qū)域進(jìn)行滿插）；并在自然地坪下2.5米處設(shè)一道水平鋼筋混凝土支撐，桿件截面為（主撐）900×700、（次撐)700×700兩種，支撐端部主要由SMW圍護(hù)樁端的1200×800鋼筋混凝土圍檁壓頂傳力。同時(shí)，為減小基坑變形，在坑內(nèi)采用二軸攪拌樁加固，其中基坑底以上3米范圍采用8%水泥摻量的攪拌樁加固，坑底以下采用13%水泥摻量的攪拌樁加固，有效樁長(zhǎng)4米。為降低造價(jià)，SMW工法樁中插入的H型鋼在結(jié)構(gòu)出±0.000后拔除。

　　三、施工關(guān)鍵技術(shù)的處理

　　SMW工法在深基坑支護(hù)施工時(shí)，也存在一定風(fēng)險(xiǎn)。一旦局部插樁偏位大，勢(shì)必引起滲漏并影響墻體的剛性，最終導(dǎo)致圍護(hù)失敗。因此H型鋼水泥土攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工關(guān)鍵在于攪拌樁制作，以及H型鋼的制作和打拔。

　　1、攪拌樁制作

　　與常規(guī)攪拌樁比較，要特別注重樁的間距和垂直度。施工垂直度應(yīng)小于1％，以保證型鋼插打起拔順利，保證墻體的防滲性能。

　　注漿配比除滿足抗?jié)B和強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)滿足型鋼插入順利等要求。

　　2、保證樁體垂直度措施

　　（1）在鋪設(shè)道軌枕木處要整平整實(shí)，使道軌枕木在同一水平線上；

　�。�2）在開(kāi)孔之前用水平尺對(duì)機(jī)械架進(jìn)行校對(duì)，以確保樁體的垂直度達(dá)到要求；

　�。�3）用兩臺(tái)經(jīng)緯儀對(duì)攪拌軸縱橫向同時(shí)校正，確保攪拌軸垂直；

　　（4）施工過(guò)程中隨機(jī)對(duì)機(jī)座四周標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保機(jī)械處于水平狀態(tài)施工，同時(shí)用經(jīng)緯儀經(jīng)常對(duì)攪拌軸進(jìn)行垂直度復(fù)測(cè)。

　　3、保證加固體強(qiáng)度均勻措施

　　（1）壓漿階段時(shí)，不允許發(fā)生斷漿和輸漿管道堵塞現(xiàn)象。若發(fā)生斷樁，則在向下鉆進(jìn)50厘米后再噴漿提升；

　　（2）采用“一噴一攪”施工工藝，水泥量控制在土方量20％，嚴(yán)禁樁頂漏噴現(xiàn)象發(fā)生，確保樁頂水泥土的強(qiáng)度；

　　（3）攪拌頭下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，開(kāi)啟灰漿泵，將已拌制好的水泥漿壓入地基土中，并邊噴漿邊攪拌約1-2分鐘；

　�。�4）控制攪拌提升速度在0.8-1.0米/分以內(nèi)，以保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢瑁?/p>

　�。�5）相鄰樁的施工間隔時(shí)間不能超過(guò)24小時(shí)，若因故超時(shí)，搭接施工中必須放慢攪拌樁速度并保證搭接質(zhì)量。若搭接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)無(wú)法搭接或搭接不良，需作為冷縫記錄在案，采取在搭接處補(bǔ)做攪拌樁或旋噴樁等技術(shù)措施，確保攪拌樁的施工質(zhì)量；

　�。�6）預(yù)攪時(shí)，軟土應(yīng)完全攪拌切碎，以利于與水泥漿的均勻攪拌。

　�。�7）對(duì)于影響攪拌樁成樁質(zhì)量的不良地質(zhì)條件（如暗浜等）和地下障礙物，應(yīng)事先予以處理后再進(jìn)行攪拌樁施工；同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高攪拌樁水泥摻量。

　　4、型鋼的制作與插入、起拔

　　施工中采用工字鋼，對(duì)接采用內(nèi)菱形接樁法。為保證型鋼表面平整光滑，其表面平整度控制1‰以內(nèi)，并應(yīng)在菱形四角留Φ10小孔。

　　型鋼必須在攪拌樁施工完畢后3小時(shí)內(nèi)插入。插入前應(yīng)校正位置，設(shè)立導(dǎo)向裝置，以保證垂直度小于1％，插入過(guò)程中，必須吊直型鋼，盡量靠自重壓沉。若壓沉無(wú)法到位，再開(kāi)啟振動(dòng)下沉至標(biāo)高。

　　型鋼的拔出，減摩劑至關(guān)重要。型鋼表面應(yīng)進(jìn)行除銹，并在干燥條件下涂抹減摩劑，搬運(yùn)使用應(yīng)防止碰撞和強(qiáng)力擦擠。且攪拌樁頂制作圍檁前，事先用牛皮紙將型鋼包裹好進(jìn)行隔離，以利拔樁。

　　型鋼回收。采用2臺(tái)液壓千斤頂組成的起拔器夾持型鋼頂升，使其松動(dòng)，然后采用振動(dòng)錘，利用振動(dòng)方式或履帶式吊車強(qiáng)力起拔，將H型鋼拔出。采用邊拔型鋼邊進(jìn)行注漿充填空隙的方法進(jìn)行施工。

　　四、總結(jié)

　　SMW工法與傳統(tǒng)圍護(hù)法“重力壩”（雙排攪拌樁鉆加孔灌注樁）相比：

　　（1）成本方面：成本較“重力壩”施工省去了鉆孔灌注樁和一排攪拌樁兩大塊，僅增加一項(xiàng)型鋼的租賃費(fèi)用，降低大約16%的工程成本；

　�。�2）進(jìn)度方面：省去了鉆孔灌注樁的全部施工過(guò)程。圍護(hù)樁工期比常規(guī)施工方法縮短將近2/3；

　�。�3）安全方面：與常規(guī)施工方法一樣，都能滿足施工安全要求。由于本工程設(shè)有一道鋼筋混凝土支撐，很好地改善和減小了SMW工法中存在的剛度不夠風(fēng)險(xiǎn)和缺陷，所以完全能滿足基礎(chǔ)施工期間的安全要求；

　　（4）環(huán)境方面：因無(wú)鉆孔灌注樁的施工，減少了對(duì)周圍環(huán)境和施工場(chǎng)地的污染，且此類攪拌樁不存在擠土作用，對(duì)周圍建筑和管線的安全極為有利；對(duì)施工操作面要求也很低。

　　實(shí)踐證明該工程采用SMW工法施工是可行的。由于四周可不作防護(hù)，型鋼又可回收，造價(jià)明顯降低，加快了工程進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]徐源，《SMW工法設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)研究》[J].徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,22(2)。

　　[2]李鳳明、倪西民，《SMW工法的設(shè)計(jì)與應(yīng)用》[J].市政技術(shù),2007,25(1)。

　　[3]王俊平，《SMW工法樁在地下工程中的應(yīng)用》[J].科技信息,2008,(1)。