ＳＭＷ工法與傳統(tǒng)基坑支護(hù)技術(shù)比較分析

孫建中　郭素娟

摘要：介紹了SMW工法的施工工藝，并與傳統(tǒng)基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行比較。

關(guān)鍵詞：SMW工法；傳統(tǒng)基坑支護(hù)技術(shù)

1 前言

SMW是Soil Mixing Wall的縮寫，SMW工法也叫柱列式土壤水泥墻工法，即利用多軸型長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)在土壤中鉆孔，達(dá)到預(yù)定深度后，邊提鉆邊從鉆頭端部注入適合不同工程連續(xù)墻的水泥漿，將其與原土壤進(jìn)行攪拌，在原位置上建成一段土壤水泥墻。然后再進(jìn)行第二段墻施工，使相鄰的土壤水泥墻彼此有重合段，連續(xù)重疊搭接施工即可做成地下連續(xù)墻。同時(shí)根據(jù)不同需要，插入工字鋼，在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體，作深開挖基礎(chǔ)維護(hù)或止水之用。

2 施工技術(shù)措施

2.1 SMW 攪拌樁施工順序

一般采用單側(cè)擠壓式連接方式，特殊情況可作出調(diào)整。

2.2 障礙物清理

因該工法要求連續(xù)施工，故在施工前應(yīng)對(duì)圍護(hù)施工區(qū)域地下障礙物進(jìn)行探測(cè)清理，以保證施工順利進(jìn)行，減少施工冷縫的數(shù)量。

2.3 測(cè)量放線

根據(jù)邊軸線基準(zhǔn)點(diǎn)、圍護(hù)平面布置圖，按圖紙尺寸放出圍護(hù)樁邊線和控制線，設(shè)立臨時(shí)控制標(biāo)志，做好技術(shù)復(fù)核單。

2.4 開挖溝槽

根據(jù)基坑圍護(hù)邊線用挖掘機(jī)開挖槽溝，溝槽尺寸為 1000×1000mm，并清除地下障礙物，開挖溝槽土體應(yīng)及時(shí)處理，以保證 SMW工法正常施工。

2.5 樁機(jī)就位

樁機(jī)就位應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用經(jīng)緯儀或線錘進(jìn)行觀測(cè)以確保鉆機(jī)的垂直度；三軸水泥攪拌樁樁位定位偏差應(yīng)小于20mm。成樁后樁中心偏位不得超過50mm，樁身垂直度偏差不得超過1/150。

2.6 水泥土配合比

根據(jù)SMW工法的特點(diǎn), 水泥土配比的技術(shù)要求如下:

設(shè)計(jì)合理的水泥漿液及水灰比，使其確保水泥土強(qiáng)度的同時(shí)，在插入型鋼時(shí)，盡量使型鋼靠自重插入。若型鋼靠自重仍不能順利到位，則略微施加外力，使型鋼插入到規(guī)定位置。

水泥摻入比的設(shè)計(jì)，必須確保水泥土強(qiáng)度，降低土體置換率，減輕施工時(shí)環(huán)境的擾動(dòng)影響。

水泥土和涂有隔離層的型鋼具有良好的握箍力，確保水泥土和型鋼發(fā)揮復(fù)合效應(yīng)，起到共同止水擋土的效果，并創(chuàng)造良好的型鋼上拔回收條件，即在上拔型鋼時(shí)隔離涂層易損壞，產(chǎn)生一定的隔離層間隙。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合工程實(shí)際情況確定其基本配合比。

SMW攪拌樁施工時(shí)每班組需做試塊同條件養(yǎng)護(hù)，28天強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到1.0Mpa。

2.7 制備水泥漿液及漿液注入

在施工現(xiàn)場(chǎng)搭建拌漿施工平臺(tái)，平臺(tái)附近搭建水泥庫，在開機(jī)前按要求進(jìn)行水泥漿液的攪制。將配制好的水泥漿送入貯漿桶內(nèi)備用。

水泥漿配制好后，停滯時(shí)間不得超過2小時(shí)，搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過10 小時(shí)。注漿時(shí)通過2臺(tái)注漿泵，2條管路，同Y 型接頭從H口混合注入。注漿壓力：4-6 Mpa，注漿流量：150-200L/min/每臺(tái)。

2.8 鉆進(jìn)攪拌

三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度，噴漿下沉，不大于 1m/min，提升的速度不大于2.0m/min，在樁底部分重復(fù)攪拌注漿,停留1分鐘左右,并做好原始記錄。

2.9 清洗、移位

將集料斗中加入適量清水，開啟灰漿泵，清洗壓漿管道及其它所用機(jī)具，然后移位再進(jìn)行下一根樁的施工。

2.10 施工冷縫處理

施工過程中一旦出現(xiàn)冷縫則采取在冷縫處圍護(hù)樁外側(cè)補(bǔ)攪素樁方案。 在圍護(hù)樁達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行補(bǔ)樁，以防偏鉆，保證補(bǔ)樁效果，素樁與圍護(hù)樁搭接厚度約10cm。

2.11 涂刷減摩劑

清除H 型鋼表面的污垢及鐵銹。

減摩劑必須用電熱棒加熱至完全熔化，用攪棒攪拌時(shí)感覺厚薄均勻，才能涂敷于 H型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。

如遇雨天，型鋼表面潮濕，先用抹布擦干其表面后涂刷減摩劑。不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。

如 H型鋼在表面鐵銹清除后不立即涂減摩劑，必須在以后涂料施工前抹去表面灰塵。

型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。

澆筑連接梁時(shí)，埋設(shè)在梁中的 H 型鋼部分必須用 10mm 厚泡沫塑料片包裹好。使型鋼與砼隔離良好，以利型鋼拔除。

2.12 插入型鋼

三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放 H 型鋼。H 型鋼使用前，在距其頂端25cm處開一個(gè)中心圓孔，孔徑約 8cm，并在此處型鋼兩面加焊兩塊各厚2cm的加強(qiáng)板，其規(guī)格為400mm×400mm，中心開孔與型鋼上孔對(duì)齊。

根據(jù)高度控制點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀引放到定位型鋼上，根據(jù)定位型鋼與型鋼頂標(biāo)高的高度差，在型鋼兩腹板處外側(cè)焊好吊筋，誤差控制。

型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。

安裝好吊具及固定鉤，然后用吊機(jī)起吊H型鋼，用線錘校核其垂直度。

在溝槽定位型鋼上設(shè)H型鋼定位模具，固定插入型鋼平面位置，型鋼定位模具必須牢固、水平，而后將H型鋼底部中心對(duì)正樁位中心并沿定位模具徐徐垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，采用線錘控制垂直度。

H型鋼下插至設(shè)計(jì)深度后，用槽鋼穿過吊筋將其擱置在定位型鋼上，待水泥土攪拌樁達(dá)到一定硬化時(shí)間后，將吊筋及溝槽定位型鋼撤除。

若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，則重復(fù)提升下插使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，此過程中始終用線錘跟蹤控制 H 型鋼垂直度。

型鋼插入左右誤差不得大于 30mm，宜插在靠近基坑一側(cè)，垂直度偏差不得大于 1/150，底標(biāo)高誤差不得大于200mm。

2.13 基坑開挖過程中滲漏水處理

在基坑開挖階段，密切注意基坑墻體滲漏情況，發(fā)現(xiàn)滲漏及時(shí)封堵。具體采用埋設(shè)引流管或雙液注漿兩種方法補(bǔ)漏。

3 與傳統(tǒng)工法比較

3.1 與深層攪拌樁成樁機(jī)理比較

SMW工法與傳統(tǒng)的深層攪拌樁施工的區(qū)別在于，深層攪拌樁是采用傳統(tǒng)的雙軸十字頭攪拌鉆機(jī)，施工時(shí)水泥漿液充填在原土間隙中；而新型三軸中空葉片螺旋式攪拌機(jī)則在充填水泥漿時(shí)加入高壓空氣，同時(shí)鉆機(jī)對(duì)水泥土進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，并置換出大量原狀土。

由于采用的設(shè)備不同和成樁機(jī)理不同，新型的三軸鉆機(jī)成樁的樁體強(qiáng)度及樁身均勻性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的雙軸鉆機(jī)，樁體的垂直性、樁與樁的平行性和搭接程度都十分良好，保證了優(yōu)良可靠的防水性能，同時(shí)也有利于型鋼的插入和回收。

3.2 與傳統(tǒng)基坑圍護(hù)灌注樁工藝比較

由于SMW工法擋墻施工現(xiàn)場(chǎng)沒有泥漿污染，施工無振動(dòng)，噪聲很小，對(duì)周圍場(chǎng)地不擾動(dòng)、不產(chǎn)生擠壓，對(duì)周圍建筑物和地下管線影響很小，并且可保護(hù)基坑外地下水位保持不變，所以這種施工工藝不但給城市施工創(chuàng)造了條件，也為文明施工奠定了基礎(chǔ)。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益比較

SMW工法由于型鋼能夠回收，使成本大大降低。一般情況一臺(tái)SMW工法成墻機(jī)每天成墻6~10m，施工效率是鉆孔灌注樁擋墻的1.5倍。SMW工法擋墻的成本僅為地下連續(xù)墻成本的45%~50%，是柱列式鉆孔灌注樁擋墻外加水泥攪拌樁成本的75%~80%，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

4 結(jié)語

SMW工法作為一種新型的基坑支護(hù)方法，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益比較突出。隨著施工工藝及設(shè)計(jì)方法日趨成熟，一定會(huì)逐漸替代日益落后的傳統(tǒng)基坑支護(hù)工藝，應(yīng)用前景十分明朗。

參考文獻(xiàn)

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