浅谈SMW工法在基坑支护中的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第１６期　２　０　０　７年６月　山　西　建　筑　ＶｏＩｌ３３Ｎｏ．１６　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　ｒＩ『ＲＥ　Ｊｕｎ．２００７　・１２９・　文章编号：１００９．６８２５（２００７）１６．０１２９．０２　浅谈ＳＭＷ工法在基坑支护中的应用　郭财宝赵云鹏　摘要：介绍了ＳＭＷ工法的特点，阐述了ＳＭＷ工法的施工工艺及要点，并对其在基坑支护应用施工中应注意的问题　进行了总结，以供广大工程技术人员参考，同时为该新技术的推广应用创造条件。　关键词：ＳＭｗ工法，基坑支护，原状土，混合搅拌　中图分类号：Ｔ１Ｊ７５３．８　文献标识码：Ａ　ＳＭＷ是原状土（Ｓｏｉｌ）和水泥悬浊液在原位混合搅拌（Ｍｉｘ—　２）沿标线开挖探槽，可作为泥水沟，并确定表层土是否存在　ｉｎｇ）形成水泥土搅拌连续墙（ｗａｌ１），并在其中插入Ｈ型钢或其他　障碍物。探槽一般宽０．８　ｍ～１．０　ｍ，深０．６　ｍ～１．０　ｍ。本工程　种类的受拉材料，形成受力和防水的复合结构。此技术由日本竹　探槽宽约２．２　ｒｒｌ，深０．６　ｍ～２．５　ｍ，各段不等，由具体表层地质状　中土木株式会社与成辛工业株式会社在１９７６年开发。该工法使　况而定。　用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　３）再放出ＳＭＷ桩轴线外１．２　ｍ边线，顺边线置放导轨，用于　喷出水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则　施工导向与型钢定位，并在探槽另一边铺放钢板，用于置放桩机　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　及保持其平稳。　或钢板作为其应力补强材料，至水泥结硬，便形成一道具有一定　４）根据设计的型钢间距，设定施工标志，本工程根据具体情　强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。　况，在挖深最大处，采用Ｈ５００２００型钢，间距为０．６　ｍ，其余地段　１　ＳＭＷ工法的特点　间距为１．２　ｍ。　１．１对周围地层影响小　５）ＳＭＷ工法施工。首先搅拌下沉，同时喷浆，达设计深度　ＳＭＷ工法是直接把水泥类悬浊液就地与切碎的土砂混合，　时，搅拌上升，上提锁浆。　－　不象地下连续墙、灌注桩需要开槽式钻孑Ｌ，存在槽（孑Ｌ）壁坍塌现　６）当桩机的移打下１棵桩时，紧接着在导轨上置放导向装　象，故不会造成邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损或地下设施破　置，此时水泥土还没结硬，方便插入型钢，用吊机将型钢吊起靠自　坏等危害。　身重力沉入水泥土中，这样能较好地保持型钢的垂直度与平等　１．２施工噪音小、无振动、工期短　度，当下沉到设计标高时，将槽钢焊在Ｈ型钢上，然后将槽钢担在　导轨上。待水泥土结硬后，再用氧炔焰割开固定槽钢。　ＳＭＷ挡墙采用就地加固原土而一次筑成墙体，成桩速度快，　墙体构造简单，省去了挖槽、安装钢筋笼等工序，同地下连续墙施　７）拆除导轨，并按设计顶圈梁的尺寸开槽置模（钢模板）。　８）废土运弃。　工相比，工期可缩短近一半。　９）浇筑钢筋混凝土圈梁，型钢应高出圈梁顶５　ｒｍ，方便起拔　１．３废土产生量小，无泥浆污染　回收（型钢与圈梁未采用泡沫板作隔离），同时浇筑第一道钢筋｝昆　水泥悬浊液与土混合不会产生废泥浆，不存在泥浆回收处理　凝土对撑梁（６００　ｒｍ×６００　ｍｍ）。　问题。先做废土基槽，了废水泥土的溢流污染，最终产生的　经设计验算，第一道支撑采用钢筋混凝土梁，间距为６．０　ｍ，　少量废水泥土经过处理还可再利用，作为敷设场地道路的材料，　设变形缝的地方为３．０　ｍ，第二道支撑采用　０９（　１６　１ＴＩＩＴＩ）钢　这样既降低了成本，同时又消除了建筑垃圾的公害。　管，间距为３．０　ｍ。　１．４适用土质范围广　３　ＳＭＷ工法施工中应注意的问题　采用多轴螺旋钻机方式的ＳＭＷ工法适用于从软弱地层到　砂、砂砾地层及直径１００　ｒｍ以上的卵石，甚至风化岩层等。如果　施工中应注意，水泥土要充分结硬后才能拆除固定型钢的槽　钢，否则将导致型钢的再次下沉，使型钢标高不足，影响起拔。同　采用预削方法还可适用于硬质地层或单轴抗压强度６０　ＭＰａ以上　时要注意保护型钢，避免置放和移动过程中产生变形及部分减摩　的岩层。　剂被磨损，给下沉和起拔造成困难。型钢上减摩剂的涂刷厚度与　１．５抗渗性好　其自身和水泥土的粘结有关，应根据所用材料的特性涂刷合适的　由于钻削与搅拌反复进行，使浆液与土得以充分混合形成较　厚度，涂厚了影响型钢与土体的粘结，使墙体达不到强度要求、同　均匀的水泥土，且墙幅完全搭接无接缝，比传统地下墙具有更好　时也不经济，涂薄了又影响Ｈ型钢的回收；此外涂刷要均匀，禁用　的止水性，水泥土渗透系数很小，达１０　ｃｍ／ｓｅｃ　１０一ｃｍ／ｓｅｃ。　油漆喷喷涂，工程中采用１　ｒｎｉｎ的涂刷厚度。　１．６大壁厚、大深度　工程中的搅拌设备所成的墙体截面在两圆相交处会形成细　成墙厚度在５５０　ｒｍ～１　３００　ｒｍ之间，最大深度已达５５　ｍ，　腰现象，使墙面波状不平，降低了连续墙的防水能力。现国内研　地质条件尚可施工更深，并且成孔垂直精度高，安全性大。　究开发一种ＴＭＷ新机型，它在ＳＭｗ机型基础上增加了两对侧　２　ＳＭＷ工法施工工艺及要点　面铣刀。由掘削搅拌轴通过螺旋齿轮驱动，切除钻头掘削的残余　１）放出ＳＭＷ桩轴线，沿轴线用细线拉起，作为开挖标线。　部分，修平地槽壁面。侧面铣刀也加强了搅拌效果，并可扩大钻孔　收稿Ｅｔ期ｌ２００７－０１．２４　作者简介：郭财￣（１９７２．），男，助理工程师，浙江益坚基础工程有限公司，浙江杭州３１００００　赵云鹏（１９７１．），男，工程师，杭州市勘察设计研究院，浙江杭州３１００００　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第ｌ６期　・１３０・　２　０　０　７年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ（　ＵＩ　Ｅ　Ｖｏ１．３３　ＮＯ　１６　Ｊｕｎ．　２００７　文章编号：１００９—６８２５（２００７）１６—０１３０—０２　用有限元法计算不等长桩基的内力　施权君摘韦达洁　要：由于受地形地质的影响，在实际工程中出现不等长桩基的现象，针对不等长桩基的内力计算采用　空间杆件有限　元法进行内力分析，并对该法的基本原理、数学模型、承台的模拟及其内力结果进行了探讨，其结论可供类似工程参考。　关键词：不等长桩基，有限元，内力分析，模型　中图分类号：ＴＵ４７３．１　文献标识码：Ａ　在大跨径桥梁结构设计中，承台一桩基础被广泛使用。当墩　问的粘着力和摩阻力均不考虑；３）在水平力和竖直力作用下，任　（台）位处地质复杂，各根桩的持力层埋深相差较大时，就需要采　何深度处土的压缩性均用地基系数表示。　用不等长桩基。桩基设计是整个结构设计中的重要组成部分，合　１．２基本原理　理、准确地计算桩基内力关系到整个结构的安全。桩的计算通常　有限元法分析桩基础内力的基本原理是将连续的桩身划分　借助于已推导出的公式和数表进行查表计算，比较繁琐。在工程　为有限个单元的离散体，将桩身侧向位移引起的侧向土抗力作　实践中，一般采用“１ＴＩ”法计算弹性桩基础的内力。根据ＪｒｒＪ　０２４—　为各单元结点处的反力（其值等于结点处桩身侧向位移值与该点　８５公路桥涵地基与基础设计规范（以下简称《基规》）附录六的规　处土的地基比例系数之积），然后根据力的平衡和位移协调条件　定，当桩基周围是数种不同的土层时，将地面或局部冲刷线以下　建立方程求解。这种方法可方便地用于桩侧土地基比例系数随　ｈ　＝２（ｄ＋１）深度内的各层土换算成一个ｍ值，近似作为整个　深度而变化的各种情况，不需求解复杂的桩身弹性挠曲方程，只　桩深度的地基土比例系数ｍ进行内力计算。用“１ＴＩ”法计算多排　要使用一般的有限元通用软件即可解决问题。　桩基内力和位移时，现有的公式和数表都是基于桩基长度一致的　１．３数学模型　情况下导出的，用于不等长桩基的内力计算显然是不妥当的。由　如图１所示，将桩基视为支承在一系列水平弹簧上的弹性竖　于受公式和数表的，用“１ＴＩ”法进行桩基内力计算时往往要对　梁，桩底边界条件根据具体的嵌岩情况而定，水平弹簧支承刚度　实际工程结构做许多简化，从而影响计算结果的精度。用空间杆　Ｋ，由式（１）计算：　件有限元法来分析弹性桩基的内力，不仅可以考虑复杂多变的地　Ｋ　＝ｂ１・ｍ‘ｈ　（ＡＳ　＋ＡＳ　）／２　（１）　基土层情况，而且适用于各种形式的桩基结构，其适用范围更广，　式中：ｂ　——桩基的计算宽度；　使用更方便，计算结果更可靠。　ｍ一地基土比例系数；　１　采用有限元法计算弹性桩基础内力的基本原理　１．１基本假定　不管采用《基规》附录六的“１ＴＩ”法，还是采用有限元法对弹性　点的土抗力和该点的位移成正比）的弹性地基梁理论，两种方法　厶，——地面（或最大冲刷线）到ｉ点的深度；　ＡＳ　，ＡＳ　——分别为ｉ号节点处上下相邻两个单元的长度，　对没有被土覆盖的单元，其长度不予计算。　在有限元方法中，对承台的模拟方法主要有３种＿５　：１）用板　桩基进行内力分析，其基本理论都是基于文克尔假定（桩身任一　１．４承台的模拟　均遵守以下基本假定：１）将土作为弹性变形介质，其地基系数在　单元模拟；２）用实体单元模拟；３）将承台分成多块，用多个梁单元　地面（或冲刷线）处为零，并随深度成正比例增长；２）基础与土之　模拟。前两种方法采用的单元与梁单元的节点自由度不相等，存　间距，提高施工效率，平整的壁面使加强材料的配置不再受搅拌　广应用创造条件。　轴距的约束，也可配置较大截面的加强材料，提高墙体强度，建议　参考文献：　［１］龚晓南．深基坑工程设计施工手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业　推广使用该机型。　４结语　ＳＭＷ支护结构因良好的抗渗性能以及经济的造价等多方面　的优点，在软土地区基坑工程中的应用越来越多。为此，应该进　一出版社．１９９８．　『２］王健．劲性水泥土下边疆墙技术的发展与应用［Ｊ］．西部探　矿工程．２０００（５）：１８—１９．　９９４（５）：３０—３１．　步做好ＳＭＷ工法的设计计算理论分析工作，为该新技术的推　［３］国藤祚光．大深度施工事例［Ｊ］．基础工程，１Ｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＭＷ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　ｂａｓｉｃ－ｈｏｌｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ＧＵＯＣａｉ－ｂａｏ　ＺＨＡＯＹｕｎ－ｐｅｎｇ　Ａｂｓｔｌ　ｃｔ：Ｉｔ　ｉｎｔｒＤｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｚ℃ｓ　ｏ　ＳＭＷ　ｉｎｄｕｓｔｉａｌｒ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｃｒａｆｔｓ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ＳＭＷ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｍｅｔｈ＿　Ｏｄｓ，ｓ咖ａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂ１ｅｎ１ｓ　ｗｈｉｃｈ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｎｏｔｉｃｅｄ　ｉｎ　ｂａｓｉｃ—ｈｏｌｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｏｆｆｅｒｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｔａｆｆｓ，　ｍｅａｎｔｉｍｅ，　ｃｒｅａｔｅｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＭＷ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｂａｓｉｃ—ｈｏｌｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ，ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｓｈａｐｅｄ　ｓｏｉｌ，ｍｉｘ　ａｎｄ　ｂｌｅｎｄ　收稿日期：２００７．０２—０９　作者简介：ｇｇ￣（１９７９一），男，助理工程师，广西南宁高速公路管理处，广西南宁５３００２２　韦达洁（１９７９．），男，助理工程师，广西交通规划勘察设计研究院，广西南宁５３００１１