smw工法在地铁深基坑中的初步总结和

提要】：地铁车站全部采用SMW工法施工在国内是很少见的，本文结合上海市轨道交通M8线××车站这一工程实践，对这种围护形式在地铁深基坑中的应用作初步总结和分析。

【关键词】：SMW工法地铁基坑Abstract:Inthiscountry,itisrarelyseenthatSMWmethodhasbeenfullyutilizedinundergroundMetrostationconstruction.ThearticleincorporatingthepracticesofNengjiangRoadstationofM8Shanghaimasstransitline,roundsupapreliminarysummaryandanalysisforthiskindofstrutting&bracingmodeintheapplicationofdeeppitinMetroconstruction.

Keywords:SMWmethod,Metro,FoundationPit.

1概述

SMW工法是Soil-MixingWall的简称，最早由日本成幸工业株式会社开发成功。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的基坑工程。

2工程概况

××车站位于中原路、嫩江路交叉口，为地下一层半侧式站台车站，人行联络通道和电缆通道及环控通风通道设在顶板下夹层内。嫩江路中原路上交通繁忙，地下管线众多，周边紧邻居民小区。车站施工期间中原路和嫩江路上交通不能断，中原路现站位处有埋深6m的φ1500污水管和φ2460雨水管及埋深3mφ900给水管需搬迁车站一侧。根据本车站的周围环境分析，车站基坑变形控制保护等级为二级。

车站全长169.5m，站台中心顶板覆土3.3m。标准段基坑开挖深度约12.3m，端头井开挖深度约14m（此深度为目前地铁基坑采用SMW方法施工的最大深度）。

3地质概况

本工程场地属长江三角洲入海口东南前缘的滨海平原地貌类型，微地貌上属吴淞江古河道沉积区，由于吴淞江古河道的切割，场地缺失③层灰色淤泥质粉质粘土和④层灰色淤泥质粘土，代之以分布有厚达约18m的②3层砂质粉土。场地地形平坦，场地地面标高一般4.0m，站区内地下水属潜水类型，稳定水位在地表以下0.5~1.0m。站区四周无污染源，地下水对砼无腐蚀。由上到下各土层主要力学指标见表1。

4基坑围护结构设计

4.1围护方案

车站基坑围护采用SMW工法，车站基坑开挖深度为12.3~14m，采用进口φ850三轴劲性水泥土搅拌桩作围护结构，内插H700×300×13×24型钢，建议水泥掺量不小于20%，水泥搅拌桩搭接200mm，H型钢间距@1200mm。标准段设3道φ609×16钢管支撑，端头井设4道φ609×16钢管支撑，支撑间距一般为4.0m。桩顶做钢筋砼圈梁兼作首道支撑围囹，其余选用2H400×400×13×21双拼作钢围囹。为减少围护桩在基坑开挖时的位移，对钢支撑施加预应力，其值为设计轴力的50%~70%。根据本车站基坑坑底土层为②3砂质粉土，透水性较强，对坑底采用降水加固方案。为降低车站造价，SMW桩中插入的H型钢在车站结构施工完毕后拔除。基坑围护支撑平面布置图见图1，基坑围护横断面图见图2。牢

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由图3可知：d1=795mm，d2＝602mm，L2=900mm，L3=600mm。

Q1=qL2/2,Q2=qL3/2

经验算均满足要求。

式中q——侧压力(kN/m2)；

d1——墙体有效厚度(ｍ)；

d2——水泥土搭接处厚度(ｍ)；

Bf——型钢翼宽(ｍ)；

fc——水泥土的设计抗压强度(kPa)。

4.2.4入土深度的确定

SMW工法围护墙入土深度的确定需确定两部分入土深度,首先是H型钢的入土深度Dh,Dh主要由基坑抗隆起稳定、围护墙内力和变形不超过允许值及型钢顺利回收等条件决定。在进行围护墙结构内力、变形和基坑抗隆起稳定分析时，围护墙结构的深度仅计算到型钢底端。经计算：标准段Dh=11.5m,取型钢长度Lh=24m，端头井Dh=12m,取型钢长度Lh=26m。

其次是水泥土搅拌桩的入土深度Dc，Dc主要由3个方面决定：（1）确定坑内降水不影响基坑以外环境；（2）防止管涌发生；（3）防止底鼓发生。取以上条件中入土深度的最大值作为水泥土桩最终入土深度值，同时应满足Dc≥Dh。经计算得标准段Dc=12.5m,水泥土桩长Lc=25.5m。端头井Dc=13m,水泥土桩长Lc=27.5m。

4.3基坑稳定性分析

SMW工法属于板式支护体系，其稳定性分析按规范板式支护有关公式计算。经验算均满足规范要求。计算结果如下：

基坑墙底抗隆起：

K＝3.05（标准段）K＝2.87（端头井）

基坑坑底抗隆起：

K＝2.56（标准段）K＝2.5（端头井）

基坑抗倾覆稳定性：

K＝1.2（标准段）K＝1.15（端头井）

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4.5围护结构形式的比较

目前,上海地区地铁车站基坑围护墙体采用的结构形式一般都为地下连续墙（单墙或双墙），不论单墙还是双墙，其工程造价均较高,对环境的影响、污染均较大。与之相比较，SMW工法有如下优点：

(1)在现代城市修建地铁，经常靠近建筑物红线施工，SMW工法在这方面具有相当优势,其中心线离建筑物的墙面80ｃｍ即可施工,这也是其他工法所无法比拟的。

(2)消除泥浆污染公害,促进城市文明建设。随着城市管理的规范化，由施工造成的泥浆污染成为日趋严重的问题。地下连续墙由自身的特性决定,在施工时将形成大量泥浆需外运处理，而SMW工法仅在施工后期将置换出来并已固结的干土外运。

(3)施工效率高,缩短工程建设周期,降低围护结构成本。SMW工法构造简单,施工速度快,可大幅缩短工期。根据本站工程实践,每台搅拌机每昼夜可施工基坑周长在10～20ｍ左右。另外，SMW工法用于围护墙体,其成本约为地下墙结构的70%,若考虑型钢回收可以降到５0%，在现有围护结构中是