SMW工法在頂管工程基坑圍護中的應用

常鐘

摘要：SMW工法圍護以其施工速度快、成本低、安全性高等特點，越來越多應用于頂管工程的工作井施工中。以洪武路與中山東路污水節點工程為例，介紹SMW工法圍護應用于頂管工作井的特點以及施工時的工藝流程及技術處理措施。

關鍵詞：SMW工法 基坑圍護 技術處理措施

近年來隨著城市建設不斷發展，地下管網的建設也越來越復雜，很多情況下不允許大開挖施工，因此大直徑給排水工程也較多采用對道路交通及周邊環境影響較小的頂管法施工。SMW（Soil Mixing Wall）工法是1976年日本在深層攪拌樁的基礎上發明的一種基坑圍護方法，采用專用深層水泥土攪拌機械沿基坑維護線，按順序進行深層攪拌施工，同時在鉆頭處噴出水泥作為強化劑與地基土反復混合攪拌，然后在水泥混合體未結硬前按設計間跨，深度，將涂有隔離減摩劑的H型鋼靠自重或者借助一定外力插入水泥土中，經養護后形成一種具有一定強度和剛度的、連續完整的、無接縫的、有優良防水性能的地下連續墻體。本文通過洪武路與中山東路污水節點工程施工為例，分析SMW工法圍護應用于頂管工作井的一些施工措施及特點。

1、工程概況：

洪武北路與中山東路污水節點工程是南京市內秦淮河污水收集系統主干管工程的一個重要通道。本次實施段為該污水管道穿洪武北路與中山東路的這一節點。

本次實施的污水管道長154m，位于洪武路地下過街通道南北向主通道的西側。該污水管道服務面積4.33km2，設計污水量6.67萬km3/d，管徑D1500，設計縱坡0.0013，設計充滿度0.50。

頂管工作井樁基工程施工涵蓋?850SMW工法攪拌樁、土體加固等。基坑圍護采用?850SMW工法三軸攪拌樁內插700*300H型鋼擋土止水合一體，深層攪拌樁采用新鮮普通硅酸鹽水泥，強度等級32.5，水泥摻入比不小于20%，水灰比為1.5，并摻入水泥用量6%的特密斯水泥增強劑。

2、SMW工法圍護用于頂管工作井的特點

目前頂管工作井一般采用沉井、鉆孔灌注樁、地下連續墻等工藝施工。相對于這些工藝，SMW工法圍護具有下述優點：

（1）、對周邊環境影響小。SMW工法施工時對周邊 的擾動較小，可在距離建筑物和管線很近的情況下施工。

（2）、施工速度快。按樁長20m計算，SMW工法完成一幅需要1h，每天24h可完成24幅，約為25m。

（3）、簡化進出洞措施。頂管進出洞時，只需將洞口的H型鋼拔出即可。洞口的土體采用和圍護工法一致的攪拌樁施工，保證了搭接的有效性。

（4）、節約施工成本。SMW工法施工的廢棄余土、泥漿少，同時H型鋼可以反復回收利用，在施工工期一定的前提下，相對其他工藝，成本費用較少。

4、SMW工法施工工藝

⑴、施工工藝流程：三軸深攪鉆機架設-開挖導向- SMW鉆機定位-施工水泥土樁體- SMW鉆機移位-插700*300H型鋼-余土棄運處理-下一根樁施工-成樁保護。

⑵、測量放線：

根據坐標基準點，遵照圖紙制定的尺寸位置，在施工現場放置圍護結構的軸線。

⑶、開挖導溝：

由于施工范圍內地下管線比較密集，采用人工開挖工作溝槽，溝槽寬度為1.2m，深度為1.5m。遇有地下障礙及地下管線及時清理外遷。

⑷、定位、鉆孔、移機：

在開挖的工作溝槽兩側鋪設導向定位輔助線，按設計要求在導向定位輔助線上做出鉆孔位置，操作人員根據確定的位置嚴格控制鉆機樁架的移動，確保鉆孔軸心就位不偏，同時控制鉆孔下鉆深度的達標，利用鉆桿和樁架相對錯位原理，在鉆管上做出鉆孔深度的標尺線，嚴格控制下鉆、提升的速度和深度。

機械設備沿基坑圍護軸線移動，采用跳槽式施工順序的方法套鉆，可避免樁架側向力偏移。以次循環直至圍護墻體成型。水泥土攪拌樁為基坑內外隔水圍幕，施工時不容許出現施工冷縫，如出現超過24h的冷縫，需采用搭接套鉆或在后排補樁工藝。

⑸、攪拌注漿：

在現場施工安裝自動攪拌設備，在開機前應進行漿液的控制，開鉆前對操作人員做好交底工作，水泥漿液的水灰比在1.5以內，攪拌及注漿量以每鉆的加固土體方量換算，漿液流量以漿液輸送能力進行控制。

根據設計所標深度，鉆機在鉆孔和提升全過程中，保持螺桿勻速轉動，勻速下鉆，勻速提升，同時根據下鉆和提升二種不同的速度，鉆進0.5～1m/min，提升1～2m/min，注入不同摻量的攪拌均勻的水泥漿液（下鉆70%～80%，提升30%～20%）。并注入壓縮空氣在孔內使水泥土翻攪，使水泥土攪拌樁在初凝前達到充分攪拌，確保攪拌樁注漿質量。

⑹、H型鋼的插拔和固定：

本次?850SMW工法圍護體系樁長20.0m，700×300×24×13H型鋼隔一插一，型鋼長19.4m。

在鉆孔的水泥土充分攪拌均勻，在開始初凝硬化之前，采用履帶吊機（≥50t）吊裝機械將焊接定尺的H型鋼吊起，插入指定位置，其垂直度控制在0.5%內，依靠H型鋼的自重下插到設計規定深度，采用吊筋將型鋼固定在溝槽兩側鋪設的定位枕木上，直至孔內水泥土凝固。

在砼圈梁鋼筋綁扎后，對砼圈梁部位的型鋼進行隔離包扎，采用油氈沿型鋼四周包扎，充分與砼圈梁隔離，便于型鋼拔除。

待頂管施工及工作井和主體結構全部施工結束并封蓋完畢且基坑回填至地面后方可拔除所有H型鋼。拔除過程中采取跳孔拔除措施，同時加強對基坑及周邊環境的檢測，并視監測情況對拔除后形成的空隙采取跟蹤注漿填充等措施。

⑺、清理溝槽內泥漿：

由于水泥漿液的定量注入攪拌和H型鋼的插入，將有一部分水泥土被置換出溝槽內，采用挖掘機將溝槽內的水泥土清理出溝槽，被清理的水泥土將棄之現場臨時砌筑的泥漿池中，待水泥土硬化后，運出場地。

5、技術處理措施

⑴、冷縫的處理施工措施

樁與樁搭接時間不大于12h，如超過12h，則在第二幅樁施工時增加注漿量20%，同時減慢提升速度，如因相隔時間太長致使第二幅樁無法搭接，則會產生冷縫，當出現冷縫時，需在冷縫位置做好標志，待SMW工法樁施工完畢后，用高壓旋噴樁進行補強處理。

⑵、下沉提升速度和注漿控制措施

根據地勘報告現場土質情況在下攪拌樁頭下沉速度不大于1.0m/min，提升速度不大于1.5 m/min，但亦需根據地質、周邊環境情況而定。采用兩噴兩攪，第一次的噴漿量控制在60%～70%，第二次的噴漿量控制在30%～40%。注漿泵出口壓力控制在0.4～0.6 Mpa，防止出現夾心層或斷漿情況。

⑶滲漏水處理

在整個基坑開挖階段，密切注視基坑開挖情況，一旦發現墻體有漏點，及時進行封堵。具體采用以下兩種方法補漏。

①在基坑滲水點插引流管，在引流管周圍用速凝防水水泥砂漿封堵，待水泥砂漿達到強度后，再將引流管打結。

②配制化學漿液。將配制拌合好的化學漿和水泥漿分別送入貯漿桶內備用。注漿時啟動注漿泵，通過2臺注漿泵2條管路同時接上Y型接頭從出口混合注入孔底被加固的土體部位。

結束語

SMW工法圍護用于頂管工程，可以貼近建筑或管線施工，而不會引起明顯的沉降破壞，對周邊環境影響小。同常規鋼筋砼沉管井比較，工期可以縮短1/3，施工速度快。型鋼可以回收，成本低等優點，并減少了頂管進出洞措施。在工期緊、周邊環境復雜的軟土地區施工頂管工作井的圍護可優先考慮SMW工法。

參考文獻

1 劉建航，侯學淵. 基坑工程手冊. 北京：中國建筑工業出版社，1997

2 建筑地基處理技術規范JG79-2002，北京：中國建筑工業出版社，2002