SMW工法樁

導(dǎo)讀：本文講述SMW工法的基本概念，優(yōu)、缺點(diǎn)，設(shè)計要點(diǎn)，施工要點(diǎn)，工程應(yīng)用，研究進(jìn)展，問題分析。

▲H型鋼滿堂設(shè)置SMW工法連續(xù)墻示意圖

一、SMW工法樁與攪拌樁的不同

SMW工法樁由攪拌樁發(fā)展而來，但兩者不同。

▲SMW工法連續(xù)墻成墻示意圖

首先，攪拌樁攪拌頭一般呈十字形，SMW工法攪拌機(jī)攪拌頭呈螺旋形；

其次，攪拌樁機(jī)械動力小，SMW工法樁機(jī)械動力大；

第三，攪拌樁水泥摻量小，在軟土地區(qū)，一般小于14%，SMW工法攪拌樁水泥摻量大，一般在20%左右；

第四，攪拌樁漿液水灰比一般為0.5~0.7（軟土地區(qū)），SMW工法攪拌樁水灰比在1.5~2.0；

第五，攪拌樁攪拌時不排土，擠土較大，而SMW工法攪拌樁攪拌時有少量排土，擠土較小。

二、SMW工法的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1、施工擾動?。?、無泥漿污染；3、振動噪聲小；4、止水性能好；5、適用范圍廣；6、施工工期短;7、施工場地??；8、廢土外運(yùn)少；9、安全性較高；10、工程造價低。

缺點(diǎn)：1、水泥土養(yǎng)護(hù)時間較長；2、與地下連續(xù)墻相比，施工質(zhì)量較難控制；3、與地下連續(xù)墻相比，整體性欠缺；4、與地下連續(xù)墻相比，抗?jié)B性欠佳。

三、SMW工法的設(shè)計要點(diǎn)

以SMW工法樁用于地下?lián)鯄槔?/p>

1、設(shè)計原則

安全（滿足穩(wěn)定條件和各部分材料強(qiáng)度條件）；經(jīng)濟(jì)（保證H型鋼能夠回收）；施工方便

2、水泥土配合比的確定

水泥和外摻劑的摻入量必須由現(xiàn)場試驗(yàn)確定，一般取7%、9%、11%、13%、15%做試驗(yàn)。

3、入土深度的確定

型鋼的入土深度：型鋼入土深度一般可比水泥土攪拌樁入土深度稍小，主要由基坑抗隆起穩(wěn)定性、擋土墻的內(nèi)力、變形、型鋼拔出等條件決定。

水泥攪拌樁的入土深度：由三因素決定：確保坑內(nèi)降水不影響基坑外環(huán)境；防止管涌發(fā)生；防止底鼓發(fā)生。

4、截面形式的確定

H型鋼設(shè)置形式

5、內(nèi)力計算

SMW工法擋墻計算模式與壁式地下墻類似，考慮水土壓力全部由H型鋼承擔(dān)，水泥土攪拌樁只起止水作用，具體計算步驟為：

（1）按剛度等效原則計算壁式地下墻折算厚度；

分兩種情況：

考慮剛度提高；不考慮剛度提高

▲勁性樁等剛度壁式地下墻厚度折算示意圖

（2）按按等效厚度的混凝土壁式地下墻，計算出

每延米墻的內(nèi)力與位移；

（3）換算得到每根型鋼承受的內(nèi)力和位移；

6、強(qiáng)度驗(yàn)算

（1）抗彎驗(yàn)算考慮彎矩全部由型鋼承擔(dān)驗(yàn)算強(qiáng)度；

（2）抗剪驗(yàn)算

分兩部分：

型鋼抗剪驗(yàn)算；水泥土局部抗剪驗(yàn)算

7、型鋼抗拔驗(yàn)算

為保證型鋼順利回收，需進(jìn)行抗拔驗(yàn)算，最好進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)確定型鋼最大抗拔力。

8、型鋼底端水泥土強(qiáng)度校核

型鋼底端截面為一變剛度截面，須校核水泥土的抗剪切強(qiáng)度。

四、SMW工法施工要點(diǎn)

1、施工工藝

▲SMW工法工藝流程圖

2、施工要點(diǎn)

（1）需開挖溝槽接收返流漿液，設(shè)置固定架固定H型鋼；

（2）需合理確定下行鉆進(jìn)時和上行提升時水泥漿的灌入量；

（3）需根據(jù)現(xiàn)場條件合理確定攪拌下沉和提升速度，合理確定水泥漿液的配合比；

（4）控制水泥土攪拌樁和H型鋼的垂直度；

（5）需采取合理措施保證H型鋼能夠順利回收。

3、施工質(zhì)量保證措施

（1）保證水泥、鋼材質(zhì)量，嚴(yán)格鋼材加工質(zhì)量檢查；

（2）檢查樁架的定位，鉆孔的深度、速度，檢查水泥漿液的攪拌操作規(guī)范、水灰比；

（3）保證樁機(jī)平穩(wěn)，做到固定端正，樁架垂直；

（4）嚴(yán)格控制水灰比，攪拌時間，漿液質(zhì)量，注漿時控制注漿壓力和注漿速度；

（5）控制鉆管下鉆、提升的速度，嚴(yán)防斷樁、空樁；

（6）在插入H型鋼時，必須做到垂直不斜，控制插深，嚴(yán)防錯位、插偏、扭歪；

▼SMW工法重疊搭接施工方式

▼SMW工法連續(xù)墻施工步驟示意圖

五、SMW工法的工程應(yīng)用

工程應(yīng)用主要范圍

建筑及土木工程之地下?lián)跬翂?；防滲止水墻（水壩、污水池等）；軟土地基加固。

工程應(yīng)用實(shí)例

（1）“環(huán)球世界”商業(yè)大廈基坑

基坑開挖面積約3000m2，開挖深度為8.65m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用三排水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑700mm，攪拌樁的中心間距為500mm，內(nèi)插型鋼H800×400，翼緣和腹板厚度均為10mm，H型鋼長13.6m，間距1000mm。支撐體系采用一道鋼筋混凝土支撐，坑內(nèi)進(jìn)行注漿加固。

SMW工法施工成績

（1）墻體水平位移控制在3cm以內(nèi)；

（2）H型鋼最大設(shè)計彎矩為設(shè)計值的80%；

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)造價比地下連續(xù)墻節(jié)約40%；

（4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工期縮短1/3。

六、SMW工法的研究與發(fā)展

自1998年起，國內(nèi)相繼研制成功了ZLD系列多軸式SMW工法連續(xù)墻鉆孔機(jī)、四軸深層攪拌機(jī)、大深度大扭矩四軸深層攪拌機(jī)等施工機(jī)械。

由上海市土木工程學(xué)會地下工程專業(yè)委員會組織的“SMW圍護(hù)樁技術(shù)研討會”于1999年12月8日在科學(xué)會堂召開，會議重點(diǎn)討論了“SMW工法在上海的應(yīng)用”、“H型鋼回收技術(shù)”、“四軸攪拌機(jī)的研制”等專題。

試驗(yàn)研究表明，SMW工法水泥土攪拌樁在不同的土層中使用，效果也不相同。一般說來，原狀土體性質(zhì)越好，水泥土攪拌樁強(qiáng)度越大；原狀土體性質(zhì)越差，則水泥土攪拌樁強(qiáng)度越小。例如水泥土攪拌樁用在砂質(zhì)粉土與粉質(zhì)粘土互層⑤1中的效果要比用在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土③1、④中效果好得多。

SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)有著十分廣闊的應(yīng)用前景，已為上海土木工程界肯定。

高精度地下連續(xù)墻的建造（TRD工法）

七、SMW工法存在的問題

有些工程應(yīng)用中出現(xiàn)滲漏、變形過大、地面沉降、型鋼無法拔起、甚至發(fā)生基坑坍塌的主要原因有：

（1）水泥土中水泥摻量不夠，或者沒有區(qū)別對待不同的土層；

（2）泥漿夜的配合比不當(dāng)，漿液濃度過小，H型鋼易發(fā)生傾斜或位移，濃度過大，則型鋼插入困難；

（3）水泥土攪拌過程中下沉或提升速度過快，造成攪拌不均勻；

（4）水泥土攪拌樁搭接厚度不夠；

（5）水泥土攪拌樁或H型鋼垂直度未達(dá)到設(shè)計要求；

（6）水泥土養(yǎng)護(hù)時間未到即進(jìn)行開挖，強(qiáng)度不夠；

（7）施工過程中出現(xiàn)間斷，造成施工冷縫；

（8）基坑開挖時支撐設(shè)置不及時；

（9）H型鋼表面減阻劑涂抹不均勻；

（10）型鋼拔出后的空隙未及時回填；

（11）施工隊伍素質(zhì)良莠不齊。

來源：筑龍巖土