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SMW工法桩在基坑工程中的应用
易思
(中铁五局集团路桥工程有限责任公司)
摘要:SMW工法是利用专门的多轴搅拌就地钻进切削土体,同时在钻头端部将水泥浆液注入土体,经充分搅拌混合后,在各施工单位之间采取重叠搭接施工,在水泥土混合体未结硬前再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内,形成具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下连续墙体,该墙体可作为地下开挖基坑的挡土和止水结构。
关键词:SMW工法桩搅拌桩基坑工程施工控制措施
SMW工法是Soil Mixing Wall 的简称, 最早由日本成幸工业株式会社开发成功。SMW工法是一种劲性复合围护结构,其主要特点是构造简单, 止水性能好, 工期短,造价低, 环境污染小,通过把水泥土的止水性能和芯材( H 型钢)的高强度特性有机结合起来,具有抗渗性好、刚度高、经济的特点,具有很大的推广潜力。该工法既节约了钢材等宝贵的资源,同时又避免围护体成为永久的地下障碍物,实现了可持续发展,特别适合城市中的基坑维护开挖工程。作为基坑围护和防水帷幕的一种新工艺, 在上海、天津、南京等地得到了广泛应用。
一、SMW工法桩的主要特点和优势
1. 对周边环境影响小
SMW工法桩的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;对施工操作面要求也很低, 不产生大量泥浆,减少了对周围环境和施工场地的污染,且不存在挤土作用,对周围建筑物和地下管线的安全极为有利;同时施工噪音小,具有环保的概念。
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。
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,
而且水泥掺入量高,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,使它比传统的连续墙具有更可靠的止水性。
施工进度快,经济效益好
SMW工法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70-80 m2,且可成墙厚度较大(550-1300mm) ,常用厚度为600mm;成墙最大深度目前为65m ,视地质条件尚可施工至更深,因而施工进度快;另一方面该工法的水泥使用量远低于其它围护施工方法,且其 H型钢可以多次重复使用,实现循环使用,提高资源利用率,另外在压缩工期的同时节约了人工费,可大大减少投资,因此与传统的灌注桩加搅拌桩或混凝土连续墙的维护结构相比具有经济效益好的优势,一般可节约费用20-50%。
二、SMW工法桩工艺流程及施工步骤
1. SMW工法桩工艺流程
导沟开挖(确定是否有障碍物及做泥水沟)→置放导轨→设定施工标志→SMW钻拌(钻掘及搅拌,重复搅拌,提升时搅拌)→置放应力补强材(H型钢)→固定应力补强材→施工完成SMW。
2. SMW工法桩施工步骤
(1)施工准备:清除施工区域地面及地下一切障碍物。局部场地表面松软处,采用换填压实,表面采用铺设钢制路基箱的措施防止施工机械失稳。
(2)开挖沟槽:在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的泥浆,为