SMW工法常用参数等.doc

SMW工法应用概况一、SMW工法特点、发展应用SMW工法（Soil Mixed Wall，型钢水泥土搅拌墙），是以多轴型钻掘搅拌机在原位地层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一轴（孔）施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢作为其应力补强材，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。SMW工法于1976年在日本成功开发，我国最先于1993年通过技术引进，并在上海静安寺环球世界商厦基坑围护中首先得到成功应用。由于SMW工法工艺简单、工期短、造价低、节约钢材、节约地下空间资源，符合国家建设节约型社会和发展循环经济需要，在1999年被建设部、上海市建委列为重点推广项目。此后在上海得到了大量推广应用，并于2005年制定了相关地方标准。国家行业标准型钢水泥土搅拌墙技术规程(JGJ/T 199-2010)也已于2010年3月发布，于2010年10月实施。SMW工法的主要优点如下：（1）施工时原位切削搅拌土体、水土保持总量平衡，对邻近土体的扰动小，不会危害邻近道路地面、建筑物、地下设施等。（2）将止水止土帷幕和结构受力构件结合成一体，围护体占地面积小，可充分利用土地资源。（3）内插型钢可回收重复使用，可节约大量钢材，降低造价。（4）围护施工完、型钢拔除后，留在地下的只是强度不高的水泥搅拌桩，不会成为永久地下障碍物，不影响今后地下空间资源的开发。（5）钻杆的螺旋推进翼与搅拌翼相间设置，随着钻掘和搅拌反复进行，使水泥系强化剂与土搅拌很均匀，而且三轴桩为一轴全断面套打，桩长度范围及横向搭接时均无接缝，止水性能好。（6）对土层的适应性强，配不同的钻杆可在粘性土、粉土、砂土、砾石、卵石（粒径较小时）中使用。（7）施工速度快，工期短，在一般土层中每一台班可成墙200250m3左右。（8）施工噪音低、振动小，产生的泥浆、废土外运少，对环境污染小。（9）围护结构外侧所需的作业面宽度小，三轴搅拌桩外侧边仅需0.4米（转角位置因桩机基座停放需特殊处理）。二、SMW工法常用参数三轴搅拌桩钻杆下部的钻头及螺旋搅拌翼部分长度约10米。三根钻杆中的左右两侧钻杆喷水泥浆，中间钻杆喷高压空气。中间钻杆与左右两侧钻杆的转向相反。水泥宜采用强度等级不低于P.O 42.5级的普通硅酸盐水泥，常用水灰比1.51.8。水泥掺量：粘性土20%；砂性土、砂砾土的强度一般较高，钻进速度慢，水泥掺量略高些，为22%25%。搅拌桩水泥土钻芯取样的28d无侧限抗压强度：淤泥、淤泥质土中约为0.6MPa，砂土中可达11.5 MPa以上，但钻芯取样的抗压强度试验值有一定的离散性。三轴搅拌桩作为截水帷幕或SMW工法支护时，搅拌桩应采用套接一孔法跳打施工，在砂性土中搅拌桩施工宜外加膨润土（水泥量的34%）。三轴搅拌桩仅用于加固土体时，可不采用套接一孔法，仅搭接200mm250mm左右施工即可。图1 三轴搅拌桩施工顺序常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型，型钢的问距具体需根据计算确定。图2 密插型图3 插二跳一型图4 插一跳一型需注意的是，虽然内插型钢的抗弯、抗剪承载力很高，但考虑到型钢的刚度及三轴水泥搅拌桩止水要求等，变形不能太大，故一般型钢承受的弯矩、剪力以不超过型钢承载力的75%为宜（该程度的弯矩、剪力值已经很大）。为回收型钢，需在型钢表面涂刷减摩材料，回收时以钢筋混凝土压顶梁为反力基座用液压千斤顶、夹具拔出型钢。由于上拔力较大，压顶梁的高度不能太小，否则起拔时宜压碎，造成型钢不能拔出，建议压顶梁高度不小于600700mm。型钢顶部需高于压顶梁顶面500700mm，以便起拔时夹具能夹住型钢。由于型钢很长，型钢上拔后需用汽车吊或塔吊吊住型钢。SMW工法常用布置形式有：(1)三轴搅拌桩850600、内插型钢H7003001324(重量185kg/m)，型钢间距按计算确定，用于相对较深基坑，一般挖深612米，若土质较好，结合适量支撑或锚杆，也曾用于挖深1518米的基坑。(2)三轴搅拌桩650450、内插型钢H5003001118(重量129kg/m)，型钢间距按计算确定，用于相对较浅基坑，一般挖深67米以内，具体需根据土质情况。(3)三轴搅拌桩1000750、内插型钢H8003001426(重量210kg/m)，型钢间距按计算确定，用于较深基坑，一般挖深1112米以上，受刚度、地下室总工期等影响，国内很少采用，相应施工单位保有的配套钻杆、动力头、型钢H8003001426数量也很少。型钢H7003001324的I=201000104mm4，W=5760103mm3，其抗弯承载力为fw=205N/mm2 5760103mm3=1180.8106Nmm=1180.8kNm其抗剪承载力为（按剪力均由腹板承受）型钢H5003001118的I=71400104mm4，W=2930103mm3，其抗弯承载力为fw=205N/mm2 2930103mm3=600.65106Nmm=600.65kNm其抗剪承载力为（按剪力均由腹板承受）型钢H8003001426的I=292000104mm4，W=7290103mm3，其抗弯承载力为fw=205N/mm2 7290103mm3=1494.45106Nmm=1494.45kNm其抗剪承载力为（按剪力均由腹板承受）三、SMW工法常用经济指标SMW工法造价主要包括两部分：三轴水泥搅拌桩和内插H型钢。三轴水泥搅拌桩造价由以下部分组成： 三轴水泥搅拌桩（元/m3）水泥机械清打费水电外加剂按每m3土中所掺水泥用量及当地散装水泥单价确定8525若有内插H型钢造价由以下部分组成： H型钢（元/吨）型钢插拔施工费租赁费超期租赁费700三个月为600；六个月为900；5元/吨天注：租赁期为从第一根型钢插入至第一根型钢拔除，或按从最后一根型钢插入至最后一根型钢拔除。可按施工条件情况分区域分段计算。一般一层地下室按三个月