【摘 要】 結合杭州慶春路過江隧道江南明挖段深基坑SMW工法施工實例，介紹了SMW工法的特點、施工工藝、質量控制要點。實踐證明，在隧道明挖深基坑中這是一種很有效的工法。

　　【關鍵詞】 隧道；深基坑；SMW工法樁；施工技術

　　1SMW工法簡介

　　SMW是Soil Mixing Wall的縮寫，于1976年在日本問世。SMW工法是日本一家中型企業(yè)——成辛工業(yè)株式會社所擁有和開發(fā)的一項專利。該工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結硬前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥結硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。

　　SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機，其中鉆桿有用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

　　2SMW工法特點

　　2．1施工不擾動鄰近土體，不會產生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設施移位等危害。

　　2．2鉆桿具有螺旋推進翼與攪拌翼相間設置的特點，隨著鉆掘和攪拌反復進行，可使水泥系強化劑與土得到充分攪拌，而且墻體全長無接縫，從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性，其滲透系數K可達10～7cm/s.

　　2．3它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強度60MPa以下的巖層應用。

　　2．4可成墻厚度550～1300mm，常用厚度600mm；成墻最大深度目前為65m，視地質條件尚可施工至更深。

　　2．5所需工期較其他工法為短，在一般地質條件下，每一臺班可成墻70～80㎡.

　　2．6廢土外運量遠比其他工法為少。

　　3工程概況

　　慶春路過江隧道是杭州市實現西湖杭州到錢塘江杭州跨越發(fā)展的重要組成部分，是杭州市重點建設工程。隧道工程起點自杭州市江干區(qū)慶春東路一新塘路交叉口，向東略偏南直至江邊，過江后繼續(xù)沿線路方向（從規(guī)劃休閑廣場下穿過）接江南蕭山側市心路，主線于濱江一路交叉口北側（K3+440）預留與錢塘江世紀城綜合地下空間開發(fā)系統(tǒng)的接口。本工程東線隧道長3025m，西線隧道長3022m；盾構隧道總長3532.64單線米，其中東線長為1765.72m，西線長1766.92m，而錢塘江底段約1241m.

　　江南明挖段里程為東線LK3+132.723-LK3+440，西線RK3+130.254-Rk3+430，基坑采用大開挖方式，深度達15.5m.SMW工法樁設計里程為東線LK3+145.443-LK3+240、西線RK3+142.954-RK3+220.SMW工法樁采用Φ850水泥土攪拌樁，樁中心間距600mm，樁長為有7m、16m、15m三種；H型鋼采用Q235B鋼，規(guī)格700×300×13×24，插二跳一。主體結構完成且強度達到設計要求后，H型鋼全部起拔回收……

　　江南明挖段揭露地層為填土、砂質粉土、粉砂夾粉土、淤泥質粉質粘土、粉質粘土、圓礫及卵石。地震設防烈度為6度。

　　4SMW工法施工工藝

　　SMW工法施工主要包括開挖導溝、樁機定位、攪拌施工、泥漿制作、型鋼的插入與拔除等工藝。

　　4.1場地回填平整。三軸攪拌機施工前，必須先進行場地平整，清除施工場地內地上及地下障礙物，以及鑿除攪拌區(qū)域內的路面層硬物，施工場地路基承重荷載以能行走35噸大吊車為基本。

　　4.2測量放線。根據提供的坐標基準點，按照設計圖進行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時標志。放樣定位后做好測量技術復核單，提請監(jiān)理方進行復核驗收簽證。確認無誤后進行攪拌施工。

　　4.3開挖溝槽。根據基坑圍護內邊控制線，采用0.4m3挖土機開挖溝槽，并清除地下障礙物開挖溝槽余土應及時處理，以保證SMW工法正常施工，并達到文明工地要求。

　　4.4定位型鋼放置。在平行溝槽方向放置一根定位型鋼，規(guī)格為500×300mm，長約12m，定位型鋼必須放置固定好。轉角處H型鋼采取與圍護中心線成45.角插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。

　　4.5攪拌樁孔位定位。三軸樁機三軸中心距Φ850為1200mm，根據這個尺寸在平行H型鋼表面用紅漆劃線定位。

　　4.6三軸水泥攪拌樁施工。

　　4.6.1資源配置：根據施工工藝的要求、工程的規(guī)模和工期的要求以及現場場地條件和臨時用電等情況，采用兩臺三軸SMW工法深攪設備施工。

　　設備的投入量和機械的配套工具詳見表1：

　　表1SMW工法主要機械設備表

　　4.6.2施工順序。SMW工法施工按下順序進行，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質量，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補正是依靠重復套打來保證，以達到止水作用。

　　4.6.3樁機就位。由當班班長統(tǒng)一指揮樁機就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現障礙物應及時清除，樁機移動結束后認真檢查定位情況并及時糾正。樁機應平穩(wěn)、平正，并用線錘對龍門立柱垂直定位觀測以確保樁機的垂直度。三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進行定位復核，偏差值應小于3cm.

　　4.6.4攪拌速度及注漿控制。①三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應注入水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度。根據設計要求和有關技術資料規(guī)定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在樁底部分適當持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。②制備水泥漿液及漿液注入，采用兩套自動拌漿設備，電腦控制配合比。③在開機前應進行漿液的攪制，開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。采用P.0 32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為20%，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制。土體加固后，攪拌土體28d抗壓強度≥1.0Mpa.

　　4.7H型鋼施工。

　　4.7.1H型鋼加工及下插H型鋼質量保證措施。三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機應立即就位，準備吊放H型鋼。①H型鋼使用前，在距型鋼頂端處開一個中心圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚≥12mm的加強板，加強板尺寸400×300mm，中心開孔與型鋼上孔對齊。若所需H型鋼長度不夠，須進行拼焊，焊縫應均為破口滿焊，焊好后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。②根據提供的高程控制點，用水準儀引放到定位型鋼上，根據定位型鋼與H型鋼頂標高的高度差確定吊筋長度，在型鋼兩腹板外側焊好吊筋（≥Φ12線材），誤差控制在＋5cm以內。型鋼插入水泥土部分均勻涂刷減摩劑。③ 裝好吊具和固定鉤，然后吊起H型鋼，用線錘校核垂直度，必須確保垂直。④在溝槽定位型鋼上設H型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，必要時用點焊與定位型鋼連接固定；型鋼定位卡位置必須準確，要求H型鋼平面度平行基坑方向L＋4cm（L為型鋼間距），垂直于基坑方向S＋4cm（S為型鋼朝基坑面保護層）；將H型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡將型鋼徐徐垂直插入水泥土攪拌樁內，垂直度用線錘控制。

　　4.7.2涂刷減摩劑。根據設計要求，本支護結構的H型鋼在結構強度達到設計要求后必須全部拔出回收。H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，以利拔出；要求型鋼表面均勻涂刷減摩劑。

　�、偾宄鼿型鋼表面的污垢及鐵銹。②減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，用攪幫攪時感覺厚薄均勻，才能涂敷于H型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。③如遇雨雪天，型鋼表面潮濕，應先用抹布擦干表面才能涂刷減摩劑，不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。④如H型鋼在表面鐵銹清除后未立即涂刷減摩劑，必須在以后涂刷施工前抹去表面灰塵。⑤H型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。⑥ 設在壓頂圈梁中的H型鋼部分的保護隔離措施

　　筑壓頂圈梁時，H型鋼挖出并清理干凈露出的H型鋼表面的水泥土后，在扎圈梁鋼筋前，埋設在壓頂梁中的H型鋼部分必須先用油毛氈貼型鋼包裹二層，用封箱膠帶或鐵絲綁扎固定好；油毛氈包裹高度高出圈梁頂15cm.

　　4.7.3H型鋼起拔方案。①施工安排。已完成地下部分工程或地下室頂板混凝土強度達到設計強度，讓出拔除型鋼的工作面后，即開始拔除H型鋼。本工程起拔H型鋼采用一臺25t汽車吊，配備一組千斤頂，每組兩個千斤頂（型號為：QD-200T）。②H型鋼拔除施工程序。H型鋼拔除施工程序：平整場地→安裝千斤頂→吊車就位→型鋼拔除→孔隙填充。③平整場地。拔H型鋼前，必須先進行頂圈梁上的清土工作，并留出足夠的操作面和通道，以保證千斤頂垂直平穩(wěn)穩(wěn)放置。④安裝千斤頂。將二個千斤頂（型號為：QD-200T）平穩(wěn)地放在頂圈梁上，要拔出的H型鋼的兩邊用吊車將H鋼起拔架吊起，沖頭部分‘哈夫’圓孔對準插入H型鋼上部的圓孔，并將銷子插入，銷子兩邊用開口銷固定以防銷子滑落，然后插入起拔架與H型鋼翼之間的錘型鋼板夾住H型鋼。⑤型鋼拔除。開啟高壓油泵，二個千斤頂同時向上頂住起拔架的橫梁部分進行起拔，待千斤頂行程到位時，敲松錘型鋼板，起拔架隨千斤頂緩慢放下置原位。待第二次起拔時，吊車須用鋼絲繩穿入H型鋼上部的圓孔吊住H型鋼。重復以上工序將H型鋼拔出。⑥本場地拔除的型鋼移至裝車地待一定量時裝運，應留出足夠的通道和停車場地。⑦孔隙填充。為避免拔出H型鋼后空隙對周圍民宅等建筑物的影響，拔出H型鋼后須采用黃砂沖水倒流進行填充。

　　4.8報表記錄。施工過程中由專人負責記錄，詳細記錄每根樁的下沉時間、提升時間和H型鋼的下插情況。及時填寫當天施工的報表記錄，隔天送交監(jiān)理。

　　5質量控制要點

　　5．1水泥土攪拌樁施工時，應針對不同土層進行試驗選取水泥摻量，水泥最小摻量不應小于20%，水泥土28d無側限抗壓強度不小于1Mpa.

　　5．2施工停漿面必須高出樁頂設計標高0.5m，在開挖基坑時，則將該高出部分先行挖除。

　　5．3Φ850水泥土攪拌樁垂直偏差<1/100，樁位偏差值均不得大于50mm.

　　5．4樁與樁搭接時間不應大于24h，如間歇時間太長，搭接質量無保證時，應采取局部補樁或注漿措施。

　　5．5內插H型鋼必須在成樁后2～4h內插畢，內插H型鋼應拔除回收并預先對型鋼采取減阻措施。型鋼拔除前水泥土攪拌墻與地下主體結構之間必須回填密實，并應對型鋼拔除后形成的空隙采用注漿填充等措施。

　　5．6型鋼宜采用整材，當需采用分段焊接時，應采用坡口焊接，對焊接縫的坡口形式和要求應遵照《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》（JGJ81-2002）的有關規(guī)定，焊縫質量等級不應低于二級，單根型鋼中焊接接頭不宜超過2個，焊接接頭的位置應避免在型鋼受力較大處（如支撐位置或開挖面附近）。

　　6結束語

　　SMW工法適用于粉土、粉砂地層，具有施工工期短、造價低、墻體無接縫、止水性能好、污染小等優(yōu)點。本工程深基坑圍護采用SMW工法，加快了工程進度，減少了廢土外運量。實踐證明，在隧道明挖中這是一種很有效的工法。

　　參考文獻

　　1凌治平．基礎工程[M] ．北京：人民交通出版社，2002

　　2趙志縉．簡明深基坑工程設計施工手冊[M] ．北京：中國建筑工業(yè)出 版社，2003

　　3李鳳明等。SMW工法的設計與應用。市政技術，2007（1）

　　4徐波等．SMW工法在杭州地鐵秋濤路站粉細砂地層基坑圍護中的 應用．浙江建筑，2007（10）

　　5胡文奇．SMW工法在基坑圍護結構中的應用探討．施工技術，2008 （S1）