SMW工法在市政工程中的应用

SMW工法在市政工程中的应用

技术研究一﹑工程概况

本工程位于xx区，施工范围广泛，西起宝山路东宝兴路，沿海伦西路穿越四川北路，施工至邢家桥北路，在施工区域内，有解放前（1920年）民宅，有上海市长途电信局机房及地下集群光缆，有虹口港河道驳岸，有军用光缆，有轻轨明珠线，有穿越四川北路的各类地下管线。周边环境错综复杂，且多为政府重要部位，需严加保护。经我公司与设计、业主、监理讨论后，决定采用SMW工法作为顶管工作井、接收井的围护，这样能大大减少对周边环境的影响，取得良好的社会效果。

二﹑选用SMW工法的理由

SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

采用SMW工法施工，在各方面都有很强的优势。SMW工法施工比沉井法施工，其单项工期可节约1/3，而且施工过程中不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害，还可满足防汛通水的要求。从经济利益角度考虑，H型钢可拔出回收再利用，比钻孔灌注桩法的钢筋混凝土节约成本，能降低工程造价。三﹑SMW工法在顶管工作井中应用1﹑应用概况在本工程中，SMW工法采用15米长深层搅拌桩加H500×300×10×18H型钢作围护桩，深层搅拌桩为SJB型双钻头标准桩(8字型)，钻头直径2700，单桩截面积0.71m2，水泥掺量13%(#425普硅)，工作井的搅拌桩桩长16.26m、接收井的搅拌桩桩长15.29m，搅拌桩中插入H型钢，工作井的H型钢为500×300长16.5m、接收井的H型钢为400×300长15.5m。根据本工程特点，合理布置H型钢，在顶管工作井、接收井进出洞位置，减少H型钢数量，以便加快割除型钢速度，同时在进出洞位置将深层搅拌桩坝体从1200加宽至2400，既防止了顶管进出洞时管壁与缝隙间产生渗漏现象，又避免了机头碰H型钢造成损坏。在顶管工作井顶管后靠背处按顶进力与型钢截面计算，加密H型钢布置，以便满足顶管对后靠背的强度要求。2﹑与沉井施工的比较A、控制构筑物位移、沉降由于沉井法构筑物围护与结构一般都合二为一，故沉井的沉降、位移均直接影响构筑物结构的沉降位移。沉井主要靠自重进行下沉，在下沉过程中，不易控制刃脚标高，在主动土压力作用下易造成沉井倾斜，造成沉井平面位移，给以后顶管顶进中的定位及进出洞控制均造成不利影响。沉井下沉结束封底后，按规范要求，井底标高误差控制在10cm内，而顶管工作机械要求进出洞口位置相对精确，故一旦沉井底标高误差较大，将直接影响顶管工作机械的安装。B、对周边环境的影响沉井在下沉的过程中，地面上的影响范围大约为1.2H（H为下沉深度），在虹口港、杨浦港地区旱流污水截流工程B-4标顶管接收井施工中，沉井中心位置与顶管入洞位置有偏差，出现大量渗漏，造成土体大量流失。梧州路路面下沉达500mm，引起路边民宅坍塌。当时为2001年春节，居民被临时安置在宾馆中，造成恶劣的社会影响。而B-3标顶管工作井、接收井在周边环境要求非常严格的地区施工，如W-7顶管工作井，离俞泾浦河道驳岸仅3米；W-5、Y-2顶管接收井6米处是轻轨明珠线，且此处井边3米处还有地下军用光缆；距W-4顶管工作井4米处是上海市长途电信局的900，厚1200的集群地下光缆，距工作井5米处是上海市长途电信局机房及民宅（1920年造砖木结构），距工作井边6米处是东横浜路地下管线，有φ450上水，有上海市长途电信局的地下光缆，还有煤气下水等多种管线。采用SMW工法施工，确保了上述地点的安全。C、工期比较采用SMW工法进行施工能加快工程进度，有效的缩短了工期。采用SMW法施工，每口工作井工期为41天，采用沉井法施工，每口工作井工期为60天，因此采用SMW工法进行施工单项工期缩短了1/3。D、造价比较采用SMW工法，成井每口51.9万元，沉井施工每口80.2万元，而报价为65.7万元，因此消化压价让利54.9万元，为业主减少投资11.4万元，取得了较好的社会经济效益。四﹑

取得的社会经济效益

1、社会效益我公司施工的虹口港、杨浦港地区旱流污水截流工程，是一项造福于民的工程。改沉井施工为SMW工法施工，大大减少了对周边环境的影响，有效地控制了虹口港防汛驳岸的位移，周边管线位移沉降小于1厘米，最近的房屋沉降量为12毫米，施工中取得了居民的谅解,使管线单位放心，取得了业主的好评，为造福于民的工程树立了良好的社会形象。本工程属市重大项目。市府规定在2001年10月前必须竣工，总工期只有13个月，前期受拆迁及管线搬迁影响，业主又要求沉井泵房8月底开泵投入防汛，相应的雨水顶管完成，工期很紧。采用SMW工法施工顶管工作井、接收井，即能加快施工进度，又能使顶管施工提前进行，从而加快本工程的总体进度。采用SMW工法施工顶管工作井、接收井，达到了业主需求，部分管道在2001年汛中前投入使用。

2、经济效益

由于B-3标是我公司进入市政工程领域的第一个项目，在招投标过程中，为打进市政工程领域，我公司进行了较大幅度的让利，预计工程造价比成本低40％。而在业主与我公司签订的合同中规定，若设计方案调整，可以重新报价。本工程原设计图中顶管工作井施工为沉井形式。我公司进场后改用SMW工法施工工艺，降低了B-3标工程的总造价且提高了我公司的合同价格，消化招投标中的压价让利对我公司的不利影响。本工程应用SMW工法施工顶管工作井3座，共消化压价让利54.9万元,减少业主投资11.4万元。从施工完成后的综合分析看，确实起到了降低工程总造价的作用，取得了较好的社会经济效益。H型钢回收利用社会经济效益对比表

井号施工工艺造价（单口）成井工期（天）顶管进出洞情况周边影响2#沉井法66.9万60渗漏较严重，需打钢板桩、注浆加固影响范围9.6m，地表沉降最大20cm，长信局老食堂墙体裂缝，差异沉降5cmY-2W-5钻孔桩围护56.9万48洞口处理时间长，渗漏较大，需打钢板桩注浆加固开挖渗漏造成煤气管、军用电缆位移、沉降，采取暴露加固措施W-4W-7Y-1SMW工法51.9万41渗漏很小，时间短，不需注浆加固防汛驳岸、长信局房屋、管线安全五﹑

施工技术方案及施工工艺术

1、SMW工法主要特点A、施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。

B、钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。

C、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。

D、可成墙厚度550～1300mm,常用厚度600mm；成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深。

E、所需工期较其它工法短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80m2。

F、废土外运量远比其他工法为少。2、SMW工法与沉井法的比较

A、控制构筑物位移、沉降（1）由于沉井法构筑物围护与结构一般都合二为一，故沉井的沉降、位移均直接影响构筑物结构的位置及标高。沉井主要靠自重进行下沉，在下沉过程中，不易控制刃脚标高，在主动土压力作用下易造成沉井倾斜，造成沉井平面位移，给以后顶管顶进中的定位及进出洞控制均造成不利影响。沉井下沉结束封底后，按规范要求，井底标高误差控制在±10cm内，故一旦沉井底标高误差较大，将要由设计院修正管线走向、坐标、标高。（2）SMW工法为围护结构，且采用目前应用已很成熟的深层搅拌桩作围护桩，其中在插入H型钢增强其钢度。故SMW工法能控制围护结构的平面位移，且SMW工法施工后，采用明开挖基坑，可以十分有效的控制基坑中心坐标和底标高的误差，这给来的顶管施工带来了很大的好处。B、对周边环境的影响（1）沉井在下沉的过程中，地面上的影响范围大约为1.2H（H为下沉深度），若沉井周边有建筑物，将受到影响。从B-3标沉井泵站的施工来看，沉井施工确实对周边环境有很大的影响。而B-3标顶管工作井、接收井在周边环境要求非常严格的地区，如W-7顶管工作井，离俞泾浦河道驳岸仅3米；W-5、Y-2顶管接收井6米处是轻轨明珠线，且此处井边3米处还有地下军用光缆；距W-4顶管工作井4米处是上海市长途电信局的900，厚1200的集群地下光缆，距工作井边6米处是东横浜路地下管线，有φ450上水，有上海市长途电信局的地下光缆，还有煤气下水等多种管线。采用沉井施工，将影响这些管线及建筑物的正常使用。

（2）SMW工法施工，采用的是深层搅拌桩加H型钢，在围护桩打设过程中，由于属于土体加固施工，故不会影响周边环境及建筑物，而在明开挖过程中，SMW工法围护桩能起到很好的止水挡土作用。所以，SMW工法适用于对周边环境要求较严的地区。

C、

施工工期要求（1）B-3标顶管工作井、接收井平均深度为8米左右，一般沉井超过6米，需分节制作，且每节混凝土浇捣完毕并养护28天后，才可以进行下一步的施工。故工期很长，一般直径8米的沉井从制作到下沉需60天时间。（2）SMW工法施工非常方便，且强度能达到28天无侧限抗压强度qu=1~1.5Mpa，一般直径8米的顶管工作井、接收井SMW工法只需45天。D、顶管施工要求比较（1）沉井作顶管工作井、接收井，在顶管进出洞时，需凿除进出洞混凝土，使顶管进出。但凿除混凝土，安装止水圈需要时间较长，而坑外水位高、土质砂性严重，形成流砂渗漏，造成井外土体沉降较大，影响周边环境。（2）SMW工法作顶管工作井、接收井围护，在顶管出洞时，可先凿除工作井内壁H型钢厚度水泥土块，再割除洞口H型钢，然后用顶管机头直接切削水泥土顶出工作井，管壁与土体密贴，减少漏水现象产生。顶管进洞时，机头先切削进水泥土，再从井内壁将剩余水泥土凿除，并割除洞口H型钢，机头进洞。SMW工法施工，可减少周边水土流失，减小对周边环境的影响。

3、SMW工法与钢板桩、钻孔灌注桩法的比较A、工程造价SMW工法采用深层搅拌桩加H型钢作围护桩，其中在H型钢上涂抹脱模剂，待顶管施工完毕，基坑回填土后，H型钢可拔出回收再利用。比钻孔灌注桩法的钢筋混凝土节约成本，能降低工程造价。B、施工工期（1）SMW工法施工，主要是深层搅拌桩施工，一般围护施工工期为7天。（2）钻孔灌注桩施工需现场绑扎钢筋笼，钢筋笼需分节焊接，并采用商品混凝土浇捣，工期较长，一般工作井、接收井围护施工需14天。

C、对周边环境的影响SMW工法作围护施工，深层搅拌桩既作围护桩有能起到止水作用，特别是在B-3标工程应用中，由于地质条件比较差，多为粉砂土，故特别适合采用深层搅拌桩施工。在拔除H型钢过程中，由于有深层搅拌桩作土体加固，故不会给周边环境带来影响。4、锋施工原准备A、薯机帮械准扛备（1箩）、设备陈进场渗前作撒好维炸修保桑养工辩作,彻保证平设备吃机械涂完好此性；（2底）、本工逮程机傻械设拦备投穗入为每1套抛搅拌源桩机倍、1厌台1谷5T针履带砖式吊炮机及即45孝T换振动息锤，施以及塞H型忆钢拔井除时绑所用酸液压府千斤纠顶。B、钥样扬槽开乒挖沿顶刊管工页作井捎井壁朴开挖敬样槽倦，样酸槽宽港度为素1.泡5米帐，深守度为慨1米。5、匪施工牢流程辱及工径期情擦况A、奶施工榨流程根据仓设计融要求省本工扶程安足排先偶施工款搅拌斤桩，绘在搅寇拌桩惹成桩谊后的隔8小售时内销即应涂插入浅H型举钢。壳顶管链施工手完成手，工范作井限接收循井回勺填后缩慧，拔属除H悬型钢荒。B、哑施工后工期根据饺施工棍进度好计划枣要求致，独妻立施淹工每阵处地萄下围挤护结并构。渠搅拌觉桩和匠型钢屈压插括的施沉工工搁期为旷７天链，H奸型钢勤拔除祸施工衫工期镜为１掀2天刃。6、籍施工脸工艺A、拣深层闸搅拌公桩采骂用二柴次提萍升喷桃浆三缸次搅胖拌施悼工工阀艺，亚工艺朵流程田见下罩图：B、喜H型束钢采诊用机看械振衡动插软入,油工艺真流程救见下乔图:C、钢H型醋钢采突用液药压千赛斤顶贱顶拔虑、履馆带吊蜂拔除摧，工恋艺流汁程见冠下图鹅:7、敬施工捆过程社控制A、煤深层纪搅拌且桩（1调）耻根据奥设计张施工尚图纸声放出址定位毕点，捏并会副同总梯包、俊监理邻复核笨签证佳；（2捞）掏根据正定位盆放出乏样槽泥开挖驴灰线恒，样坝槽宽杆度是偷搅拌锯桩设逐计宽蛇度增音加0租.3妻m，乱深度茂1.培5m宋。（3千）肺清除番样槽唇中一雨切障吨碍，辉排除妈障碍瓶时。（4场）蝇测量梳自然肌地面芬标高纽奉，确啊定桩市顶及素桩底鸭标高轧，并睛在钻残杆上卵作出笔相应狸标记情，以印保证薯标高订、桩居长的往控制愿。（5液）寸施工酸中应屠严格件控制江搅拌吼桩桩可机的细机座价平整呜、桩器架垂纠直，罢确保丧钻杆排垂直逗偏差皮在1猪%以鲜内。（6宰）摧桩位色用标巧线紧柏邻地轧面上捎定位察，保躁证桩颜位水型平偏范差小程于5胀cm喷。（7跌）些严格英计量切工作玻，根肢据设盘计要劝求以艳土重赠度按萌13乳%掺闯量，霜计算戴每根狡桩的个水泥脚用量锯，下兔料误刻差控徐制在合3%恶以内预。（8乘）括严格恭控制加水灰妇比，滥水灰悄比为朽0.趁50.描02续，确邻保成岁桩质缴量。（9卫）孕选用列合格吧原材毒料，拾不准慌使用秘受潮渔、结川块或座复试奖不合属格水惩泥。（1狱0）尊灰眼浆搅曲拌时涉间不饰少于药2m庸in秆，以割免灰悬浆离良析、岭影响污灰浆萝质量公。（1苹1）帆严拒格按盆施工钱工艺捞要求钥施工散，无奇故不来得任芽意改舅变工芹艺步畏骤。（1斜2）茄严对格控校制预骑搅下溪沉和私喷浆腰提升雾搅拌袍速度限，预笛搅下颤沉速势度应挡控制侮在0臣.81.水2m蹄/m我in舞，提萄升搅恒拌速紧度控备制在煤0.纵60.浸8m浴/m骂in映。（1谣3）骡喷歌浆提落升中鸦严禁压断浆乖。如密意外垄断浆荡必须洽重新具下沉扬钻头触至停买浆面净以下拳1.海0m牙处重教新成涝桩施漆工。（1满4）犯相邻群桩施膨工间蝴隔不贞得超脖过2叮4小抗时，布因故秒停歇策时应法增加制水泥妙掺量甩等措惊施，抵确保名隔水面效果盆。（1恐5）飞经塔常性方、制披度性似检查萄钻头命磨损旋情况表,及状时修厦补钻驶头,宋使其阔保持泊单钻渴头直况径为70研020辫。（1汗6）越每坦班组将做一扎组(工3块宇)7装.0鲁77.叛077.此07冠水泥肯土试增块，莫试块始材料鞋取第存二次垫提升轻后粘馆在注剪浆球颤阀上郊部1吼0c笨m处腿的水殖泥土闹。（1策7）王按追照设钢计要狗求在秀搅拌瓦桩内趟插放晨的竹吴筋或恩钢筋狮，必诸须按录设计牢位置煮插放膜在搅低拌桩闯中心斗，插忧筋规掀格和靠长度桌满足颜设计富要求铜。（1换8）魔及时羽做好悬施工听记录劳，不消允许摘事前溜先记挥或事舅后追盲记。B、冤H型畏钢的些压插（1院）躺根据咬设计仅要求会或设轧计认稻定的店型钢羊规格达，选伐定型络钢。（2铃）修型钢齿材料芳应达镰到设督计长累度规略定值电，型兆钢面贞必须艺平整丝式、无拒起拱沃扭曲巴现象朽。（3算）奥根据卫设计泻位置府定位吐型钢丙插入泽中心蜓点，遵并保任证插挑入中允心点仁为搅斩拌桩棉的中界心位驴置。（4败）都根据拦型钢世材料就重量文和长芽度，俱选择拖起重懂量、谈起重件高度屿均能务满足集要求护的履参带式煤起重幕机械焦。（5冷）茄在插扁入型吹钢的萄位置蹲预先日设置碎围檩筋夹具粱支架点，保域证型旧钢的订位置级和插忙入垂阀直度久。（6戒）型粥钢运哪输至唇现场阳后合枕理堆门放，干防止塌堆放炸产生流的变虾形。（7由）型勉钢表系面涂脏刷二努度减群磨剂倘，确悦保拔轰桩的宝顺利础进行秩。（8皱）型阿钢的锐插入嚼必须毕在深发层搅爪拌桩小施工解完毕方后的鲁8小仗时内劳立系即全进行愚。（9啦）履蚕带吊垦起吊硬型钢婚时吊株点在飞型钢兆上方资中心言，保弟证型散钢起恢吊后佣的垂僻直度艇。（1沫0）砍型钢恋按中狱心位叫置插浆入搅