smw工法加钢支撑在基坑支护中的应用.doc

SMW工法及钢支撑在基坑支护中的应用摘要：SMW（soilmixingwall）工法（又称加筋水泥土墙）该项技术起源于日本，主要原理是利用水泥浆作为固化剂，利用深搅拌桩机将水泥浆与地基土进行强制性搅拌而形成水泥土，固化后形成地下连续水泥土墙，而在墙体中插入的H型钢弥补了水泥土墙刚度不足的缺点，两者共同作用而形成具有一定强度和刚度的连续无接缝的地下墙体结构，具有刚度大、抗渗性好、施工简便、无环境污染、工期短等优点，特别适合于软土地基、建筑物密集的场所施工。由于插入水泥土墙中的H型钢可在基坑支撑完成后拔出，重复利用，故支护成本低，节约钢材资源，我国目前多用于10m以下的基坑支护。关键词：SMW工法；钢管水平支撑；基坑监测；经济技术效果评价工程概况XX某工程主楼高19层，地下一层，占地面积约3200m2，整个场地建筑红线范围内设置地下室，基坑深5.65米，局部电梯井开挖基坑东侧为交通要道，南侧1米左右商业街，靠基坑南侧埋有一根污水管道，西侧和北侧为现有建筑物，西侧建筑物离基坑边8米左右，砖混结构住宅，老化严重，住宅为浅基础；基坑北侧多层建筑距离基坑围护最近距离只有4~5米。本工程基坑围护的重点主要体现在：保证基坑西侧、北侧现有房屋的安全和正常使用。满足场地堆场使用要求和施工临时设施的安全。控制基坑周边管道的沉降和变形。工程地质和水文地质条件依据本工程地质勘察报告，基坑开挖影响深度范围内土层从上到下分别为①杂填土层，平均厚度约为0.8米；②淤泥土层，平均厚度约为3.5米；③粉质粘土层，平均厚度约为2.5米；④粉土层，平均厚度约为2.5米；⑤粉砂层，平均厚度7米。在基坑开挖深度范围内的土层为淤泥层和粉质粘土层，渗透系数均较大。地下室底板位于该土层的中部，其下部④粉土层和⑤粉砂层中的微承压力是影响本工程基坑施工的主要含水层。SMW工法+钢支撑方案设计本工程基坑支护采用SMW工法桩加水平钢管支撑，再用格构柱桩支撑水平支撑钢管。如下图1所示：围护结构计算过程主要包括：边坡整体稳定计算，边坡顶已考虑了施工荷载20Kn/m2。SMW工法位移和内力计算，工法桩墙底抗隆起计算。墙体抗倾覆计算。抗管涌计算。基坑开挖至③粉质粘土层中下部，受到微承压含水④粉土层和⑤粉砂层中承压水的影响，该含水层承压水头较高，水量中等，渗透性较强，直接开挖将引起基坑涌水和流砂，故进行抗管涌计算。由SMW工法位移和内力计算，再结合抗管涌计算，得到H型钢间距和入土深度，如“图1”所示：“区域1”离北侧已建多层建筑最近距离只有4~5米，故该区域H钢密排，H500×300×11×18@600，H型钢长13米；同样，“区域2”离北侧已建多层房屋较近，故该区域H钢采用“插二隔一”的打法如下图2，H型钢长13米；“区域3”工况较好，故选择“隔一插一”的做法，H500×300×11×18@900，H型钢长12米。“区域4”在地下室电梯井一侧，基坑局部开挖深度8米，而且基坑底部有流砂层，故选择H500×300×11×18@450，H型钢长16米。“区域5”西侧8米左右为砖混结构住宅，故该区域采用插二隔一打做法，H500×300×11×18，见上图2，H型钢长14米。所有水泥土墙深度均为18.85米。构造措施暗墩本工程地下室顶面高于钢支撑水平面，故在施工地下室顶板前，需拆除钢管支撑，折除支撑至地下室外围回填土这间有一时间间隔，为了能免保证在此期间，围护结构能有效的工作，地下室底部沿着围护结构内设置不连续的暗墩，本工程采用高压旋喷将水泥浆送地下预定位置。传力带在浇筑地下室底板时，在底板四周浇筑连续的传力带，在钢管支撑拆除后，基坑被动土压力部分传递给地下室基础，更有效的保证基坑安全，传力带须与底板一起施工。SMW工法桩施工施工顺序场地平整（如局部土质较差，回填道碴铺设10厚钢板）→导沟开挖（同时配制水泥浆）→定位放线→预搅切土下沉→送浆→搅拌提升→重复搅拌下沉→重复送浆→重复搅拌提升→桩架移位→清洗→下插已涂满减摩剂的H型钢→固定H型钢→围护圈梁施工→第一次土方开挖→安装钢管支撑→第二次土方开挖。施工要点：采用Ф650三头搅拌机施工，用P32.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.6，水泥掺量20%，要求28天无侧限抗压强度不小于1.0Mpa。桩与桩之间的搭接长度为200mm，相互搭接的相邻桩施工间隔不宜超过10小时。施工时，搅拌机提升速度不大于50cm/min。预搅下沉时不得采用冲水下沉，施工采用三次搅拌、二次喷浆工艺，第一次搅拌提升和第二次搅拌提升时进行喷浆，第三次搅拌为复拌，以提高桩身的均匀度，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆控制在40%。施工时应保证起吊设备水平和导向架的垂直度，桩垂直偏差不得超过1/200。桩位与设计图的偏差不得大于50mm。H型钢插入深层搅拌桩前表面涂减摩剂，减摩剂加热至完全