内容发布更新时间 : 2024/5/23 20:17:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

劲性水泥土搅拌连续墙（SMW工法）设计与施工

近几年，随着城市快速建设，顶管施工已越来越普及，广泛运用于自来水管、煤气管、动力电缆、通信电缆等许多管道工程中。而顶管施工的工作井及接收井等也涉及大量的基坑工程，基坑深达6-12m。由于都是在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容，要保护其周边构筑物的安全使用。而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费，但支护结构不安全又势必会造成工程事故。因此，如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。劲性水泥土搅拌连续墙（SMW工法）特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。

一．概述

劲性水泥土搅拌连续墙支护结构又称SMW工法，利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体同时具有承力与防渗两种功能的支护形式。该方法具有如下优点：

（1）占用场地小。一般钢筋混凝土地下连续墙，墙体加导墙宽约1.0~1.2m；双头搅拌桩加灌注桩宽2m以上，而SMW工法一般单排为0.65~0.85m，国产设备双头搅拌桩为1.2m。

（2）施工速度快。一般情况下施工周期可缩短30%左右。

（3）对环境污染小，无废弃泥浆。

（4）施工方法简单，施工过程中对周边建筑物及地下管线影响小。 （5）耗用水泥钢材少，造价低。特别是H型钢能够回收，成本大大降低。

SMW工法采用国产的双轴搅拌机，桩径为700mm、间距1000mm；采用进口的长螺旋多轴多组叶片的搅拌机，有桩径650mm、间距900mm和桩径850 mm间距1200mm两种。插入型钢有轧制H型钢、槽钢、拉森板桩，也有用钢板焊接而成的H型钢。

SMW支护结构的施工以水泥土搅拌桩为基础，因此凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都适合使用，特别是以粘土和粉性土为主的软土地区。

SMW结构适用的基坑深度与施工机械有关，国内一般适用基坑开挖深度6~10m，国外已有开挖20m深度的例子。经过不断的工程实践，它极有可能逐步代替钻孔灌注桩围护，在某些工程中也有可能代替地下连续墙。

二. SMW围护结构的设计

1．设计依据：

国家标准《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-99 上海市标准《基坑工程设计规程》 DBJ08-61-97

2．设计采用软件：同济启明星深基坑支档结构分析计算软件FRWS 4.0 3．SMW围护结构的受力分析

劲性水泥土搅拌桩是在水泥土搅拌桩中插入受拉材料构成的，常

插入H型钢。目前对水泥土与型钢之间的粘结强度的研究还不充分。很难想象，水泥土与型钢之间的粘结力可与混凝土与钢筋的粘结强度相比，也就很难认为水泥土与型钢是共同工作的。通常认为：水土侧压力全部由型钢单独承担；水泥土桩的作用在于抗渗止水。试验表明，水泥土对型钢的包裹作用提高了型钢的钢度，可起到减少位移的作用。此外，水泥土起到套箍作用，可以防止型钢失稳，对H型钢还可以防止翼缘失稳，这样可使翼缘厚度减小到很薄（甚至可以小于10mm）。

4．SMW围护结构的稳定和变形计算

基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。

因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与