smw工法在地鐵深基坑中的初步總結(jié)和

提要】：地鐵車站全部采用SMW工法施工在國內(nèi)是很少見的，本文結(jié)合上海市軌道交通M8線××車站這一工程實(shí)踐，對(duì)這種圍護(hù)形式在地鐵深基坑中的應(yīng)用作初步總結(jié)和分析。

【關(guān)鍵詞】：SMW工法地鐵基坑Abstract:Inthiscountry,itisrarelyseenthatSMWmethodhasbeenfullyutilizedinundergroundMetrostationconstruction.ThearticleincorporatingthepracticesofNengjiangRoadstationofM8Shanghaimasstransitline,roundsupapreliminarysummaryandanalysisforthiskindofstrutting&bracingmodeintheapplicationofdeeppitinMetroconstruction.

Keywords:SMWmethod,Metro,FoundationPit.

1概述

SMW工法是Soil-MixingWall的簡(jiǎn)稱，最早由日本成幸工業(yè)株式會(huì)社開發(fā)成功。SMW工法是利用專門的多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，止水性能好，工期短，造價(jià)低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的基坑工程。

2工程概況

××車站位于中原路、嫩江路交叉口，為地下一層半側(cè)式站臺(tái)車站，人行聯(lián)絡(luò)通道和電纜通道及環(huán)控通風(fēng)通道設(shè)在頂板下夾層內(nèi)。嫩江路中原路上交通繁忙，地下管線眾多，周邊緊鄰居民小區(qū)。車站施工期間中原路和嫩江路上交通不能斷，中原路現(xiàn)站位處有埋深6m的φ1500污水管和φ2460雨水管及埋深3mφ900給水管需搬遷車站一側(cè)。根據(jù)本車站的周圍環(huán)境分析，車站基坑變形控制保護(hù)等級(jí)為二級(jí)。

車站全長169.5m，站臺(tái)中心頂板覆土3.3m。標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度約12.3m，端頭井開挖深度約14m（此深度為目前地鐵基坑采用SMW方法施工的最大深度）。

3地質(zhì)概況

本工程場(chǎng)地屬長江三角洲入?？跂|南前緣的濱海平原地貌類型，微地貌上屬吳淞江古河道沉積區(qū)，由于吳淞江古河道的切割，場(chǎng)地缺失③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和④層灰色淤泥質(zhì)粘土，代之以分布有厚達(dá)約18m的②3層砂質(zhì)粉土。場(chǎng)地地形平坦，場(chǎng)地地面標(biāo)高一般4.0m，站區(qū)內(nèi)地下水屬潛水類型，穩(wěn)定水位在地表以下0.5~1.0m。站區(qū)四周無污染源，地下水對(duì)砼無腐蝕。由上到下各土層主要力學(xué)指標(biāo)見表1。

4基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1圍護(hù)方案

車站基坑圍護(hù)采用SMW工法，車站基坑開挖深度為12.3~14m，采用進(jìn)口φ850三軸勁性水泥土攪拌樁作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)插H700×300×13×24型鋼，建議水泥摻量不小于20%，水泥攪拌樁搭接200mm，H型鋼間距@1200mm。標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)3道φ609×16鋼管支撐，端頭井設(shè)4道φ609×16鋼管支撐，支撐間距一般為4.0m。樁頂做鋼筋砼圈梁兼作首道支撐圍囹，其余選用2H400×400×13×21雙拼作鋼圍囹。為減少圍護(hù)樁在基坑開挖時(shí)的位移，對(duì)鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，其值為設(shè)計(jì)軸力的50%~70%。根據(jù)本車站基坑坑底土層為②3砂質(zhì)粉土，透水性較強(qiáng)，對(duì)坑底采用降水加固方案。為降低車站造價(jià)，SMW樁中插入的H型鋼在車站結(jié)構(gòu)施工完畢后拔除?；訃o(hù)支撐平面布置圖見圖1，基坑圍護(hù)橫斷面圖見圖2。牢

刮

便

溫托4日.扣2令童水澇泥濃攪麥拌斧樁子計(jì)薄算

奉

忍

毒

懂青4橡.積2還.款1鍛萌水片泥弊土狐強(qiáng)沸度臂的乓確肚定

新

更

連

擊卸國螞家躬建量筑狼標(biāo)認(rèn)準(zhǔn)偶(控Ｊ送Ｇ借Ｊ感7池9跪-膽9孤1飲)比規(guī)迫定前在鉛深絡(luò)層抵?jǐn)嚂灠锠C樁榴作領(lǐng)地籌基佳處聲理麻時(shí)霸以錦9伐0字d筒的槐無園側(cè)轟限抬抗邁壓絮強(qiáng)坡度困q牢u副9慌0母作識(shí)為岸標(biāo)斧準(zhǔn)寸強(qiáng)痰度母,放本亂文陸認(rèn)賣為碗這塵對(duì)黎S孫M盞W義擋攪土靜墻耕來藝說攀時(shí)賠間廈太涌長貝。龜分閱析乞國堡外途資縮料姜并巴結(jié)探合叮上漫海還實(shí)盆際縫情掙況關(guān)建并議傾以濤2粱8爸d曉的棍水搞泥早土歇強(qiáng)麗度殼q煎u鑄2質(zhì)8尾作俯為獨(dú)標(biāo)喉準(zhǔn)耕強(qiáng)桐度項(xiàng)比裳較警合插理美。

繪

糕

刷

伏煩由蟲于惑不裳同跌水妄泥失、床不神同布土進(jìn)質(zhì)原、秀不說同漂配初合桐比吵的幻水岸泥劑土喬力為學(xué)村指它標(biāo)懶差蛙異率較充大貌,陶因鐮而挪水鬧泥居和多外庭摻雖劑六的城摻窄入飛量被必塘須晶以著現(xiàn)錄場(chǎng)偏土減做橡試蕩驗(yàn)求,嘴再睛確結(jié)定丙其拖合妙理券的肆配臭合懼比識(shí)及找水疑泥丈土棄的繼無鄰側(cè)剝限男抗午壓哈強(qiáng)見度李q踏u芬2憑8津、盆彈滑性錄模卸量界等師參啊數(shù)嚷指獵標(biāo)旦。萄本屢工塔程亭設(shè)洋計(jì)貴中糧攪器拌新樁杜樁茅體陣在秀達(dá)劣到坊齡參期頓2愉8薪d蚊后疼，綠鉆后孔丙取釀心肥測(cè)務(wù)試拳其龜強(qiáng)禮度華，枕要蝦求端2治8觸d桑的逢無者側(cè)川限渡抗斃壓翼強(qiáng)宣度氧q陜u殼2音8匠不惜小聽于塔1松.進(jìn)5尸M漢P族a括。帆水蒜泥貼土館的鹽設(shè)簽計(jì)擱抗騾壓射強(qiáng)螞度讀取昌f劉c屬=圓q純u鵝2涂8雷/譽(yù)2彎，去設(shè)呀計(jì)?？官|(zhì)剪裕強(qiáng)翻度旗取閑τ主s學(xué)=舊q串u搖2貴8管/攏6拳。吩水幕泥指攪地拌科樁戰(zhàn)計(jì)禮算貿(mào)簡(jiǎn)礎(chǔ)圖吳見雀圖倡3納。

害

隙

訊

戲命4小.肯2迫.虧2粉剩型紡鋼呢凈左間騎距塊L傘2杠的霜確亦定

伯

解

那

奧綁因帝為碧水茅泥骨土嶄在墳側(cè)肌向母水紀(jì)土朱壓赤力關(guān)的澇作逼用枕下穿,羞以者“療工融”給字斜型怕鋼辭為轎支賠點(diǎn)駁,宴當(dāng)干間碼距等過末大災(zāi)時(shí)搏,兆型態(tài)鋼廉間夫的抵水穩(wěn)泥椅土愚除叫受貼剪瓶力儲(chǔ)、嘴軸宮力兼外齊,啊還野會(huì)體產(chǎn)奴生澤彎萌曲我應(yīng)蒼力胖,日由曲于題水臂泥完土效的楚抗寸拉航強(qiáng)抬度霞很得小串,太因恒此另應(yīng)醒控憐制冤型遼鋼汁間愧距柄,筍避覆免戀水荒泥管土識(shí)處思于順彎苗曲債應(yīng)龜力叔狀砍態(tài)零,隔防俗止遷出隨現(xiàn)蜻彎筐曲籍破伴壞肌。

否

伍

州

注騰型忙鋼樣凈謙間落距貧尺犧寸脾要惰求暫L最2候＜穩(wěn)=封B招c吩+痰h鐘+州2斜e

復(fù)

酬

蚊

利踏由矮圖志3撲可垮知普B承c郵+誤h護(hù)+歌2腔e惡=狹8隆5洋0忙+凱7圈0閃0沸+梨2銷×內(nèi)0擊=匙1干5案5法0毫＞貍9智0么0合經(jīng)具驗(yàn)恢算弊滿跌足忙要屋求觸。

馳

茅

館

冒備式震中新B回c礎(chǔ)—柄—共水陪泥稱土弦墻紙的錄有當(dāng)效酬厚頌度彼;

攏

蕩

鑼

霉

狗

攻

染

爐

靜

亞

閱怎h肢—符—灣“五工芬”衣字疑型苗鋼所的糖高藍(lán)度稱;

校

媽

芳

晨

婚

按

月

挺

繼

精

鉛

片呼e鎮(zhèn)—浴—擁“燦工飯”西字薦型本鋼圈形照心褲軸朽與術(shù)截雹面諷對(duì)純稱忍軸現(xiàn)的籮距秋離盯,摘規(guī)今定惱“御工捧”片字壺型笨鋼歡形低心絨軸僵靠句近冊(cè)基例坑殲內(nèi)疾側(cè)梯為嫁正腎。

搬

促

男

超養(yǎng)4持.鉤2航.伍3錘階水合泥大土柄強(qiáng)認(rèn)度不驗(yàn)絡(luò)算

蜘

薪

升

幅算水壇泥執(zhí)土乘強(qiáng)消度勉要昂求傍驗(yàn)殃算守型饒鋼甩翼保緣票邊慰的石水市泥漸土澇抗目剪所強(qiáng)涼度憐和念水創(chuàng)泥笑土賄搭標(biāo)接許處野的痛抗扶剪才強(qiáng)瑞度姥，點(diǎn)另拖外霧在含側(cè)們壓栽作小用遺下識(shí),框在喪水倡泥玉土貿(mào)內(nèi)搶形谷成慣一閉拋仇物海線雖承堵載拴拱咽,顆還晃要籮驗(yàn)猾算返拱罰的句軸經(jīng)力絲強(qiáng)續(xù)度響。

由圖3可知：d1=795mm，d2＝602mm，L2=900mm，L3=600mm。

Q1=qL2/2,Q2=qL3/2

經(jīng)驗(yàn)算均滿足要求。

式中q——側(cè)壓力(kN/m2)；

d1——墻體有效厚度(ｍ)；

d2——水泥土搭接處厚度(ｍ)；

Bf——型鋼翼寬(ｍ)；

fc——水泥土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度(kPa)。

4.2.4入土深度的確定

SMW工法圍護(hù)墻入土深度的確定需確定兩部分入土深度,首先是H型鋼的入土深度Dh,Dh主要由基坑抗隆起穩(wěn)定、圍護(hù)墻內(nèi)力和變形不超過允許值及型鋼順利回收等條件決定。在進(jìn)行圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形和基坑抗隆起穩(wěn)定分析時(shí)，圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)的深度僅計(jì)算到型鋼底端。經(jīng)計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)段Dh=11.5m,取型鋼長度Lh=24m，端頭井Dh=12m,取型鋼長度Lh=26m。

其次是水泥土攪拌樁的入土深度Dc，Dc主要由3個(gè)方面決定：（1）確定坑內(nèi)降水不影響基坑以外環(huán)境；（2）防止管涌發(fā)生；（3）防止底鼓發(fā)生。取以上條件中入土深度的最大值作為水泥土樁最終入土深度值，同時(shí)應(yīng)滿足Dc≥Dh。經(jīng)計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)段Dc=12.5m,水泥土樁長Lc=25.5m。端頭井Dc=13m,水泥土樁長Lc=27.5m。

4.3基坑穩(wěn)定性分析

SMW工法屬于板式支護(hù)體系，其穩(wěn)定性分析按規(guī)范板式支護(hù)有關(guān)公式計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。計(jì)算結(jié)果如下：

基坑墻底抗隆起：

K＝3.05（標(biāo)準(zhǔn)段）K＝2.87（端頭井）

基坑坑底抗隆起：

K＝2.56（標(biāo)準(zhǔn)段）K＝2.5（端頭井）

基坑抗傾覆穩(wěn)定性：

K＝1.2（標(biāo)準(zhǔn)段）K＝1.15（端頭井）

渠

叼

岔

群甲抗嶺管揮涌緣驗(yàn)口算墊：

公

澤

號(hào)

戀呼坑蘋外參地堂下霉水孤位吸取妻最輩不淺利潮季蒸節(jié)簡(jiǎn)性兔水李位打?yàn)槁〉貓?bào)面撐以虹下云0乒.波5示m宰，教坑自內(nèi)典地襪下針?biāo)嘉化偪蓟驊]勤坑炕內(nèi)湖降勸水租取趙坑螞底材以超下時(shí)3域m額。

淹

氏

秤

遠(yuǎn)

屑

爽

尤

敲

錄

選

琴偽K怎＝責(zé)2府.群3舍（發(fā)標(biāo)止準(zhǔn)叨段漫）峰K竭＝才2擋.旋2查（告端蜂頭濫井將）

裳

撿

嬌

膨申4古.著4朝泛圍功護(hù)柏墻慧內(nèi)輝力沾位飲移蛙計(jì)節(jié)算

梯

典

在

判伙S秀M姜W得工過法掩采增用茫等霞剛匆度昏代知換灶為創(chuàng)一項(xiàng)定宋厚膚度斥鋼身筋急砼放地陽下礦墻砌，坡沿末車教站狐縱軍向拾取齒單含位希長蜓度他采尸用疏桿嶺系負(fù)有茄限帳元交法峽計(jì)沸算顆。猶因塘考白慮袍Ｈ臂型餃鋼公拔愛除育，兄S利M免W侍工叨法陸圍弓護(hù)媽墻逢組削合膽剛紙度疲不此計(jì)你水討泥棄攪濫拌至樁腹的摘?jiǎng)偪榷仁庁曂斧I(xiàn)灣，怕即垂僅襲計(jì)套入臘Ｈ蔑型墓鋼荷的障剛蜜度果?？鄣貥銓由淼沫h(huán)被把動(dòng)行抗案力漂采五用屠彈培性聲鏈悲桿何代篩替艱，嫌地形層努對(duì)廳圍造護(hù)飾結(jié)俗構(gòu)非的倚作步用垂采初用注一洗系去列攔考圖慮為時(shí)購空樂效苦應(yīng)公的鳥等投效獅彈示簧山進(jìn)枝行綠模藏?cái)M寨?？繃阶o(hù)拉結(jié)飽構(gòu)燒劃村分雞為泡梁骨單聲元顧，巖支勢(shì)撐肢為負(fù)僅工受止軸仔力薦的運(yùn)桿湊單均元遮并禍?zhǔn)┠蚣犹令A(yù)惱應(yīng)茅力馬。置計(jì)鴿算縮時(shí)辨模艷擬密施點(diǎn)工潑全盞過任程欺，換根惠據(jù)桃“友先叫變轉(zhuǎn)形影，婚后屬支只撐鼠”辦的略原膝則很，梨計(jì)速入竟結(jié)稻構(gòu)毯的乞先矮期盡位可移釘值理以患及冷支蟲撐刃的另變需形則，伍并爭(zhēng)計(jì)醫(yī)算腐結(jié)音構(gòu)適回伯筑袍階誘段扮各走工橫況雕的徒內(nèi)黃力屬組濾合鋼，修分鋼階驢段瘦按驚豎元向跡彈陡性壺地鈴基射梁忍法幻進(jìn)君行慌計(jì)毛算英。潤地到面秩超卡載求取挪2老0嫩k漿N搶/配m鏈2每，擔(dān)地粱下荒水叮位念取隆地安面矩以尊下根0誤.監(jiān)5腳m蛇，雁作拜用填在終圍舉護(hù)棵樁錫上億的婆水虜土捕側(cè)錦壓噸力追采承用真水特土擊分嗎算阻，抹c波，喇φ蔑取館固欣快釋剪批峰諸值冊(cè)。熟地瓶基糾土夢(mèng)彈般簧知壓折縮童系浮數(shù)瞞K絡(luò)=席1環(huán)0員嚼0臺(tái)0達(dá)0廣k睜N竿/授m急3助。謠經(jīng)炊計(jì)憐算塘，節(jié)各傭階盡段望內(nèi)挺力羞和雙位暈移蠶包魔絡(luò)采圖將見機(jī)圖舊4啟和恥圖備5嗎。售由然圖?？伤早牽蠢Τ隼L:漲最綱大伐水匪平壞位對(duì)移舊:此f段m評(píng)a老x極=妻4唯0暢.邁7灘m壁m記，唱最損大詠彎鏈矩謝:申M藥m稻a罵x怒=腎6販1貪7姓k叼N先·工m羽，律發(fā)既生必在斥坑代底拜附鋸近成。

4.5圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的比較

目前,上海地區(qū)地鐵車站基坑圍護(hù)墻體采用的結(jié)構(gòu)形式一般都為地下連續(xù)墻（單墻或雙墻），不論單墻還是雙墻，其工程造價(jià)均較高,對(duì)環(huán)境的影響、污染均較大。與之相比較，SMW工法有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在現(xiàn)代城市修建地鐵，經(jīng)?？拷ㄖ锛t線施工，SMW工法在這方面具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì),其中心線離建筑物的墻面80ｃｍ即可施工,這也是其他工法所無法比擬的。

(2)消除泥漿污染公害,促進(jìn)城市文明建設(shè)。隨著城市管理的規(guī)范化，由施工造成的泥漿污染成為日趨嚴(yán)重的問題。地下連續(xù)墻由自身的特性決定,在施工時(shí)將形成大量泥漿需外運(yùn)處理，而SMW工法僅在施工后期將置換出來并已固結(jié)的干土外運(yùn)。

(3)施工效率高,縮短工程建設(shè)周期,降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)成本。SMW工法構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工速度快,可大幅縮短工期。根據(jù)本站工程實(shí)踐,每臺(tái)攪拌機(jī)每晝夜可施工基坑周長在10～20ｍ左右。另外，SMW工法用于圍護(hù)墻體,其成本約為地下墻結(jié)構(gòu)的70%,若考慮型鋼回收可以降到５0%，在現(xiàn)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)中是