smw工法在软土基坑支护工程中的应用

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1、岩土工程界第12卷第2期施工经验SMW工法在软土基坑支护工程中的应用卢晓明胡光云(江苏华东建设基础工程有限公司)摘要SMW工法以其经济、安全、环保和施工工期短等优势,越来越广泛应用于基坑支护工程中。以SMW工法在软土基坑支护中的成功应用为基础,提供了较详细的SMW工法设计计算方法。关键词软土SMW工法基坑支护SMW工法(SoilMixingWall)是1971年由日本表1基坑土层设计参数表成幸工业株式会社研究发明的。该工法以多轴型钻层号土类名称层厚/m物理状态γ/kN·m-3c/kPaφ/°掘搅拌机在现场向一定深度钻掘,同时在钻头处喷1填土1.5-18.05.01

2、0.0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②1淤泥10.3流塑17.59.06.0合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强淤泥质粉②23.9流塑17.513.07.0质粘土材料,直至水泥土硬化,从而形成一道具有一定强粉质粘土[1]②32.6流塑～软塑18.717.96.1度、刚度、连续完整、无接缝的地下墙体。SMW工夹粉土③粉质粘土3.2可塑19.63511.6法通过技术引进并创新在我国发展起来,目前该工法主要应用于我国东南沿海地区的软土深基坑围护中。周边环境要求苛刻:东侧压力管线差异沉降要中,利用SMW工法墙

3、体直接作为挡土和止水结构,求控制在20mm之内,房屋倾斜不超过1/1000。这当其围护功能完成后,型钢可以拔出重复利用。就要求支护墙体有足够的抗弯刚度和基坑底入土插SMW工法主要特点是构造简单,止水性能好,工期入深度。短,造价低,环境污染小。利用该工法的优点,把它成功应用于江苏省吴江市盛泽镇的一软土基坑支护3基坑支护方案设计工程中。初步设计采用的方案为:钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑,钻孔灌注支护桩后设置单排双轴深1工程概况及土层性状搅桩止水。该方案总造价为1960万元。通过经济东盛步行街位于江苏省吴江市盛泽镇中心区比较,决定采用SMW工法加一道混凝土支撑的围域,

4、东侧紧靠市政道路,道路下存在一污水管和雨水护方案,该方案确定后造价为1369万元,比初步方管,并有7根压力污水管自北向南从市政道路下通案节约投资30.1%。SMW工法采用的三轴深搅桩过,西与规划中的盛泽新城区相接壤,西北角约8m为<850@1200,内插H型钢规格为700×300×处为3层砖结构民宅,西南角紧贴3层楼的砖混结12×13,基坑支护设计平面布置见图1,基坑支护结构门面房,南邻市场路,基坑北侧10～12m处为6构典型剖面见图2。层砖混结构住宅楼,基坑呈长条形,东西长约77m,南北长约400m,基坑总围长960m,基坑面积225600m,基坑开挖深度为6.

5、4～7.1m,建筑物采用<400和<600管桩基础。本基坑土层设计参数详见表1。2基坑支护特点与难点图1基坑支护结构平面布置图基坑面积大,深度较深,且处于厚层②1淤泥土〔收稿日期〕2008-07-1775©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net施工经验GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL112No12[3]来确定型钢入土深度(要求Ks≥1.10～1.20),若该数值使结构内力和变位过大,则需加大

6、入土深度后再进行挡墙结构分析。Ks=(γDHNq+cNc)/[γ(H+DH)+q](1)式中:DH—型钢入土深度,H—基坑开挖深度,γ—坑底及墙外侧土体重度,c—坑底土体凝聚力,q—地面超载,Nq、Nc—地基承载力系数。例如,计算DH=12.5m,型钢总长度(LH)为:基坑深度(H)+型钢的入土深度(DH)+起拔预留长度(0.5m),LH=18.4m。其次是水泥土搅拌桩的入土深度Dc,Dc主要由2个方面决定:1)确定坑内降水不影响基坑以外环境;2)防止管涌发生。由于本基坑处于不透水图2基坑支护结构典型剖面图层,故Dc值取0。3.1SMW工法围护墙内力变形计算3.3

7、基坑稳定性分析基坑侧壁安全等级为二级,地面超载取SMW工法属于板式支护体系,其稳定性分析按-220kN·m,作用在围护墙上的水土侧压力采用水规范中板式支护有关公式计算。计算结果如下:土合算,c,φ值取固快剪峰值强度。SMW工法采用(1)基坑墙底抗隆起验算:按公式⑴计算,得:等刚度代换为一定厚度的钢筋砼地下墙,沿纵向取[4]Ks=2.597>1.60,满足规范要求。单位长度计算。SMW工法围护墙组合刚度不计水(2)基坑整体稳定验算:计算方法为瑞典条分[2]泥搅拌桩的刚度贡献,即仅计算H型钢的刚度。法,条分法中的土条宽度取1.0m,应力状态采用总经计算,基坑开挖见底后

8、内力和位移