太原市五一路改造工程地道基坑SMW工法樁的應用

張國春

(太原市市政工程設計研究院，山西太原 030002)

太原市五一路改造工程地道基坑SMW工法樁的應用

張國春

(太原市市政工程設計研究院，山西太原 030002)

以太原市五一路改造工程中山大二院下穿地道的基坑支護為例，介紹了SMW工法樁連續墻在城市道路深基坑支護中的應用，并針對SMW工法施工中遇到的問題，提出了解決措施，指出SMW工法具有工藝簡單、施工速度快、應用范圍廣等優點。

基坑，SMW工法，施工工藝，管線

SMW工法又稱為新型水泥土攪拌樁墻，一種新型的工程施工技術，主要原理是利用三軸攪拌樁鉆機在原地層中削切地基土，同時在鉆頭處注入水泥強化漿液，與切碎的土體充分攪拌，然后在水泥土漿尚未硬化前插入H型鋼的一種地下工程施工技術。在水泥結硬后，形成具有一定強度和剛度的、連續無接縫的地下連續墻體，利用該墻體直接作為擋土或止水結構。

SMW工法最初用于基坑支護工程，目前逐漸得到推廣，用于地基加固、深基坑支護、地下壩加固、垃圾填埋場護墻等領域。

1 工程概況

太原市五一路改造工程南起迎澤大街，北至勝利街，全長3.5 km。作為太原市歷史比較悠久的老街道，現狀道路比較狹窄，沿線古建筑、商圈、企事業單位眾多，道路兩側主要企事業單位有五一小學、山西醫科大學第二醫院、山西省兒童醫院及婦幼保健院、太原市中醫研究院、省軍區招待所、省軍區機關幼兒園等以及其他住宅樓，這些單位均緊貼道路規劃紅線，甚至部分建筑進入紅線0.6 m～6.5 m，拆遷困難，線形指標較低，紅線寬40 m～59 m不等。

本次設計在K1+500～K2+340段采用主線下穿、輔道與地面輔道平交的立體交叉方式，主線通道全長470 m，北側引道長210 m，南側引道長160 m。

橫斷面如圖1，圖2所示。

圖1 主線下穿標準段橫斷面圖

2 工程施工難點

本工程施工的主要難點在于:

1)現狀五一路地下管線較多，新舊管網錯綜復雜，且均在使用，施工期間不能長期停用，更不能廢止。

2)五一路沿線企事業單位較多，車流量、人流量較大，兩側建筑物距離紅線很近，施工場地非常有限，嚴重制約了施工組織方案的選擇和制定。

3)整個工程中橋涵結構物所占比例較重，施工工期非常短，任務艱巨。

圖2 引道段橫斷面圖

3 SMW工法施工工藝

3.1 施工準備

施工前首先對施工圖紙進行詳細認真的研究，梳理施工的各個關鍵環節、關鍵節點，制定合理的施工組織計劃。

對現狀道路下的各種管線進行詳細的調查登記，新建的、遷改的、接入的、預留的各種管線均應了如指掌。施工前應清除攪拌樁范圍內的一切障礙，如建筑，管道等，清空后回填壓實，以防止施工過程中無法成樁或樁位傾斜。

與公安交警有關部門詳細對接，制定合理的交通組織方案、緊急情況應急預案、施工安全預防方案。

3.2 施工流程

SMW工法樁施工流程如圖3所示［1］。

圖3 SMW工法樁施工流程圖

3.3 施工方法

1)測量放樣。根據設計單位及業主提供的坐標基準點，放出樁位，并設臨時控制樁，做好維護，填好技術復核單并驗收。

2)溝槽開挖。溝槽開挖并清除攪拌樁范圍內的一切障礙，該工程溝槽開挖范圍內地質條件為填土、粉土及粉質粘土，地下障礙物主要為舊的建筑、雨污水管道及樹根。將障礙物清除后并回填，覆土壓實。

根據放樣出的水泥土攪拌樁圍護中心線，沿圍護中心線平行方向開掘工作溝槽，溝槽寬度根據攪拌樁直徑確定，槽寬約1.0 m，深度約1.2 m，導溝可使攪拌機施工時的涌土不致冒出地面。在開挖溝槽兩側放置兩根300 mm×300 mm工字鋼定位型鋼，并在型鋼上做出攪拌樁樁位以及型鋼的插入位置。

3)SMW鉆進攪拌。SMW工法三軸攪拌樁，規格為φ850@ 600 mm，水泥采用P.O42.5級硅酸鹽水泥，水泥用量400 kg/m3，抗滲性能應滿足自防滲要求。樁體無側限抗壓強度不低于1.5 MPa。成樁28 d后采用鉆芯法檢測墻身完整性，檢測數量不少于總樁數的1%，并進行單軸抗壓強度試驗。水泥土攪拌樁垂直度偏差不應大于1/200。本工程采用的施工順序是跳槽式雙孔全套打復攪式連接方式。

4)插入H型鋼。工法樁施工完畢后，吊機應立即就位，準備吊放型鋼。型鋼插入宜在工法樁施工結束后30 min內進行，插入前應檢查其規格型號、長度、直線度、接頭焊縫質量等，以滿足設計要求。本工程采用700 mm×300 mm×13 mm×24 mm H型鋼，間距1.2 m。用型鋼定位卡固定插入型鋼的平面位置，然后起吊型鋼，將型鋼底部中心對準樁位中心徐徐插入工法樁內。在插入過程中采用經緯儀或鉛垂線校核型鋼插入的垂直度。型鋼到達設計深度后，用槽鋼穿過吊筋將其固定在定位型鋼上。

5)基坑開挖。基坑深度7 m～8.5 m，施工單位在施工時與設計、監理一起制定了專項施工方案，分層逐步開挖，邊挖邊設置內支撐，內支撐采用φ609 mm鋼管，壁厚12 mm，每隔6 m設置一道。基坑開挖及SMW工法樁見圖4。

圖4 SMW工法樁現場圖

6)H型鋼拔出。主體地下結構施工完畢，結構外墻與圍護墻間回填密實后方可拔出型鋼，應采用專用夾具及千斤頂，以圈梁為反力梁，配以吊車起拔型鋼。型鋼拔出后的空隙應及時充填密實。

4 SMW工法優點

1)在道路開挖的深基坑中，靠近建筑物邊緣施工，其樁中心離建筑物距離80 cm即可。

2)地下連續墻施工時形成大量泥漿需處理，而SMW工法僅在導溝開挖時有少量土方，廢土外運少。

3)SMW工法工藝簡單，施工速度快，工期大幅縮短。

4)SMW工法樁與主體結構分離，與地下連續墻相比工法樁的整體性和防水性能均較好，而且后期維護成本低。

5)施工擾動小，合理施工不會產生地面下沉、建筑物傾斜、道路裂損等危害。

6)施工器械決定了水泥與土得到充分攪拌，而且墻體無接縫，比連續墻的止水性更可靠。

7)應用范圍廣，可在粘性土、粉土、砂土等土層中應用。通過本工程的實際應用，證明SMW工法施工方案是可行的。由于型鋼可回收，造價明顯降低，加快了工程進度，取得了良好的經濟和社會效益。

5 SMW工法遇到的主要問題及解決方法

1)因施工中有管線與基坑相交，導致管線位置處無法采用工法樁，在管線周圍采用了旋噴樁，止水效果和工法樁相比，效果較差，但不影響安全施工，對滲漏的位置進行水泥漿抹面，并實時觀測，監控。

2)因地質條件，局部地層含有粉砂、細砂，在成樁后出現地下水滲漏的現象，在加大了水泥用量后問題得到明顯的改善，粉細砂間空隙被水泥漿充滿，水泥漿硬化后和粉細砂形成一個整體，達到止水的目的。

3)在插入型鋼過程中，有個別型鋼插入較深，型鋼頂高程沒有控制好，導致圈梁與型鋼不能充分連接，因為是個別型鋼，不影響圈梁和型鋼的整體性和安全性，在以后施工中注意高程控制，校核，現場技術人員與施工人員及時溝通，可避免人為原因造成的錯誤。

4)H型鋼插入過程中不垂直，因為導向型鋼沒有固定好，導致在插入型鋼過程中有偏差，將定位型鋼加固后，使用經緯儀進行觀測，保證H型鋼順利插入。

5)H型鋼難以拔出，主要原因有兩個:一是水泥結硬后與H型鋼粘結力大大增加，插入型鋼前在型鋼表面涂刷減摩擦劑來解決。二是H型鋼在基坑開挖后受土壓力的作用產生側向變形，在計算選擇時應增大型鋼的剛度，減少因土壓力產生的變形。

6 結語

隨著城市的發展，道路的改擴建，地上、地下構造物的增多，對設計單位、施工單位提出越來越高的要求，難度越來越大，如何在規定的紅線范圍內，在兩側建筑物等諸多條件的限制下，提出一個安全、經濟、實用、環保的施工方案是一個挑戰，SMW工法樁的優勢得以淋漓盡致的體現，被越來越多的工程使用，具有廣闊的應用前景。

本工程在工法樁設計時，充分考慮了結構受力合理、施工方便、構造簡單等多方面因素，內支撐采用簡單的橫向支撐，沒有交叉，給施工單位留下充裕的施工空間，既保證了施工質量，又保證了施工進度，可作為城市地下通道、擋土墻、橋梁基礎等開挖的參考。

［1］《建筑施工手冊》編委會.建筑施工手冊［M］.第5版.北京:中國建筑工業出版社，2012.

On application of SMW construction method pile of foundation pits at Wuyi Road reconstruction in Taiyuan

Zhang Guochun
(Taiyuan Municipal Engineering Design and Research Institute，Taiyuan 030002，China)

Taking the foundation pit support of the underneath tunnel at No.2 Hospital of Shanxi University in the reconstruction project of Wuyi Road in Shanxi as the example，the paper introduces the application of SMW construction method pile continuous walls in the foundation pit support of urban roads，points out the solutions according to the problems in the construction，and indicates the method is featured with simple operation，speedy construction，and extensive application.

foundation pit，SMW construction method，construction method，pipeline

TU463

:A

1009-6825(2016)36-0073-02

2016-10-18

張國春(1983-)，男，工程師