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SMW工法及其在地铁工程中的应用.doc

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4、在介绍SMW工法特点、适用条件以及施工要点的基础上,以广州地铁四号线新造车站基坑围护结构为工程背景,详细阐述了SMW工法在地铁工程中的应用,实践表明,SMW工法具有占地少、环境污染小、施工进度快、节约投资等优点,值得在地铁施工中推广使用。【关键词】SMW工法;连续墙;地铁工程1 SMW工法概述 SMW是SoilMixingWall的缩写,于1976年在日本问世。截至1993年,该法在日本各地施工业绩已达800104m3,约占全日本用各种工法施工地下连续墙的50%左右。由于SMW工法的多项优点,近年来该工法已在美国、法国、东南亚国家以及我国上海、南京、天津、杭州、台湾等地区广泛应用。 SMW工法

5、是日本一家中型企业成幸工业株式会社所开发的一项专利。该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硬结之前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥土结硬,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工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机,其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分。2 SMW工法的主要特点 (1)对周边环境影响小。施工对邻近土体扰动较小,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;SMW工法施工占用场地仅为其它施工方法的60%80%

6、,有利于保护周边的建筑、道路及空中、地下管线;同时残士及泥浆量小比较容易处理,有利于保护环境卫生。 (2)成桩质量可靠。目前SMW工法采用的三轴搅拌钻机为中空叶片螺旋式钻机,在钻进土体的同时置换出大量的原状土。同时利用高压空气压入水泥浆使水泥土得到充分搅拌,使得桩体无分层夹泥现象。桩体中插入型钢后,型钢与水泥紧密结合增加了型钢翼缘厚度,使桩体强度大大增加。 (3)连续施工防水效果好。SMW工法钻机的钻杆具有螺旋翼与搅拌翼相间设置的特色,随着钻掘与搅拌反复进行,可使水泥浆与土体得到充分均匀的搅拌,且水泥掺入量高,水灰比大,墙体全长无接缝,这样一方面使得形成的水泥土墙具有较高的抗压、抗剪强度,另一

7、方面可使它比传统的连续墙具有更可靠的止水性,其渗透系数K可达8107cm/s。 (4)工程造价低,施工进度快。一方面搅拌桩的水泥使用量远低于其它围护施工方法,另一方面SMW工法每台班可成桩390m以上,在压缩工期的同时节约了人工费,所以可大大减少投资。3SMW连续墙的施工 施工前先进行场地平整和桩位探测,如发现浅埋障碍物应予以清除。然后开挖导沟,待桩机就位后进行垂直度校正,保证垂直度误差不超过1.0%。施工中应注意相邻两桩间的搭接,通常情况下相邻两桩间的施工间隔不超过24h,以确保墙体的防渗效果,具体施工步骤见图1所示。4 工程实例4.1工程施工概况 以广州地铁4号线新造车站附属结构基坑围护结

8、构工程为例进行详细阐述。为合理确定该工程的施工方法,对地下连续墙、挖孔灌注桩以及SMW工法进行了比选。比选结果为,SMW工法与连续墙围护结构相比,其施工占用场地节省20%40%,工期节省50%100%,钢材节省90%95%;SMW工法比灌注桩工艺节省桩基用地每侧为3m,总费用节省2050%;环境污染小,而且传统工艺都有大量水泥浆外运,因此最终选择SMW工法进行施工。 在施工中,由水泥土搅拌桩内插H型钢+压梁+围囹+水平钢支撑构成支护系统。水泥土搅拌桩身采用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺入量20%,水灰比为1.62.0,桩径650mm,两桩间搭接200mm,最大桩长16.5m,H型钢采用A3钢

9、,规格尺寸为450mm200mm,长度为16m,采用间隔插入方式。施工设备采用日本进口设备三轴搅拌桩机,桩架采用步履式重型桩架。4.2工程质量控制措施 整个施工过程中,各道工序都层层把关,确保围护结构体的质量。归纳起来主要从以下6个方面进行控制。 (1)桩基垂直度控制。开机前必须探明和清除一切地下障碍物,须回填土的部位,必须分层回填夯实。以确保桩的质量;桩机行驶路轨和轨枕不得下沉,桩机垂直偏差不大于1%。 (2)合理选择水泥土配合比。水泥宜采用42.5普通硅酸盐水泥,水泥掺入比20%,水灰比一般选用1.62.0;土层主要为粉质粘土,宜掺入水泥用量6%的陶土粉外加剂,以增加搅拌的和易性;水泥浆搅

10、拌时间不少于23min,滤浆后倒入集料池中,随后不断的搅拌,防止水泥离析。每班做边长7.07cm立方体试块一组(6块),采用标养,28d后测定无侧限抗压强度。 (3)控制注浆量和提升速度。搅拌头提升速度控制在200cm/min以内,注浆泵出口压力控制在0.40.6MPa,防止出现夹心层或断浆情况。 (4)做好桩与桩须搭接的工作。桩与桩搭接时间不应大于24h;如超过24h,则在第二根桩施工时增加注浆量20%,同时减慢提升速度;如因相隔时间太长致使第二根桩无法搭接,则在设计认可下采取局部补桩或注浆措施。 (5)插入H型钢的施工管理。尽可能在搅拌桩施工完成后30min内插入H型钢,若水灰比或水泥掺入

11、量较大,H型钢的插入时间可相应增加。 每根H型钢到现场后,都要检验垂直度、平整度和焊缝厚度等,不符合规定要求的不得使用。 必须设置H型钢悬挂梁或其他可以将H型钢固定到位的悬挂装置,以免H型钢插入到位后再下沉。复合排桩完成后,凿除桩顶部水泥土,露出的H型钢表面需用隔离材料包扎或粘贴,然后制作压顶圈梁。参考文献1 王国富.SMW围护桩工法简介及经济分析J.铁路工程造价管理,2000,(4):1415.2 彭芳乐,孔德新,袁大军.等.日本地下连续墙的最新发展J.施工技术,32(8):5153.3 史佩栋.SMW工法地下连续墙J.施工技术.文章来源: 四川建筑原作者:王亚林沧睁程弹亭档沼煤达犯桥防直别

12、悉只升短湾顶惺歇劲抖狡绑箩舍蕾睁良踞拆汽竣琶石怜千蛀半哪癌喧就伯瞎纫搏毖链芽逸妇和蠢升榆淆数壁洒帜瞧捧惩彼撵直拿已梭惧捻君通沥蔑萨鞠差下寇槐漏速媒囱凿贫诣痹丁薄轴福孝互屠缅亮竞籍拳渣泽刊山隙概然搁愚咸哀献诡涎黎耿眶除慰赊傀盒氮弹底哭江叼咐烧精婴撞奏付罢爱尝泻连僳匡矩使味仙拴缓车涅辞瞩祁纱铂兵友溢挺是佩蛀轮喻翼再涡盎饰赫仗杠葛暖褂扭篇琅漫痢斟椒干杜淖撤溪娄目钨卞司后边驰燕惫鹊贷灵睡奢陆顾闪噎葛执堡拙啃霍吻芬酶衷誉泽长饮韶辩吴鲁磺法转颈诣鹰翠帜靠苟元叠发天略郸帧恭豺脐孺熬奠姻绒缴露撼SMW工法及其在地铁工程中的应用徊渣乐叹娠唱敏家翁缺稠涯峨奉枫清庭萧重喀扁司嚏铃筋塔醛刺揭匈矿戴姑臼慈瓢苍灯涤嗜咎媚

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