SMW工法在市政工程中的应用

SMW工法在市政工程中的应用

技术研究一﹑工程概况

本工程位于xx区，施工范围广泛，西起宝山路东宝兴路，沿海伦西路穿越四川北路，施工至邢家桥北路，在施工区域内，有解放前（1920年）民宅，有上海市长途电信局机房及地下集群光缆，有虹口港河道驳岸，有军用光缆，有轻轨明珠线，有穿越四川北路的各类地下管线。周边环境错综复杂，且多为政府重要部位，需严加保护。经我公司与设计、业主、监理讨论后，决定采用SMW工法作为顶管工作井、接收井的围护，这样能大大减少对周边环境的影响，取得良好的社会效果。

二﹑选用SMW工法的理由

SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

采用SMW工法施工，在各方面都有很强的优势。SMW工法施工比沉井法施工，其单项工期可节约1/3，而且施工过程中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，还可满足防汛通水的要求。从经济利益角度考虑，H型钢可拔出回收再利用，比钻孔灌注桩法的钢筋混凝土节约成本，能降低工程造价。三﹑SMW工法在顶管工作井中应用1﹑应用概况在本工程中，SMW工法采用15米长深层搅拌桩加H500×300×10×18H型钢作围护桩，深层搅拌桩为SJB型双钻头标准桩(8字型)，钻头直径2700，单桩截面积0.71m2，水泥掺量13%(#425普硅)，工作井的搅拌桩桩长16.26m、接收井的搅拌桩桩长15.29m，搅拌桩中插入H型钢，工作井的H型钢为500×300长16.5m、接收井的H型钢为400×300长15.5m。根据本工程特点，合理布置H型钢，在顶管工作井、接收井进出洞位置，减少H型钢数量，以便加快割除型钢速度，同时在进出洞位置将深层搅拌桩坝体从1200加宽至2400，既防止了顶管进出洞时管壁与缝隙间产生渗漏现象，又避免了机头碰H型钢造成损坏。在顶管工作井顶管后靠背处按顶进力与型钢截面计算，加密H型钢布置，以便满足顶管对后靠背的强度要求。2﹑与沉井施工的比较A、控制构筑物位移、沉降由于沉井法构筑物围护与结构一般都合二为一，故沉井的沉降、位移均直接影响构筑物结构的沉降位移。沉井主要靠自重进行下沉，在下沉过程中，不易控制刃脚标高，在主动土压力作用下易造成沉井倾斜，造成沉井平面位移，给以后顶管顶进中的定位及进出洞控制均造成不利影响。沉井下沉结束封底后，按规范要求，井底标高误差控制在10cm内，而顶管工作机械要求进出洞口位置相对精确，故一旦沉井底标高误差较大，将直接影响顶管工作机械的安装。B、对周边环境的影响沉井在下沉的过程中，地面上的影响范围大约为1.2H（H为下沉深度），在虹口港、杨浦港地区旱流污水截流工程B-4标顶管接收井施工中，沉井中心位置与顶管入洞位置有偏差，出现大量渗漏，造成土体大量流失。梧州路路面下沉达500mm，引起路边民宅坍塌。当时为2001年春节，居民被临时安置在宾馆中，造成恶劣的社会影响。而B-3标顶管工作井、接收井在周边环境要求非常严格的地区施工，如W-7顶管工作井，离俞泾浦河道驳岸仅3米；W-5、Y-2顶管接收井6米处是轻轨明珠线，且此处井边3米处还有地下军用光缆；距W-4顶管工作井4米处是上海市长途电信局的900，厚1200的集群地下光缆，距工作井5米处是上海市长途电信局机房及民宅（1920年造砖木结构），距工作井边6米处是东横浜路地下管线，有φ450上水，有上海市长途电信局的地下光缆，还有煤气下水等多种管线。采用SMW工法施工，确保了上述地点的安全。C、工期比较采用SMW工法进行施工能加快工程进度，有效的缩短了工期。采用SMW法施工，每口工作井工期为41天，采用沉井法施工，每口工作井工期为60天，因此采用SMW工法进行施工单项工期缩短了1/3。D、造价比较采用SMW工法，成井每口51.9万元，沉井施工每口80.2万元，而报价为65.7万元，因此消化压价让利54.9万元，为业主减少投资11.4万元，取得了较好的社会经济效益。四﹑

取得的社会经济效益

1、社会效益我公司施工的虹口港、杨浦港地区旱流污水截流工程，是一项造福于民的工程。改沉井施工为SMW工法施工，大大减少了对周边环境的影响，有效地控制了虹口港防汛驳岸的位移，周边管线位移沉降小于1厘米，最近的房屋沉降量为12毫米，施工中取得了居民的谅解,使管线单位放心，取得了业主的好评，为造福于民的工程树立了良好的社会形象。本工程属市重大项目。市府规定在2001年10月前必须竣工，总工期只有13个月，前期受拆迁及管线搬迁影响，业主又要求沉井泵房8月底开泵投入防汛，相应的雨水顶管完成，工期很紧。采用SMW工法施工顶管工作井、接收井，即能加快施工进度，又能使顶管施工提前进行，从而加快本工程的总体进度。采用SMW工法施工顶管工作井、接收井，达到了业主需求，部分管道在2001年汛中前投入使用。

2、经济效益

由于B-3标是我公司进入市政工程领域的第一个项目，在招投标过程中，为打进市政工程领域，我公司进行了较大幅度的让利，预计工程造价比成本低40％。而在业主与我公司签订的合同中规定，若设计方案调整，可以重新报价。本工程原设计图中顶管工作井施工为沉井形式。我公司进场后改用SMW工法施工工艺，降低了B-3标工程的总造价且提高了我公司的合同价格，消化招投标中的压价让利对我公司的不利影响。本工程应用SMW工法施工顶管工作井3座，共消化压价让利54.9万元,减少业主投资11.4万元。从施工完成后的综合分析看，确实起到了降低工程总造价的作用，取得了较好的社会经济效益。H型钢回收利用社会经济效益对比表

井号施工工艺造价（单口）成井工期（天）顶管进出洞情况周边影响2#沉井法66.9万60渗漏较严重，需打钢板桩、注浆加固影响范围9.6m，地表沉降最大20cm，长信局老食堂墙体裂缝，差异沉降5cmY-2W-5钻孔桩围护56.9万48洞口处理时间长，渗漏较大，需打钢板桩注浆加固开挖渗漏造成煤气管、军用电缆位移、沉降，采取暴露加固措施W-4W-7Y-1SMW工法51.9万41渗漏很小，时间短，不需注浆加固防汛驳岸、长信局房屋、管线安全五﹑

施工技术方案及施工工艺术

1、SMW工法主要特点A、施工不扰动邻近土体，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。

B、钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。

C、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。

D、可成墙厚度550～1300mm,常用厚度600mm；成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深。

E、所需工期较其它工法短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80m2。

F、废土外运量远比其他工法为少。2、SMW工法与沉井法的比较

A、控制构筑物位移、沉降（1）由于沉井法构筑物围护与结构一般都合二为一，故沉井的沉降、位移均直接影响构筑物结构的位置及标高。沉井主要靠自重进行下沉，在下沉过程中，不易控制刃脚标高，在主动土压力作用下易造成沉井倾斜，造成沉井平面位移，给以后顶管顶进中的定位及进出洞控制均造成不利影响。沉井下沉结束封底后，按规范要求，井底标高误差控制在±10cm内，故一旦沉井底标高误差较大，将要由设计院修正管线走向、坐标、标高。（2）SMW工法为围护结构，且采用目前应用已很成熟的深层搅拌桩作围护桩，其中在插入H型钢增强其钢度。故SMW工法能控制围护结构的平面位移，且SMW工法施工后，采用明开挖基坑，可以十分有效的控制基坑中心坐标和底标高的误差，这给来的顶管施工带来了很大的好处。B、对周边环境的影响（1）沉井在下沉的过程中，地面上的影响范围大约为1.2H（H为下沉深度），若沉井周边有建筑物，将受到影响。从B-3标沉井泵站的施工来看，沉井施工确实对周边环境有很大的影响。而B-3标顶管工作井、接收井在周边环境要求非常严格的地区，如W-7顶管工作井，离俞泾浦河道驳岸仅3米；W-5、Y-2顶管接收井6米处是轻轨明珠线，且此处井边3米处还有地下军用光缆；距W-4顶管工作井4米处是上海市长途电信局的900，厚1200的集群地下光缆，距工作井边6米处是东横浜路地下管线，有φ450上水，有上海市长途电信局的地下光缆，还有煤气下水等多种管线。采用沉井施工，将影响这些管线及建筑物的正常使用。

（2）SMW工法施工，采用的是深层搅拌桩加H型钢，在围护桩打设过程中，由于属于土体加固施工，故不会影响周边环境及建筑物，而在明开挖过程中，SMW工法围护桩能起到很好的止水挡土作用。所以，SMW工法适用于对周边环境要求较严的地区。

C、

施工工期要求（1）B-3标顶管工作井、接收井平均深度为8米左右，一般沉井超过6米，需分节制作，且每节混凝土浇捣完毕并养护28天后，才可以进行下一步的施工。故工期很长，一般直径8米的沉井从制作到下沉需60天时间。（2）SMW工法施工非常方便，且强度能达到28天无侧限抗压强度qu=1~1.5Mpa，一般直径8米的顶管工作井、接收井SMW工法只需45天。D、耳顶潜管施弊工要灯求比生较（1话）沉浑井作您顶管江工作找井、崖接收币井，构在顶扭管进另出洞禾时，骑需凿明除进教出洞木混凝踩土，颤使顶赢管进弊出。杆但凿沃除混早凝土致，安寸装止幅水圈撇需要尿时间皇较长盘，而风坑外臭水位纯高、梦土质摄砂性狂严重朝，形浅成流棋砂渗累漏，哑造成从井外五土体嚷沉降刻较大晶，影辜响周椅边环绳境。（2蒸）除SM恋W工型法作萍顶管臣工作添井、狠接收呢井围负护，盟在顶历管出鼻洞时阴，可弱先凿娇除工蹲作井峰内壁衫H型炕钢厚感度水稍泥土雹块，肥再割描除洞嫂口H顶型钢你，然守后用驱顶管疏机头宇直接超切削如水泥边土顶歼出工唇作井高，管巡寿壁与碎土体犯密贴壮，减什少漏辰水现池象产胃生。咬顶管拿进洞身时，厚机头偶先切娘削进疑水泥枣土，俱再从匀井内域壁将男剩余祸水泥裤土凿锅除，响并割抱除洞方口H拌型钢控，机伸头进猪洞。叼SM奏W工僻法施忠工，育可减屋少周努边水萝土流揪失，恋减小戏对周驰边环垂境的营影响籍。3、扁SM结W工核法与身钢板艘桩、饿钻孔哨灌注夕桩法脂的比投较A、沃工程真造价SM林W工印法采夫用深触层搅党拌桩都加H周型钢竭作围熊护桩米，其物中在爸H型而钢上绝涂抹断脱模堂剂，凝待顶耐管施执工完浴毕，辟基坑码回填脊土后赏，H敌型钢哲可拔衰出回彻收再以利用劝。比猾钻孔呀灌注锄桩法企的钢烧筋混假凝土蒙节约狐成本溜，能熄降低结工程兆造价矿。B、帮施工穷工期（1技）S麦MW燥工法抛施工倦，主天要是闸深层付搅拌溪桩施笋工，布一般姑围护殃施工石工期剪为7利天。（2碧）钻洗孔灌通注桩胀施工积需现眠场绑睁扎钢呆筋笼借，钢含筋笼惕需分闯节焊烧接，抛并采陡用商隆品混革凝土叉浇捣叮，工恼期较绩长，尼一般雀工作表井、蜘接收蛮井围扯护施朝工需悉14索天。C、毕对颈周边制环境渗的影插响SM菠W工喝法作姻围护搏施工跳，深英层搅版拌桩镰既作庆围护叙桩有白能起规到止肚水作锹用，较特别紫是在惑B-虎3标勾工程办应用顿中，俊由于群地质运条件键比较匀差，窄多为跨粉砂补土，嫩故特踢别适览合采臣用深恐层搅晓拌桩胶施工格。在群拔除拜H型衫钢过放程中煮，由棒于有侦深层失搅拌盒桩作防土体挺加固失，故竖不会巴给周达边环屈境带医来影答响。4、脚施工挽准备A、头机袖械准绞备（1妇）、设备痰进场证前作极好维平修保滨养工牌作,呆保证尿设备涂机械栽完好论性；（2依）、本工具程机信械设送备投疾入为偿1套挖搅拌敲桩机允、1飘台1乒5T鼠履带络式吊榨机及赶45肠T治振动坊锤，仁以及画H型泼钢拔络除时抹所用私液压菠千斤取顶。B、通样羞槽开幼挖沿顶阁管工司作井掩井壁编开挖切样槽酿，样肾槽宽罢度为唱1.竿5米隐，深洲度为奴1米。5、垃施工仆流程油及工患期情惕况A、抓施工嫁流程根据上设计离要求死本工循程安凯排先浑施工侄搅拌全桩，号在搅铲拌桩允成桩榴后的渔8小透时内槽即应肿插入权H型确钢。漫顶管喊施工以完成档，工响作井茶接收友井回千填后蛙，拔赏除H畜型钢您。B、粗施工甲工期根据厦施工拘进度渴计划慰要求质，独其立施撤工每突处地六下围俯护结味构。瓦搅拌夏桩和贿型钢羞压插搅的施抖工工充期为序７天桨，H阅型钢近拔除吴施工誉工期秆为１项2天华。6、岸施工答工艺A、房诚深层乔搅拌症桩采忌用二铸次提栗升喷约浆三间次搅刮拌施余工工动艺，较工艺单流程抹见下抽图：B、鞠H型究钢采深用机镰械振昼动插拨入,海工艺答流程氧见下畏图:C、赏H型鸡钢采恶用液饮压千存斤顶源顶拔慌、履辱带吊课拔除资，工昨艺流喜程见切下图裳:7、售施工腐过程嚷控制A、薄深层愈搅拌潮桩（1想）验根据悉设计杆施工忘图纸秒放出敞定位赢点，乎并会求同总遇包、生监理删复核岂签证逼；（2块）齐根据滥定位照放出贱样槽牺开挖错灰线惑，样碰槽宽拐度是驱搅拌效桩设援计宽脸度增质加0斯.3隆m，纲深度剩1.溉5m两。（3片）假清除蜻样槽季中一病切障治碍，浩排除控障碍咐时。（4等）蜘测量裂自然昼地面艰标高络，确障定桩净顶及涂桩底尾标高幕，并固在钻珍杆上榆作出宫相应叛标记大，以票保证泉标高者、桩然长的俊控制隔。（5纸）旧施工籍中应帝严格押控制虏搅拌阳桩桩棋机的垮机座常平整轻、桩役架垂田直，木确保葡钻杆瞎垂直钉偏差规在1附%以勉内。（6翠）呜桩位玩用标肌线紧移邻地催面上另定位妻，保催证桩感位水张平偏济差小昨于5去cm脚。（7束）指严格画计量捷工作罗，根绳据设驳计要至求以饿土重出度按桑13谁%掺崖量，火计算鄙每根矛桩的垒水泥芽用量劝，下崖料误惩差控男制在救3%历以内瓣。（8斤）殃严格壳控制冰水灰构比，属水灰毙比为雷0.皆50.骑02嘉，确盗保成妙桩质拴量。（9弱）夫选用趴合格余原材情料，幸不准蜡使用蔑受潮骄、结考块或距复试钻不合钉格水傲泥。（1粉0）螺灰磨浆搅疯拌时饥间不孔少于溜2m坑in薯，以衫免灰称浆离精析、吩影响等灰浆巨质量求。（1怕1）哀严刚格按迫施工沾工艺行要求局施工萄，无炸故不肃得任巡寿意改爹变工攀艺步垫骤。（1嘱2）色严枪格控团制预悬搅下衬沉和酒喷浆抵提升湖搅拌益速度货，预化搅下践沉速新度应砖控制贞在0卵.81.斗2m槐/m航in跌，提针升搅资拌速载度控推制在完0.畜60.侍8m萍/m慎in厚。（1家3）符喷咏浆提饮升中改严禁调断浆肠。如众意外械断浆参必须哭重新配下沉姻钻头绩至停维浆面事以下川1.卵0m业处重粪新成晕桩施榨工。（1刑4）处相邻剪桩施俭工间艳隔不领得超锈过2娃4小玻时，负因故予停歇瞎时应校增加其水泥怒掺量宪等措陶施，明确保土隔水纤效果六。（1惠5）移经罚常性跳、制愿度性裂检查程钻头念磨损锁情况徒,及坝时修栏补钻斗头,顶使其虫保持杂单钻修头直江径为70吐020识。（1翠6）龄每沃班组僻做一穿组(闸3块照)7拌.0功77.记077.焦07姜水泥锻土试兼块，领试块功材料抢取第栗二次屈提升乓后粘株在注炕浆球羞阀上宫部1片0c庸m处孕的水供泥土诸。（1朱7）很按汁照设糟计要即求在际搅拌辽桩内盼插放麻的竹纱筋或跨钢筋滑，必拌须按谨设计佩位置形插放染在搅蚂拌桩贷中心辫，插研筋规荒格和非长度胡满足与设计并要求驻。（1也8）从及时低做好匙施工挤记录粮，不牛允许算事前席先记饥或事崖后追掏记。B、而H型阶钢的侧压插（1利）档根据皂设计爹要求逗或设填计认诊定的得型钢渡规格最，选渗定型杏钢。（2弄）史型钢给材料忍应达裂到设窝计长木度规游定值昨，型浓钢面细必须兵平整甲、无絮起拱垒扭曲检现象令。（3蜂）开根据亦设计姑位置搏定位挂型钢枝插入素中心都点，双并保筛证插竞入中随心点旷为搅练拌桩虹的中谈心位踢置。（4凤）辈根据陆型钢截材料质重量挡和长暗度，婚选择娘起重跌量、崖起重束高度岔均能仆满足架要求限的履糖带式披起重雅机械黑。（5瓣）槽在插朵入型寸钢的惹位置往预先孔设置肠围檩女夹具烈支架除，保残证型聪钢的尸位置牛和插稠入垂杰直度比。（6歇）型驶钢运辞输至歉现场眉后合静理堆裙放，拜防止撑堆放降产生床的变泼形。（7橡）型依钢表支面涂显刷二系度减手磨剂集，确厉保拔歇桩的医顺利勾进行崇。（8昼）型优钢的堪插入哑必须暂在深东层搅汉拌桩屿施工活完毕无后的设8小续时内青立壤即霉进行遍。（9掌）履眯带吊载起吊披型钢缎时吊歉