小议隧道深基坑SMW施工技术范文

1SMW工法简介

SMW是SoilMixingWall的缩写，于1976年在日本问世。SMW工法是日本一家中型企业——成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利。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结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，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，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。

2SMW工法特点

2．1施工不扰动邻近土体，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。

2．2钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10～7cm/s。

2．3它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。

2．4可成墙厚度550～1300mm,常用厚度600mm；成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深。

2．5所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80m2。

2．6废土外运量远比其他工法为少。

3工程概况

庆春路过江隧道是杭州市实现西湖杭州到钱塘江杭州跨越发展的重要组成部分，是杭州市重点建设工程。隧道工程起点自杭州市江干区庆春东路一新塘路交叉口，向东略偏南直至江边，过江后继续沿线路方向（从规划休闲广场下穿过）接江南萧山侧市心路，主线于滨江一路交叉口北侧（K3+440）预留与钱塘江世纪城综合地下空间开发系统的接口。本工程东线隧道长3025m，西线隧道长3022m；盾构隧道总长3532.64单线米，其中东线长为1765.72m，西线长1中国论文联盟整理766.92m，而钱塘江底段约1241m。

江南明挖段里程为东线LK3+132.723-LK3+440,西线RK3+130.254-Rk3+430,基坑采用大开挖方式，深度达15.5m。SMW工法桩设计里程为东线LK3+145.443-LK3+240、西线RK3+142.954-RK3+220。SMW工法桩采用Φ850水泥土搅拌桩，桩中心间距600mm，桩长为有7m、16m、15m三种；H型钢采用Q235B钢，规格700×300×13×24，插二跳一。主体结构完成且强度达到设计要求后，H型钢全部起拔回收。SMW工法大样图如图1。

图1SMW大样图

江南明挖段揭露地层为填土、砂质粉土、粉砂夹粉土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、圆砾及卵石。地震设防烈度为6度。

4SMW工法施工工艺

SMW工法施工主要包括开挖导沟、桩机定位、搅拌施工、泥浆制作、型钢的插入与拔除等工艺，具体工艺流程如图2所示。

图2SMW工法施工工艺流程图

4.1场地回填平整。三轴搅拌机施工前，必须先进行场地平整，清除施工场地内地上及地下障碍物，以及凿除搅拌区域内的路面层硬物，施工场地路基承重荷载以能行走35吨大吊车为基本。

4.2测量放线。根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定位后做好测量技术复核单，提请监理方进行复核验收签证。确认无误后进行搅拌施工。

4.3开挖沟槽。根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3挖土机开挖沟槽，并清除地下障碍物开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工，并达到文明工地要求。

4.4定位型钢放置。在平行沟槽方向放置一根定位型钢，规格为500×300mm，长约12m，定位型钢必须放置固定好。转角处H型钢采取与围护中心线成45。角插入，H型钢定位采用型钢定位卡。

4.5搅拌桩孔位定位。三轴桩机三轴中心距Φ850为1200mm，根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。

4.6三轴水泥搅拌桩施工。

4.6.1资源配置：根据施工工艺的要求、工程的规模和工期的要求以及现场场地条件和临时用电等情况，采用两台三轴SMW工法深搅设备施工。

设备的投入量和机械的配套工具详见表1：

表1SMW工法主要机械设备表

4.6.2施工顺序。SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥土搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套打来保证，以达到止水作用。

4.6.3桩机就位。由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度。三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于3cm。

4.6.4搅拌速度及注浆控制。①三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。②制备水泥浆液及浆液注入，采用两套自动拌浆设备，电脑控制配合比。③在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。采用P.032.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量为20%，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。

注浆压力为1.5～2.5Mpa，以浆液输送能力控制。土体加固后，搅拌土体28d抗压强度≥1.0Mpa。

4.7H型钢施工。

4.7.1H型钢加工及下插H型钢质量保证措施。三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。①H型钢使用前，在距型钢顶端处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊厚≥12mm的加强板，加强板尺寸400×300mm，中心开孔与型钢上孔对齐。若所需H型钢长度不够，须进行拼焊，焊缝应均为破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。②根据提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定吊筋长度，在型钢两腹板外侧焊好吊筋（≥Φ12线材），误差控制在＋5cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。③装好吊具和固定钩，然后吊起H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。④在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，必要时用点焊与定位型钢连接固定；型钢定位卡位置必须准确，要求H型钢平面度平行基坑方向L＋4cm（L为型钢间距），垂直于基坑方向S＋4cm（S为型钢朝基坑面保护层）；将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡将型钢徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内，垂直度用线锤控制。

4.7.2涂刷减摩剂。根据设计要求，本支护结构的H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，以利拔出；要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。

①清除H型钢表面的污垢及铁锈。②减摩剂必须用电热棒加热至完全融化，用搅帮搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。③如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。④如H型钢在表面铁锈清除后未立即涂刷减摩剂，必须在以后涂刷施工前抹去表面灰尘。⑤H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。⑥设在压顶圈梁中的H型钢部分的保护隔离措施

筑压顶圈梁时，H型钢挖出并清理干净露出的H型钢表面的水泥土后，在扎圈梁钢筋前，埋设在压顶梁中的H型钢部分必须先用油毛毡贴型钢包裹二层，用封箱胶带或铁丝绑扎固定好；油毛毡包裹高度高出圈梁顶15cm。

4.7.3H型钢起拔方案。①施工安排。已完成地下部分工程或地下室顶板混凝土强度达到设计强度，让出拔除型钢的工作面后，即开始拔除H型钢。本工程起拔H型钢采用一台25t汽车吊，配备一组千斤顶，每组两个千斤顶（型号为：QD-200T）。②H型钢拔除施工程序。H型钢拔除施工程序：平整场地→安装千斤顶→吊车就位→型钢拔除→孔隙填充。③平整场地。拔H型钢前，必须先进行顶圈梁上的清土工作，并留出足够的操作面和通道，以保证千斤顶垂直平稳稳放置。④安装千斤顶。将二个千斤顶（型号为：QD-200T）平稳地放在顶圈梁上，要拔出的H型钢的两边用吊车将H钢起拔架吊起，冲头部分‘哈夫’圆孔对准插入H型钢上部的圆孔，并将销子插入，销子两边用开口销固定以防销子滑落，然后插入起拔架与H型钢翼之间的锤型钢板夹住H型钢。⑤型钢拔除。开启高压油泵，二个千斤顶同时向上顶住起拔架的横梁部分进行起拔，待千斤顶行程到位时，敲松锤型钢板，起拔架随千斤顶缓慢放下置原位。待第二次起拔时，吊车须用钢丝绳穿入H型钢上部的圆孔吊住H型钢。重复以上工序将H型钢拔出。⑥本场地拔除的型钢移至装车地待一定量时装运，应留出足够的通道和停车场地。⑦孔隙填充。为避免拔出H型钢后空隙对周围民宅等建筑物的影响，拔出H型钢后须采用黄砂冲水倒流进行填充。

4.8报表记录。施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间和H型钢的下插情况。及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。

5质量控制要点

5．1水泥土搅拌桩施工时，应针对不同土层进行试验选取水泥掺量，水泥最小掺量不应小于20%，水泥土28d无侧限抗压强度不小于

5．2施工停浆面必须高出桩顶设计标高0.5m，在开挖基坑时，则将该高出部分先行挖除。

5．3Φ850水泥土搅拌桩垂直偏差<1/100，桩位偏差值均不得大于50mm。

5．4桩与桩搭接时间不应大于24h，如间歇时间太长，搭接质量无保证时，应采取局部补桩或注浆措施。

5．5内插H型钢必须在成桩后2～4h内插毕，内插H型钢应拔除回收并预先对型钢采取减阻措施。型钢拔除前水泥土搅拌墙与地下主体结构之间必须回填密实，并应对型钢拔除后形成的空隙采用注浆填充等措施。

5．6型钢宜采用整材，当需采用分段焊接时，应采用坡口焊接，对焊接缝的坡口形式和要求应遵照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的有关规定，焊缝质量等级不应低于二级，单根型钢中焊接接头不宜超过2个，焊接接头的位置应避免在型钢受力较大处（如支撑位置或开挖面附近）。

6结束语

SMW工法适用于粉土、粉砂地层，具有施工工期短、造价低、墙体无接缝、止水性能好、污染小等优点。本工程深基坑围护采用SMW工法，加快了工程进度，减少了废土外运量。实践证明，在隧道明挖中这是一种很有效的工法。