【摘 要】 結(jié)合杭州慶春路過江隧道江南明挖段深基坑SMW工法施工實(shí)例，介紹了SMW工法的特點(diǎn)、施工工藝、質(zhì)量控制要點(diǎn)。實(shí)踐證明，在隧道明挖深基坑中這是一種很有效的工法。

　　【關(guān)鍵詞】 隧道；深基坑；SMW工法樁；施工技術(shù)

　　1SMW工法簡(jiǎn)介

　　SMW是Soil Mixing Wall的縮寫，于1976年在日本問世。SMW工法是日本一家中型企業(yè)——成辛工業(yè)株式會(huì)社所擁有和開發(fā)的一項(xiàng)專利。該工法是以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)向一定深度進(jìn)行鉆掘，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑而與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。

　　SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機(jī)，其中鉆桿有用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機(jī)型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場(chǎng)合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

　　2SMW工法特點(diǎn)

　　2．1施工不擾動(dòng)鄰近土體，不會(huì)產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害。

　　2．2鉆桿具有螺旋推進(jìn)翼與攪拌翼相間設(shè)置的特點(diǎn)，隨著鉆掘和攪拌反復(fù)進(jìn)行，可使水泥系強(qiáng)化劑與土得到充分?jǐn)嚢瑁�而且墻體全長(zhǎng)無接縫，從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性，其滲透系數(shù)K可達(dá)10～7cm/s.

　　2．3它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MPa以下的巖層應(yīng)用。

　　2．4可成墻厚度550～1300mm，常用厚度600mm；成墻最大深度目前為65m，視地質(zhì)條件尚可施工至更深。

　　2．5所需工期較其他工法為短，在一般地質(zhì)條件下，每一臺(tái)班可成墻70～80㎡.

　　2．6廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法為少。

　　3工程概況

　　慶春路過江隧道是杭州市實(shí)現(xiàn)西湖杭州到錢塘江杭州跨越發(fā)展的重要組成部分，是杭州市重點(diǎn)建設(shè)工程。隧道工程起點(diǎn)自杭州市江干區(qū)慶春東路一新塘路交叉口，向東略偏南直至江邊，過江后繼續(xù)沿線路方向（從規(guī)劃休閑廣場(chǎng)下穿過）接江南蕭山側(cè)市心路，主線于濱江一路交叉口北側(cè)（K3+440）預(yù)留與錢塘江世紀(jì)城綜合地下空間開發(fā)系統(tǒng)的接口。本工程?hào)|線隧道長(zhǎng)3025m，西線隧道長(zhǎng)3022m；盾構(gòu)隧道總長(zhǎng)3532.64單線米，其中東線長(zhǎng)為1765.72m，西線長(zhǎng)1766.92m，而錢塘江底段約1241m.

　　江南明挖段里程為東線LK3+132.723-LK3+440，西線RK3+130.254-Rk3+430，基坑采用大開挖方式，深度達(dá)15.5m.SMW工法樁設(shè)計(jì)里程為東線LK3+145.443-LK3+240、西線RK3+142.954-RK3+220.SMW工法樁采用Φ850水泥土攪拌樁，樁中心間距600mm，樁長(zhǎng)為有7m、16m、15m三種；H型鋼采用Q235B鋼，規(guī)格700×300×13×24，插二跳一。主體結(jié)構(gòu)完成且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，H型鋼全部起拔回收……

　　江南明挖段揭露地層為填土、砂質(zhì)粉土、粉砂夾粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、圓礫及卵石。地震設(shè)防烈度為6度。

　　4SMW工法施工工藝

　　SMW工法施工主要包括開挖導(dǎo)溝、樁機(jī)定位、攪拌施工、泥漿制作、型鋼的插入與拔除等工藝。

　　4.1場(chǎng)地回填平整。三軸攪拌機(jī)施工前，必須先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清除施工場(chǎng)地內(nèi)地上及地下障礙物，以及鑿除攪拌區(qū)域內(nèi)的路面層硬物，施工場(chǎng)地路基承重荷載以能行走35噸大吊車為基本。

　　4.2測(cè)量放線。根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測(cè)工作，并做好永久及臨時(shí)標(biāo)志。放樣定位后做好測(cè)量技術(shù)復(fù)核單，提請(qǐng)監(jiān)理方進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收簽證。確認(rèn)無誤后進(jìn)行攪拌施工。

　　4.3開挖溝槽。根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線，采用0.4m3挖土機(jī)開挖溝槽，并清除地下障礙物開挖溝槽余土應(yīng)及時(shí)處理，以保證SMW工法正常施工，并達(dá)到文明工地要求。

　　4.4定位型鋼放置。在平行溝槽方向放置一根定位型鋼，規(guī)格為500×300mm，長(zhǎng)約12m，定位型鋼必須放置固定好。轉(zhuǎn)角處H型鋼采取與圍護(hù)中心線成45.角插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。

　　4.5攪拌樁孔位定位。三軸樁機(jī)三軸中心距Φ850為1200mm，根據(jù)這個(gè)尺寸在平行H型鋼表面用紅漆劃線定位。

　　4.6三軸水泥攪拌樁施工。

　　4.6.1資源配置：根據(jù)施工工藝的要求、工程的規(guī)模和工期的要求以及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件和臨時(shí)用電等情況，采用兩臺(tái)三軸SMW工法深攪設(shè)備施工。

　　設(shè)備的投入量和機(jī)械的配套工具詳見表1：

　　表1SMW工法主要機(jī)械設(shè)備表

　　4.6.2施工順序。SMW工法施工按下順序進(jìn)行，其中陰影部分為重復(fù)套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設(shè)備的垂直度補(bǔ)正是依靠重復(fù)套打來保證，以達(dá)到止水作用。

　　4.6.3樁機(jī)就位。由當(dāng)班班長(zhǎng)統(tǒng)一指揮樁機(jī)就位，移動(dòng)前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)障礙物應(yīng)及時(shí)清除，樁機(jī)移動(dòng)結(jié)束后認(rèn)真檢查定位情況并及時(shí)糾正。樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對(duì)龍門立柱垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度。三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進(jìn)行定位復(fù)核，偏差值應(yīng)小于3cm.

　　4.6.4攪拌速度及注漿控制。①三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。②制備水泥漿液及漿液注入，采用兩套自動(dòng)拌漿設(shè)備，電腦控制配合比。③在開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的攪制，開鉆前對(duì)拌漿工作人員做好交底工作。采用P.0 32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為20%，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制。土體加固后，攪拌土體28d抗壓強(qiáng)度≥1.0Mpa.

　　4.7H型鋼施工。

　　4.7.1H型鋼加工及下插H型鋼質(zhì)量保證措施。三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼。①H型鋼使用前，在距型鋼頂端處開一個(gè)中心圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚≥12mm的加強(qiáng)板，加強(qiáng)板尺寸400×300mm，中心開孔與型鋼上孔對(duì)齊。若所需H型鋼長(zhǎng)度不夠，須進(jìn)行拼焊，焊縫應(yīng)均為破口滿焊，焊好后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。②根據(jù)提供的高程控制點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀引放到定位型鋼上，根據(jù)定位型鋼與H型鋼頂標(biāo)高的高度差確定吊筋長(zhǎng)度，在型鋼兩腹板外側(cè)焊好吊筋（≥Φ12線材），誤差控制在＋5cm以內(nèi)。型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。③ 裝好吊具和固定鉤，然后吊起H型鋼，用線錘校核垂直度，必須確保垂直。④在溝槽定位型鋼上設(shè)H型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，必要時(shí)用點(diǎn)焊與定位型鋼連接固定；型鋼定位卡位置必須準(zhǔn)確，要求H型鋼平面度平行基坑方向L＋4cm（L為型鋼間距），垂直于基坑方向S＋4cm（S為型鋼朝基坑面保護(hù)層）；將H型鋼底部中心對(duì)正樁位中心并沿定位卡將型鋼徐徐垂直插入水泥土攪拌樁內(nèi)，垂直度用線錘控制。

　　4.7.2涂刷減摩劑。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本支護(hù)結(jié)構(gòu)的H型鋼在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后必須全部拔出回收。H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，以利拔出；要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑。

　　①清除H型鋼表面的污垢及鐵銹。②減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，用攪幫攪時(shí)感覺厚薄均勻，才能涂敷于H型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。③如遇雨雪天，型鋼表面潮濕，應(yīng)先用抹布擦干表面才能涂刷減摩劑，不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。④如H型鋼在表面鐵銹清除后未立即涂刷減摩劑，必須在以后涂刷施工前抹去表面灰塵。⑤H型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。⑥ 設(shè)在壓頂圈梁中的H型鋼部分的保護(hù)隔離措施

　　筑壓頂圈梁時(shí)，H型鋼挖出并清理干凈露出的H型鋼表面的水泥土后，在扎圈梁鋼筋前，埋設(shè)在壓頂梁中的H型鋼部分必須先用油毛氈貼型鋼包裹二層，用封箱膠帶或鐵絲綁扎固定好；油毛氈包裹高度高出圈梁頂15cm.

　　4.7.3H型鋼起拔方案。①施工安排。已完成地下部分工程或地下室頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，讓出拔除型鋼的工作面后，即開始拔除H型鋼。本工程起拔H型鋼采用一臺(tái)25t汽車吊，配備一組千斤頂，每組兩個(gè)千斤頂（型號(hào)為：QD-200T）。②H型鋼拔除施工程序。H型鋼拔除施工程序：平整場(chǎng)地→安裝千斤頂→吊車就位→型鋼拔除→孔隙填充。③平整場(chǎng)地。拔H型鋼前，必須先進(jìn)行頂圈梁上的清土工作，并留出足夠的操作面和通道，以保證千斤頂垂直平穩(wěn)穩(wěn)放置。④安裝千斤頂。將二個(gè)千斤頂（型號(hào)為：QD-200T）平穩(wěn)地放在頂圈梁上，要拔出的H型鋼的兩邊用吊車將H鋼起拔架吊起，沖頭部分‘哈夫’圓孔對(duì)準(zhǔn)插入H型鋼上部的圓孔，并將銷子插入，銷子兩邊用開口銷固定以防銷子滑落，然后插入起拔架與H型鋼翼之間的錘型鋼板夾住H型鋼。⑤型鋼拔除。開啟高壓油泵，二個(gè)千斤頂同時(shí)向上頂住起拔架的橫梁部分進(jìn)行起拔，待千斤頂行程到位時(shí)，敲松錘型鋼板，起拔架隨千斤頂緩慢放下置原位。待第二次起拔時(shí)，吊車須用鋼絲繩穿入H型鋼上部的圓孔吊住H型鋼。重復(fù)以上工序?qū)�H型鋼拔出。⑥本場(chǎng)地拔除的型鋼移至裝車地待一定量時(shí)裝運(yùn)，應(yīng)留出足夠的通道和停車場(chǎng)地。⑦孔隙填充。為避免拔出H型鋼后空隙對(duì)周圍民宅等建筑物的影響，拔出H型鋼后須采用黃砂沖水倒流進(jìn)行填充。

　　4.8報(bào)表記錄。施工過程中由專人負(fù)責(zé)記錄，詳細(xì)記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時(shí)間和H型鋼的下插情況。及時(shí)填寫當(dāng)天施工的報(bào)表記錄，隔天送交監(jiān)理。

　　5質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　5．1水泥土攪拌樁施工時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同土層進(jìn)行試驗(yàn)選取水泥摻量，水泥最小摻量不應(yīng)小于20%，水泥土28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1Mpa.

　　5．2施工停漿面必須高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m，在開挖基坑時(shí)，則將該高出部分先行挖除。

　　5．3Φ850水泥土攪拌樁垂直偏差<1/100，樁位偏差值均不得大于50mm.

　　5．4樁與樁搭接時(shí)間不應(yīng)大于24h，如間歇時(shí)間太長(zhǎng)，搭接質(zhì)量無保證時(shí)，應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。

　　5．5內(nèi)插H型鋼必須在成樁后2～4h內(nèi)插畢，內(nèi)插H型鋼應(yīng)拔除回收并預(yù)先對(duì)型鋼采取減阻措施。型鋼拔除前水泥土攪拌墻與地下主體結(jié)構(gòu)之間必須回填密實(shí)，并應(yīng)對(duì)型鋼拔除后形成的空隙采用注漿填充等措施。

　　5．6型鋼宜采用整材，當(dāng)需采用分段焊接時(shí)，應(yīng)采用坡口焊接，對(duì)焊接縫的坡口形式和要求應(yīng)遵照《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）的有關(guān)規(guī)定，焊縫質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，單根型鋼中焊接接頭不宜超過2個(gè)，焊接接頭的位置應(yīng)避免在型鋼受力較大處（如支撐位置或開挖面附近）。

　　6結(jié)束語

　　SMW工法適用于粉土、粉砂地層，具有施工工期短、造價(jià)低、墻體無接縫、止水性能好、污染小等優(yōu)點(diǎn)。本工程深基坑圍護(hù)采用SMW工法，加快了工程進(jìn)度，減少了廢土外運(yùn)量。實(shí)踐證明，在隧道明挖中這是一種很有效的工法。

　　參考文獻(xiàn)

　　1凌治平．基礎(chǔ)工程[M] ．北京：人民交通出版社，2002

　　2趙志縉．簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M] ．北京：中國建筑工業(yè)出 版社，2003

　　3李鳳明等。SMW工法的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。市政技術(shù)，2007（1）

　　4徐波等．SMW工法在杭州地鐵秋濤路站粉細(xì)砂地層基坑圍護(hù)中的 應(yīng)用．浙江建筑，2007（10）

　　5胡文奇．SMW工法在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用探討．施工技術(shù)，2008 （S1）