SMW工法設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)與問題分析

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SMW工法設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)與問題分析

本文講述SMW工法的基本概念，起源發(fā)展，優(yōu)、缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)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SMW工法連續(xù)墻成墻示意圖二、SMW工法的起源與發(fā)展SMW工法樁由攪拌樁發(fā)展而來，但兩者不同。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(dòng)力小，SMW工法樁機(jī)械動(dòng)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(shí)不排土，擠土較大，而SMW工法攪拌樁攪拌時(shí)有少量排土，擠土較小。三、SMW工法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、施工擾動(dòng)?。?、無泥漿污染；3、振動(dòng)噪聲?。?、止水性能好；5、適用范圍廣；6、施工工期短;7、施工場(chǎng)地??；8、廢土外運(yùn)少；9、安全性較高；10、工程造價(jià)低。缺點(diǎn)：1、水泥土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)；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。四、SMW工法的設(shè)計(jì)以SMW工法樁用于地下?lián)鯄槔?、設(shè)計(jì)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(chǎng)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(jì)算SMW工法擋墻計(jì)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(jì)算步驟為：（1）按剛度等效原則計(jì)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(jì)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(chǎng)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。五、SMW工法施工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(shí)和上行提升時(shí)水泥漿的灌入量；（3）需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間，漿液質(zhì)量，注漿時(shí)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(shí)，必須做到垂直不斜，控制插深，嚴(yán)防錯(cuò)位、插偏、扭歪；SMW工法重疊搭接施工方式SMW工法連續(xù)墻施工步驟示意圖六、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(zhǎng)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(jī)（1）墻體水平位移控制在3cm以內(nèi)；（2）H型鋼最大設(shè)計(jì)彎矩為設(shè)計(jì)值的80%；（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)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。七、SMW工法的研究與發(fā)展自1998年起，國(guó)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(huì)地下工程專業(yè)委員會(huì)組織的“SMW圍護(hù)樁技術(shù)研討會(huì)”于1999年12月8日在科學(xué)會(huì)堂召開，會(huì)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）（詳情請(qǐng)看筑龍巖土官方微信4月11日推送內(nèi)容，此處不再贅述）八、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(duì)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(jì)要求；（6）水泥土養(yǎng)護(hù)時(shí)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(shí)支撐設(shè)置不及時(shí)；（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(shí)回填；（11）施工隊(duì)伍素質(zhì)良莠不齊。