SMW工法及钢结构支撑成套技术

1、工法及钢结构支撑成套技术工法、SMW工法是 Soil Mixing Wall的简称，又称加劲水泥土搅拌墙工法。、 SMW工法连续墙于 1976年在日本问世，是利用专用的多轴深层搅拌机就地钻进切削土体，同时注入水泥浆液，经反复搅拌充分混合后，再将 H型钢或钢板桩等芯材插入搅拌桩墙中，形成既能挡土又能阻水的复合型地下连续墙体，是一种新型的深基坑支护结构。SMW工法具有墙体厚度小，施工速度快，防渗性能好，适用土层范围广，对周边环境影响小，造价低廉等优点，特别适合作为软土地区深基坑的支护结构。 3、 施工原材料 3.1水泥 一般宜采用不低于 R32.5普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥进场应有出厂合

2、格证和试验报告，使用前应分批对其强度、安定性进行复验，检验批应以同一生产厂家、同一编号为一批。 水泥应按品种、强度等级、出厂日期分别堆放，并保持干燥。不同品种的水泥不应混合使用。 3.2外掺剂 不同的外掺剂对水泥土强度有着不同的影响，应参照产品说明书正确选用外掺剂品种、型号。 一般早强剂可选用三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠或水玻璃等材料。 减水剂可选用木质素磺酸钙。3.3 水 应采用饮用水，当采用其他来源水时，应事先通过化验，确保其水质必须符合现行国家标准混凝土拌和用水标准（JGJ63）的规定后方可使用。 4、施工机具 目前常用的 SMW工法机械设备有日产MULTIGER、KLV120等多轴式钻孔机

3、。5、操作设施 应根据施工规模和现场情况配备适量的灰浆拌制台和灰浆泵。 6、作业条件 收集有关技术资料，重点熟悉施工场地的工程地质及水文地质资料，并认真理解、掌握设计意图及有关要求。施工场地应平整，清除地下、地上的一切障碍物（包括大石块、树根和生活垃圾等）。并根据水泥使用量搭设水泥棚。 施工前宜将搅拌桩施工轴线为中心，开挖沟槽，深约 0.6m1m ，宽根据搅拌桩幅宽而定。 搅拌机吊至指定桩位、对中，并使搅拌机保持水平状态。 按设计确定的配合比拌制好水泥浆。 用流量表控制输浆速度，使注浆出口压力保持在0.40.6Mpa。 正式施工前，应通过试成桩，检验桩机的各项参数指标，用水清洗整个管道并检验管

4、道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。7、施工工艺7.1工艺流程图开挖导沟（构筑导墙）设置机架移动导轨SMW搅拌机定位报监理工程师搅拌、提升、喷浆插入H型钢施工完毕H型钢起拔H型钢回收型钢进场H型钢质检H型钢涂减摩剂SMW搅拌机架设水泥质量检验水泥浆拌制制作试块残土处理7.2 测量放样施工前,先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点,精确计算出围护中心线角点坐标,利用测量仪器精确放样出围护中心线,并做好护桩。7.3 开挖沟槽根据放样出的围护中心线开挖工作沟槽,沟槽宽度根据围护结构厚度确定,深度为0.61m。遇有地下障碍时,利用空压机将地下障碍破除干净,如破除后产生过大的空洞,则需回填压实,重新开挖

5、导槽,确保SMW 施工顺利进行。7.4定位、钻孔在开挖的工作沟槽两侧铺设导向定位型钢或定位辅助线,按设计要求在导向定位型钢或定位辅助线上做出钻孔位置和H 型钢的插入位置。根据确定的位置严格钻机桩架的移动就位。开钻前应用水平尺将平台调平,并调直机架,确保机架垂直度小于1%。并在成孔、提升过程中经常检查平台水平度和机架垂直度,确保成桩垂直度小于1%。为控制钻管下钻深度达标,利用钻管和桩架相对错位原理,在钻管上划出钻孔深度的标尺线,严格控制下钻、提升的速度和深度。下钻、提升速度应与注浆泵的泵量相适应,同时下钻速度不大于100cm/min，提升速度不大于180cm/min 并至少复拌一次以上。为保证墙

6、体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，从而达到止水的作用。水泥搅拌桩的搭接时间不宜超过24h，因故超时的搭接施工中应放慢搅拌速度以确保搭接质量。若超时过长可作冷缝处理，即在搅拌桩外侧加做一幅搅拌桩，并作冷缝记录在案。施工垂直度应小于1，以保证型钢插打起拔顺利，保证墙体的防渗性能。 7.5制备水泥浆由于不同水泥、不同土质、不同的配合比的水泥土力学指标差异较大,因而水泥和外掺剂的掺入量必须以现场土做试验,再确定其合理的配合比。水泥掺入量应符合设计规定。(水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥。水泥浆液的水灰比为1.82.2，每立方搅拌水泥土水泥用量为3

7、60kg，注浆压力以浆液输送泵来控制。)水泥土在确保强度的同时,使H 型钢尽量靠自重插入或略加外力能顺利插入,同时水泥浆液应有一定的稠度,防止H 型到位后产生偏斜、平面转向。水泥土与H 型钢所涂的隔离减阻剂有很好的握裹力,使之共同起挡土止水作用。型钢起拔后水泥土应能自立不坍,便于充填空隙。7.6 搅拌注浆根据设计所标深度,钻机在钻孔和提升全过程中,保持螺杆匀速转动,匀速下钻,匀速提升,同时根据下钻和提升二种不同的速度,注入不同掺量的搅拌均匀的水泥浆液,使水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌,水泥与土能充分拌和,确保搅拌桩的质量。注浆泵喷浆流量与搅拌机的钻进或提升相匹配，以便使水泥浆液在土体中均匀分

8、配；钻进喷浆的工作压力比提升喷浆的工作压力要高，钻进喷浆量占注浆总量的6070%，提升喷浆量为3040%，不允许出现断浆。如果出现断浆应于断浆处上下0.5 m范围内重复喷浆搅拌。7.7三轴搅拌桩有、和三种规格。型钢有密插、隔一插一、插二跳一等布置形式7.8 H 型钢的加工制作H 型钢采用钢板在现场制作成型,当现场制作条件困难时,可到加工厂制作。H 型钢制作必须贴角满焊,以保证力的传递。H 型钢制作必须平整,不得发生弯曲、平面扭曲变形,以保证其顺利插拔。H 型钢若需要接桩，应通过等强度代换，并且接头应50%错开。回收变形的H 型钢必须经调整校正后方可投入使用。7.9 H 型钢的插入在H 型钢插入

9、前,已在H 型钢上涂上一层隔离减摩材料。隔离减摩材料早期应与水泥土有较好的粘接握裹力,提高复合作用,后期粘接握裹力降低或起拔时被剪切破坏,使起拔阻力降低,以利于H 型钢的拔出。H 型钢在插入前必须将H 型钢的定位设备准确地固定在导轨上,并校正设备的水平度。在水泥土初凝硬化之前,采用大型吊装机械将焊接定尺的H 型钢吊起,插入指定位置,依靠H 型钢的自重下插到设计规定深度。插入H 型钢时,必须采用测量经纬仪双向调整H 型钢的垂直度。型钢插入后进行换钩,再将H 型钢固定在沟槽两侧铺设的定位型钢上,直至孔内的水泥土凝固。若H 型钢在某施工区域确实无法依靠自重下插到位,可采用振动锤辅助到位。7.10 清

10、洗沟槽内泥浆由于水泥浆液的定量注入搅拌孔内和H 型钢的插入,将有一部分水泥土被置换出沟槽内,采用挖机将沟槽内的水泥土清理出沟槽,保持沟槽沿边的整洁,确保下道工序的施工,被清理的水泥土将在18 小时之后开始硬化,可随日后基坑开挖一起运出场地,不会产生泥浆污染。7.11 H型钢拔除型钢表面涂刷隔离剂,严禁出现少涂、涂料开裂剥落现象。H 型钢在地下结构施工结束,并在设计围护工况允许下,采用专用机械从水泥土搅拌桩体中拔出。H 型钢起拔时要垂直用力,不允许倾斜起拔或侧向撞击型钢。H 型钢拔除后，应立即采取黄砂回填密实或压密注浆等措施。钢结构支撑成套技术、钢结构支撑的优点钢结构支撑体系的安装、拆除方便迅速

11、、施工进度快。 钢结构支撑的安装可以根据土方开挖的进度,逐段逐榀安装,每完成一榀后,马上施加一定的预应力就可以投入使用。拆除时同样根据结构施工进度,只要换撑带的强度达到设计值就可以逐段逐榀拆除。建设费用省。 由于钢结构构件可以重复使用,施工方使用时可以租用,费用节省较多。经测算比较,采用钢结构支撑体系的造价大致是钢筋砼的5070%。钢结构自重小,拼装方便。 自重小,可以减少支撑立柱的造价;钢结构拼装方便,可以搭设施工用水平运输钢栈桥。节省建设资源。 钢材可以循环再利用,钢结构支撑可以加工成半成品多次重复使用,有利于节省日益紧缺的建设资源。2、需要注意的问题钢结构支撑体系的安装质量较难保证。 钢

12、结构支撑安装时,离未开挖的土方距离狭小,焊接的作业空间不够,焊接质量较难保证,钢围檩与护壁桩的连接较难密实可靠,钢围檩的平直度较差,接头突变多,受力性能差。钢结构构件由于多次使用,本身具有缺陷。 由于钢结构构件重复使用,多次焊接和割断,不可避免地存在温度残余应力,容易造成钢结构构件局部压曲失稳。对温度敏感。 钢材的弹性模量高,线膨胀系数也较高,温度每升高1,钢支撑在两端受固定约束时,温度内力增量较大。经测算,一根H700 300 20 13的组合钢梁,两端固定,温度每升高1,内力增加大约是450KN。由于钢结构的焊接质量不可靠、钢结构材料的残余应力、高温气候等因素引起了许多起基坑失稳的工程事故

13、。3、钢支撑安装正式施工前，应根据设计图纸编制专项施工方案及安全方案，确定每道钢支撑的长度及拼装用料，组织钢支撑进场，试拼装后进行编号，有序堆码。现场配备千斤顶，并对千斤顶、压力表进行标定；同时组织两台汽车吊，停放于适当位置。钢支撑安装前根据实测支撑长度在地面拼装，土方开挖到钢管支撑中心标高以下50cm 时，及时用汽车吊安设钢围檩与钢管支撑。考虑到节点受力主要为轴心受压, 故采用法兰式连接 。节点施工的关键是承压板间均匀接触, 就位时应保持中心线一致。为保证钢支撑就位和连接,安装前应搭设安装平台。钢支撑就位后, 各分段钢支撑的中心线尽量保持一致, 必要时应调整支托位置(辅以仪器配合) 。4、

14、对钢支撑施加预应力钢支撑就位后要施加预应力,故将其一端做成可自由伸缩的“活接头”,该接头由主体、滑杆、滑道和钢楔块四部分组成。主体与钢支撑相连, 滑杆与腰梁相连。施加预应力时,滑杆可以在滑道内自由移动。钢支撑顶紧腰梁后,打入钢楔块。钢楔块将钢支撑的反力通过滑杆传给腰梁, 起到支撑的作用。每层土体开挖完后，钢支撑的安装和预加力的施加应在8 小时内完成。预应力施加中，必须严格按照设计要求分步施加预应力，第一次预加50%80%；通过检查螺栓、螺帽，无异常情况后，施加第二次预应力，达到设计要求。内支撑施加预应力，同时观测相邻钢支撑预应力的损失,如超过50 %即应重新施加。活接头两侧的千斤顶工作时应同步

15、,以免产生偏心荷载。5、支护体系的安全保证措施土方开挖分层、分段并预留平台 , 以控制整个基坑土体的水平位移,增加基坑稳定性。在基坑范围内设置应力检测点, 定期检测支护系统的受力状况,实际受力值小于设计受力值为合格。支护系统施工中, 严禁蹬踏钢支撑,操作应在操作平台上进行并由专人负责。基础结构施工中, 严禁在钢支撑上放置重物及行走。6、钢支撑拆除框架结构底板和顶板的砼强度达到设计强度的85以上时，方可拆除钢支撑。支护体系拆除的顺序为自下而上, 先水平构件, 后垂直构件(钢立柱) 。具体步骤是先行拆除斜撑、纵向系杆、柱箍,再用千斤顶卸载主撑,撤除撑端的钢楔块,用吊车将钢支撑吊出基坑。待最上层水平

16、构件拆除后,用乙炔将钢立柱从底部切断,用吊车将其吊出基坑。7、基坑监测主要包括锁口梁顶位移、沉降监测；支护墙体变形监测（测斜）；支撑轴力监测等。工程实例、运河宾馆、天际大厦、金盾大厦、东杭大厦、四堡排水公司泵房、女人天地一、运河宾馆工程概况1、工程总建筑面积47310 m2，主楼24层，两层（局部一层）地下室，基坑平面尺寸15056m。钢筋混凝土框架剪力墙结构，大直径钻孔灌注桩基础。（总图）2、基坑开挖深度4.25m、8.5m、9.4m、10.9m。 基坑周边环境条件1、基坑场地较为狭窄，南侧和西北侧与用地红线的距离均不到一米，西侧与用地红线的最小距离为3.00米，东侧离红线的距离约在4.8米

17、左右。2、基坑的南面、西面、埋有煤气干线（埋深1.2米）和雨水管（埋深1.5米），离基坑的最小距离为6.2米左右。3、基坑的东南侧为新昌新村的三幢六层砖混住宅，墙下条形基础，离基坑最近的距离为14.5米；基坑东北侧10米开外为二三层砖混建筑，浅基础；基坑东北角有一二层建筑，浅基础，离基坑最近距离为1.9米；北侧为规划中台州街步行街及过街地道，待建，现为空地；西侧为运河广场，离基坑均在23米以外；基坑南面23.米远的地方有一幢十一层的住宅，桩基础。工程地质条件11层 填土：松散，湿饱和，以砖瓦、碎石夹粉性土组成，含建筑垃圾，成分复杂，机构松散，层厚0.72.90m。12层 素填土：灰、灰黄色，松

18、散，很湿，层分以砂质粉土为主，含少量碎石、碎砖、局部缺失，厚度一般为0.401.90m。2层 砂质粉土夹粘质粉土：黄褐色，灰黄色，稍密，属中等压缩性土，层厚0.42.0m。31层 淤泥质粉质粘土：灰色，属高压缩性土，切面光滑，干强度高，韧性高，全场分布，层厚5.507.80m。32层 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，属高压缩性土，切面光滑，干强度高，韧性高，全场分布，层厚4.706.10m。51层 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，属高压缩性土，切面光滑，干强度高，韧性高，全场分布，层厚9.8016.20m。52层 粉质粘土：灰褐色，软塑，属中等偏高压缩性土层，切面光滑，干强度高，韧性高，全场分布。厚度

19、0.703.40m。场地浅部地下水为孔隙潜水，含水介质主要为第12层素填土和第2层砂质粉土夹粉质粘土。基坑特点1、场地土质较差。淤泥质粘土层厚约25米，对基坑的稳定，变形控制和挖土施工均有较大影响。、基坑平面尺寸大，相应基坑的空间效应比较小。3、基坑的开挖深度复杂，东面几乎均为地下二层，西面则为地下一层，造成基坑土压力不对称。4、基坑周边环境复杂，场地紧张。围护方案1、采用SMW两道（局部一道）钢支撑方案。2、地下二层较深处采用三轴水泥搅拌桩3850600，内插7003001324型钢作为围护结构。其余地下一层部分以及坑内地下一层与地下二层高差处采用法三轴水泥搅拌桩3650450，内插5003001318型钢作为围护结构，为进一步增强基坑稳定性，控制变形，地下二层较深部分以及基坑内“阳角”处采用了水泥搅拌桩进行被动区加固。坑内电梯井局部深坑采用水泥搅拌桩重力式挡墙进行支护。支撑采用钢结构支撑系统。结合基坑的平面形状，设计采用了对撑结