smw工法在上海地铁深基坑中的应用

SMW工法在地铁深基坑中的应用提要：地铁车站全部采用SMW工法施工在国内是很少见的，本文结合上海市轨道交通M8线嫩江路车站这一工程实践，对这种围护形式在地铁深基坑中的应用作初步总结和分析。关键词：SMW工法地铁基坑Abstract:Inthiscountry,itisrarelyseenthatSMWmethodhasbeenfullyutilizedinundergroundMetrostationconstruction.ThearticleincorporatingthepracticesofNengjiangRoadstationofM8Shanghaimasstransitline,roundsupapreliminarysummaryandanalysisforthiskindofstrutting&bracingmodeintheapplicationofdeeppitinMetroconstruction.Keywords:SMWmethod,Metro,FoundationPit.1概述SMW工法是Soil-MixingWall的简称，最早由日本成幸工业株式会社开发成功。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。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，特别适合城市中的基坑工程。刺聚2纪工程概况化然释嫩江路车站位止于中原路、嫩君江路交叉口，触为地下一层半偷侧式站台车站抗，人行联络通饮道和电缆通道触及环控通风通德道设在顶板下是夹层内。嫩江导路中原路上交乐通繁忙，地下强管线众多，周救边紧邻居民小吊区。车站施工细期间中原路和窑嫩江路上交通舅不能断，中原延路现站位处有锋埋柄深闷6拔m飞的个φ废150尤0阿污水管效和捧φ舟246捷0晒雨水管及埋诵深霸3续m洋φ探90锐0祝给水管需搬迁敞车站一侧。根努据本车站的周南围环境分析，芬车站基坑变形批控制保护等级例为二级。理毯区车站全渗长符169.5检m贴，站台中心顶追板覆匙土际3.3秩m汉。标准段基坑端开挖深度蜡约肿12.3霜m魂，端头井开挖创深度撇约导14罗m慧（此深度为目愁前地铁基坑采粱用章SM症W穿方法施工的最冤大深度）。灶停3丝地质概况伤键赠本工程场地属望长江三角洲入晚海口东南前缘锹的滨海平原地百貌类型，微地贴貌上属吴淞江博古河道沉积区幅，由于吴淞江矩古河道的切割物，场地缺泻失奥③耽层灰色淤泥质意粉质粘土均和抛④患层灰色淤泥质途粘土，代之以畏分布有厚达呆约近18轧m歇的糟②嗽3嫂层砂质粉土。问场地地形平坦恨，场地地面标托高一疫般详4.0访m蝴，践站区内地下水湾属潜水类型，完稳定水位在地仆表以赏下绝0.5三～廊1.0滨m策。站区四周无围污染源，地下梳水对砼无腐蚀对。由上到下各厕土层主要力学适指标见塔表狼1研。勉表凳1赖各土层主要前力学指标搜层序拐尤勾土层名称棚邪均层厚赛丙禽含水量史熔容重姜拜孔隙比座望压缩系数供距压缩模量迅俩内聚力纳花内摩擦角似m宿躁w%常徐号kN/m校3翻崖趋e维蕉史a受主灰Es忘c(kpa)嚷移救φ中①袍1筹窝填土阳箱1.2~2.应9味②旦3-1辽规灰色砂质粉土多热2.4~4.河2针症33.6束承18.4收椅0.958秧柄0.21宅蔽9.32筐淋8夫请27.7餐②浑3-2音鼓灰色砂质粉土槽寿12.7~1劝7.4停正28.3省盲18.9乓亮0.839竟选0.18竹冻10.22计电8将列31跟⑤熟1中脊灰色粉质粘土屠宾2.3~7.胆6迷堵34.3索搂17.8养天1.066肤歇0.62摘圣3.33绳床13.4限尿17齿⑥倒吴暗绿草黄粉质价粘补土铸4.7~6.丘0惰爸24.2客破19.8砌把0.708季奋0.31洗捎5.51堪支15.4仁彻31尸⑦炮1爬袄草黄灰色砂质耀粉土别胀>8中乐31.8捏骨18.9赤那0.883祖娇0.19那胀9.91愁拿8恋复29.3斤充4允基坑围护结跌构设计视4.勒1译围护方案滑印仆车站基坑围护踏采滑用布SM字W体工法，车站基膊坑开挖深度蓬为仰12.3~1妖4第m傻，采用进丸口左φ卡85答0提三轴劲性水泥讲土搅拌桩作围盖护结构，内仁插咏H700×发300×13摸×2糕4佛型钢，建议水盐泥掺量不小声于梢20兽%痕，水泥搅拌桩基搭灰接叙200m丘m窜，指H捐型钢间救距析@1200付m概m借。标准段灵设除3常道帽φ沙609×1融6宁钢管支撑，端足头井车设猴4雅道丧φ关609×1锦6闹钢管支撑，支沾撑间距一般搜为类4.0顷m敞。桩顶做钢筋畏砼圈梁兼作首歪道支撑围囹，鹊其余贿选警用到2H400×诊400×13垃×2袜1纱双拼作钢围囹削。为减少围护为桩在基坑开挖兄时的位移，对寿钢支撑施加预近应力，其值为布设计轴力慈的曲50%~70讲%金。根据本车站颜基坑坑底土层塔为锯②捎3采砂质粉土，透详水性较强，对倘坑底采用降水北加固方案。为堤降低车站造价刮，颈SM鲜W虫桩中插入肯的鲁H利型钢在车站结并构施工完毕后雪拔除。基坑围船护支撑平面布恢置图见笛图情1波，基坑围护横剑断面图见词图灰2浮。静图宁1啊基坑围护支辨撑平面布置图索图平2吐基坑围护横爪断面图杨4.贡2习水泥搅拌桩条计算森4.粉2.徒1脖水泥土强度谎的确定钥秧雾国家建筑标幅准诚(士ＪＧ躺Ｊ穿79-91马)培规定在深层搅混拌桩作地基处迟理时肆以骤90吨d喂的无侧限抗压纲强丙度今qu9枪0引作为标准强宴度库,套本文认为这葛对妹SM邻W辜挡土墙来说时拾间太长。分析睁国外资料并结带合上海实际情柿况建议白以役28倾d鞭的水泥土强司度铸qu2恐8顷作为标准强度林比较合理。堵录膜由于不同水泥如、不同土质、蓄不同配合比的颠水泥土力学指份标差异较芬大献,雾因而水泥和外绑掺剂的掺入量驱必须以现场土摘做试辆验熟,街再确定其合理中的配合比及水事泥土的无侧限牺抗压强势度爪qu2斤8口、弹性模量等薄参数指标。本降工程设计中搅按拌桩桩体在达呼到龄念期宗28旨d袍后，钻孔取心鸽测试其强度，镜要勺求坐28傍d滨的无侧限抗压授强搭度笨qu2紫8学不小爱于渔1.5MP驳a重。水泥土的设叙计抗压强度改取嚷fc=qu2鸽8/霜2奋，设计抗剪强页度衡取锋τ撞s=qu28来/粪6稠。水泥搅拌桩舱计算简图见控图霉3部。理图沸3亏水泥搅拌桩践计算简图率4.丧2.扔2引型钢净间嫩距秩L纯2等的确定陡奏碗因为水泥土在梢侧向水土压力蒜的作用况下臣,抛以连“携工颈”虎字型钢为支独点壳,容当间距过大奸时拆,足型钢间的水泥败土除受剪力、核轴力仍外花,逗还会产生弯曲胁应壳力兴,驴由于水泥土的跌抗拉强度很似小谁,犯因此应控制型顽钢间搏距田,烟避免水泥土处承于弯曲应力状宁态皆,佳防止出现弯曲桐破坏。狐寺俘型钢净间距尺锦寸要围求林L盛2加＜振=Bc+h+疏2e撑姓县由锐图泉3捉可限知绸Bc+h+2障e=850+吓700+2×扫0=155均0网＞识90裕0竖经验算满足要娃求。赢说吧式子中收B预c朱—施—炸水泥土墙的有苗效厚日度谁;巴雕锹净h贫——巡“箭工兔”斜字型钢的高棒度题;灰处后e抹——屯“想工雄”牵字型钢形心轴扯与截面对称轴尿的距嫁离柄,妨规扔定卵“扫工陵”箭字型钢形心轴既靠近基坑内侧麻为正。壁4.醉2.乓3壶水泥土强度潮验算仪趟鞋水泥土强度要锻求验算型钢翼除缘边的水泥土骂抗剪强度和水给泥土搭接处的糖抗剪强度，另眠外在侧压作用篮下萌,天在水泥土内形匹成一抛物线承蓬载蚊拱举,妄还要验算拱的睁轴力强度。盏浮电愤由削图矮3安可知看：美d亩1跟=795m虑m眼，炼d仔2建＝萝602m亿m备，迁L仪2裕=900m然m村，功L多3鸟=600m蚊m兵。妹挠晋挤Q宗1译=qL东2骨/2,Q天2忙=qL多3秘/2缓收跌经验算均满足辉要求。提仍迫式纪中重q盯—详—湖侧压协力辈(孩kN/m逗2拴)签；圈规d谊1去—浴—浙墙体有效厚倘度杜(眯ｍ折)波；补婆d圆2预—目—且水泥土搭接处锁厚况度失(狱ｍ默)饭；继版B嗽f睛—蹦—植型钢翼提宽矿(咬ｍ从)需；窝狂f揉c堡—迅—说水泥土的设计交抗压强骄度船(kPa扭)众。德4.范2.拖4伟入土深度的将确定拴SM沿W背工法围护墙入辨土深度的确定蓄需确定两部分秩入土深风度装,乐首先炮是纱H步型钢的入土深斤度侧D滴h改,D叙h将主要由基坑抗上隆起稳定、围舰护墙内力和变渔形不超过允许际值及型钢顺利储回收等条件决帮定。在进行围夫护墙结构内力招、变形和基坑洁抗隆起稳定分且析时，围护墙元结构的深度仅嘴计算到型钢底裂端。经计算：哗标准测段滔D围h架=11.5m感,雨取型钢长诊度慎L辈h挤=24继m泛，端头鼠井鸡D夸h汗=12m棕,蝇取型钢长读度仿L知h词=26耳m勒。惹劲羊其次是水泥土哀搅拌桩的入土孔深咬度呈D枣c率，绢D堂c筋主要边由甜3眨个方面决定：委（捉1辈）群师确定坑内降水帅不影响基坑以敏外环境；愁（地2偏）办墓防止管涌发生影；更（偶3材）单筒防止底鼓发生此。取以上条件寺中入土深度的蓄最大值作为水庭泥土桩最终入蓄土深度值，同泥时应满潮足斤D皆c酷≥尤D收h遣。经计算得标作准旬段穷D摊c睬=12.5m倾,耗水泥土桩慌长植L慈c行=25.5虚m佩。端头览井草D弟c毯=13m浸,啦水泥土桩滥长萄L侧c毁=27.5堪m芽。肢4.价3无基坑稳定性资分析粱SM周W她工法属于板式虫支护体系，其厉稳定性分析按传规范板式支护妇有关公式计算青。经验算均满杰足规范要求。健计算结果如下年：吃泛候基坑墙底抗隆刊起：嫩级于K佩＝甜3.0廉5燃（标准段架）辅K霸＝不2.8泊7朋（端头井）刑挂蜜基坑坑底抗隆恐起：卧震恒K浇＝胳2.5悔6暮（标准段净）而K惧＝诞2.浅5渠（端头井）贝严垮基坑抗倾覆稳询定性：西醉如K寨＝般1.够2危（标准段曾）威K专＝称1.1刮5弊（端头井）醋作振抗管涌验算：络踩版坑外地下水位谱取最不利季节括性水位为地面云以可下枣0.5奴m个，坑内地下水财位考虑坑内降盲水取坑底以零下抄3拖m椅。笼柱狭K井＝邮2.逝3忘（标准段甩）猴K捉＝涌2.嫌2篮（端头井）亩4.躺4促围护墙内力晚位移计算卡SM制W坑工法采用等刚沫度代换为一定正厚度钢筋砼地千下墙，沿车站跪纵向取单位长窑度采用杆系有遇限元法计算。慧因考虑Ｈ型钢击拔除热，及SM迟W嫌工法围护墙组者合刚度不计水东泥搅拌桩的刚钞度贡献，即仅尘计入Ｈ型钢的头刚度。地层的暖被动抗力采用虫弹性链杆代替岛，地层对围护赔结构的作用采畏用一系列考虑蝇时空效应的等蝶效弹簧进行模岸拟。围护结构张划分为梁单元共，支撑为仅受挂轴力的杆单元登并施加预应力泰。计算时模拟淘施工全过程，集根分据半“智先变形，后支锹撑伶”粗的原则，计入桥结构的先期位允移值以及支撑睛的变形，并计照算结构回筑阶翅段各工况的内丹力组合，分阶删段按竖向弹性猫地基梁法进行北计算。地面超昨载每取求20kN/m度2堤，地下水位取痰地面以性下势0.5找m臂，作用在围护含桩上的水土侧笑压力采用水土松分算勤，筝c赛，似φ劝取固快剪峰值损。地基土弹簧席压缩系净数眉K=100渐00kN/m迫3健。经计算，各凉阶段内力和位手移包络图见据图芒4基和摘图却5邀。由图可以看疼出擦:岗最大水平位硬移猫:f锈max鱼=40.7m堆m皇，最大弯忠矩课:M病max咏=617kN把·冬m垒，发生在坑底干附近。御图朋4瞒标准段计算无结果包络图表图乖5欺端头井计算轮结果包络图虑可4皮围护结构形朽式的比较刚缘古目缠前桂,术上海地区地铁摊车站基坑围护蕉墙体采用的结骨构形式一般都既为地下连续墙若（单墙或双墙科），不论单墙椅还是双墙，其赢工程造价均较康高亭,至对环境的影响森、污染均较大痒。与之相比较型，丝SM席W圈工法有如下优榴点：芽(1飞)幸圆在现代城市修摩建地铁，经常沉靠近建筑物红绕线施工却，项SM弱W胳工法在这方面腥具有相当优步势化,锤其中心线离建轰筑物的墙蹲面厘8辞0藏ｃｍ即可施恢工祝,脱这也是其他工祥法所无法比拟敢的。狮(2掉)劣刻消除泥浆污染芹公孔害呀,胜促进城市文明荐建设。随着城同市管理的规范雁化，由施工造送成的泥浆污染摄成为日趋严重浊的问题。地下唤连续墙由自身豆的特性决万定搜,帜在施工时将形峡成大量泥浆需楚外运处理，疏而黄SM缸W仍工法仅在施工犹后期将置换出牧来并已固结的锯干土外运。巩(3哈)孔赛施工效率痒高物,洞缩短工程建设矩周披期学,拜降低围护结构闲成本它。坚SM模W撤工法构造简榜单诉,艰施工速度拒快灵,迟可大幅缩短工析期。根据本站巾工程实欧践阅,父每台搅拌机每纯昼夜可施工基脊坑周长偷在振1交0集～挎2挂0犬ｍ左右。另外息，红SM祥W蓬工法用于围护首墙敢体衣,冈其成本约为地悄下墙结构剑的该70%乘,倚若考虑型钢回浸收可以降到拐５唱0事%岂，在现有围护汗结构中是最低络的。阳奴预（没4委）参青因查SM错W袭工法作围护结浙构与主体结构延分离，主体结散构侧墙可以施素工外防水，与纱地下连续墙相叉比车站结构整蚊体性和防水性毕能均较好，可份降低车站后期茅运营维护成本深。萌派5茅结语乳消帖（慢1扮）瓦挥通过上笛海割M巩8苦线嫩江路车站能采钳用貌SM武W伟工法的工程实谷践，证明整个置地铁车站全部院采庄用摆SM聪W河工法施工是可誓行的，而且大绣大降低了工程惹造价，加快