smw工法樁在橋墩基礎(chǔ)開挖中的應(yīng)用

1、<p>　　SMW工法樁在橋墩基礎(chǔ)開挖中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：在地下水豐富的軟土地區(qū)進(jìn)行橋墩承臺(tái)的施工，需要合理的選擇基坑開挖支護(hù)方案。SMW工法樁支護(hù)方式具有結(jié)構(gòu)受力合理,安全可靠性高,止水效果好,省時(shí)省料等特點(diǎn)。本文闡述了SMW工法樁在上海嘉閔高架路（春申鐵路段）工程橋墩承臺(tái)施工中的應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：SMW工法樁 橋墩基坑 </p>

2、<p>　　中圖分類號(hào)：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　一、引言：SMW工法樁法亦稱勁性水泥土攪拌樁法，即在水泥土樁內(nèi)插入H 型鋼等（多數(shù)為H 型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等），將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來(lái)，使之成為同時(shí)具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻。其主要特點(diǎn)：（1）施工不擾動(dòng)鄰近土體，不會(huì)產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害。（

3、2）水泥系強(qiáng)化劑與土充分?jǐn)嚢瑁锌煽康闹顾?。?）可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土等土層中應(yīng)用。（4）工期較短。（5）廢土外運(yùn)量遠(yuǎn)比其他工法少。因而在基坑開挖中得到大量運(yùn)用 </p><p><b>　　二、工程概況 </b></p><p>　　嘉閔高架橋位于嘉閔高架路南段跨越鐵路三角區(qū)內(nèi)，是上海西部地區(qū)新辟的南北向快速通道，為規(guī)劃新增的虹橋樞紐路網(wǎng)配套工程“一縱三

4、橫”快速路網(wǎng)系統(tǒng)中的“一縱”。施工場(chǎng)地復(fù)雜，鐵路三角區(qū)節(jié)點(diǎn)共有11股既有、在建和規(guī)劃鐵路通過(guò)，分別為：既有滬春鐵路（兩股道）、既有滬昆鐵路（兩股道）、在建滬杭客運(yùn)專線（兩股道）、在建客專聯(lián)絡(luò)線（兩股道）、將要開工建設(shè)的金山鐵路支線（一股道）、規(guī)劃滬杭城際（兩股道）。高架橋橋墩基礎(chǔ)形式為承臺(tái)配樁基的，承臺(tái)尺寸為11.95mx6.4mx2.5m，承臺(tái)埋深約5.5m。 </p><p><b>　　三、工程地

5、質(zhì)概要 </b></p><p>　　巖土工程報(bào)告顯示擬建場(chǎng)地75m深度范圍內(nèi)地基土主要由飽和粘性土、粉土以及砂性土組成，地層分布相對(duì)簡(jiǎn)單，為正常沉積區(qū)，土層自上而下可劃分為①、②、③、⑤、⑥、⑦、⑨七大層，其中①～⑤層為第四系全新統(tǒng)沉積層，①層為人工填土、浜土層，②層為濱海－河口沉積層，③層為濱海－淺海沉積層，⑤層為濱海、沼澤沉積層；⑥～⑨層為第四系上更新統(tǒng)沉積層，⑥層為河口－湖澤沉積層，⑦層為河口

6、－濱海沉積層，⑨層為濱海－河口沉積層。擬建工程區(qū)地下水埋深為1.0～2.4m，標(biāo)高3.4～2.6m屬潛水類型。 </p><p><b>　　四、基坑維護(hù)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇 </p><p>　　支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅關(guān)系到基坑開挖及周邊保護(hù)建（構(gòu)）筑物的安全，而且直接影響著土方開挖以及地下結(jié)構(gòu)施工等施工成

7、本?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)是個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要保證受力合理，而且要施工方便、工期節(jié)省。工程內(nèi)主要橋墩基礎(chǔ)承臺(tái)尺寸為11.95mx6.4mx2.5m。埋深約5.5m。本工程結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，承臺(tái)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用深層攪拌樁內(nèi)插H型鋼的SMW工法樁圍護(hù)結(jié)構(gòu), 具體為：直徑85cm攪拌樁80根，每根長(zhǎng)19.65m, H型鋼76根，內(nèi)插型鋼采用HN700x300x13x24型鋼,每根長(zhǎng)19.65m。攪拌樁搭接長(zhǎng)度25cm。橫向設(shè)置上下兩層共6根φ609-1

8、4鋼管橫撐及4根鋼圍檁。其具體布置如圖（一）~圖（三） </p><p>　　基坑支護(hù)平面布置圖圖（一） </p><p>　　基坑支護(hù)橫剖面Ⅰ-Ⅰ圖（二） </p><p>　　基坑支護(hù)橫剖面Ⅱ-Ⅱ圖（三） </p><p>　　（二）圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　本基坑采用啟明星計(jì)算軟件進(jìn)行基坑計(jì)算?；?/p>

9、開挖深度為8.65m，采用厚度為0.85m的攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁長(zhǎng)為19.65m，樁頂標(biāo)高為4.5m，采用SMW工法，在攪拌樁中加型鋼，型鋼慣性矩為201000cm4，型鋼間中心距為600mm 。在中心標(biāo)高4.5m及0m處設(shè)置鋼管支撐，支撐剛度為：273.73（MN/m2），并分別設(shè)置50（kN/m）及110（kN/m）的預(yù)加力。計(jì)算時(shí)考慮地面超載20kPa。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖（四） </p><p><b>

10、　　圖（四） </b></p><p>　　本次計(jì)算根據(jù)《嘉閔高架路(春申鐵路段)道路工程巖土工程勘察報(bào)告》，選取的土層地質(zhì)參數(shù)如表1 ，其主要開挖工況如表2。主要計(jì)算結(jié)果如表3。 </p><p><b>　　地質(zhì)參數(shù)表 </b></p><p><b>　　表1 </b></p><p&

11、gt;<b>　　施工工況表 </b></p><p>　　基坑計(jì)算結(jié)果匯總表 </p><p><b>　　表3 </b></p><p>　　介于文章篇幅，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐及鋼圍檁的計(jì)算不做詳解?，F(xiàn)將內(nèi)插型鋼驗(yàn)算過(guò)程示意如下： </p><p>　　(1) SMW工法內(nèi)插型鋼截面承載力驗(yàn)算 <

12、;/p><p>　?。╝）型鋼水泥土攪拌墻的彎矩應(yīng)全部由型鋼承擔(dān)，并按下式驗(yàn)算型鋼的抗彎強(qiáng)度： </p><p>　　式中 M---型鋼水泥土攪拌墻的彎矩設(shè)計(jì)值（N.mm）可去計(jì)算的到彎矩標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.25； </p><p>　　W---型鋼沿彎矩作用方向的截面模量（mm3）； </p><p>　　f----鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）

13、； </p><p>　　最大彎矩設(shè)計(jì)值：M=1.25γ0Mc=1.25×1.2×（0.6×677）=610KN?m，型鋼(700*300*13*24)抵抗矩W=5742cm3。最大正應(yīng)力設(shè)計(jì)值：=107N/mm2＜f=200N/mm2 滿足要求。 </p><p>　?。╞）型鋼水泥土攪拌墻的剪力應(yīng)全部由型鋼承擔(dān)，并按下式驗(yàn)算型鋼的抗剪強(qiáng)度： </p&

14、gt;<p>　　式中 Q---型鋼水泥土攪拌墻的剪力設(shè)計(jì)值（N），可計(jì)算得到的剪力標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.25； </p><p>　　S---計(jì)算剪應(yīng)力處的面積矩（mm3）； </p><p>　　I----型鋼沿彎矩作用方向的截面慣性矩（mm4）； </p><p>　　-----型鋼腹板厚度（mm）; </p><p>　　---

15、-鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）; </p><p>　　最大剪力設(shè)計(jì)值：Q=1.25γ0Vc=1.25×1.2×（0.6×288）=259.2 KN，型鋼面積矩S=3169 cm3，型鋼慣性矩I=193622 cm4，型鋼腹板厚度=13mm。經(jīng)計(jì)算：=32 N/mm2＜115 N/mm2 滿足要求。 </p><p>　　結(jié)論：由上計(jì)算可知該圍護(hù)結(jié)構(gòu)各項(xiàng)

16、計(jì)算指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)范要求。 </p><p><b>　　五、施工主意事項(xiàng) </b></p><p>　　(一)H型鋼水泥土攪拌樁施工 </p><p>　　1、攪拌樁制作注意事項(xiàng) </p><p>　　與常規(guī)攪拌樁比較，要特別注重樁的間距和垂直度。施工垂直度應(yīng)小于1%，以保證型鋼插打起拔順利及墻體的防滲性能。注漿配比

17、除滿足抗?jié)B和強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)滿足型鋼插入順利等要求。施工時(shí)應(yīng)采取措施保證加固體強(qiáng)度均勻，施工時(shí)不允許發(fā)生斷漿和輸漿管道堵塞現(xiàn)象，嚴(yán)禁樁頂漏噴現(xiàn)象發(fā)生，確保樁頂水泥土的強(qiáng)度。保證加固范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢?。相鄰樁的施工間隔時(shí)間不能超過(guò)24小時(shí)，否則噴漿時(shí)要適當(dāng)多噴一些水泥漿，以保證樁間搭接強(qiáng)度。預(yù)攪時(shí)，軟土應(yīng)完全攪拌切碎，以利于與水泥漿的均勻攪拌。 </p><p>　　2、H型鋼的制作和打拔 </p&

18、gt;<p>　　a.施工中采用工字鋼，對(duì)接采用內(nèi)菱形接樁法，為保證型鋼表面平整光滑，其表面平整度控制1‰以內(nèi)，并應(yīng)在菱形四角留Φ10小孔。 </p><p>　　b.型鋼拔出，減摩劑至關(guān)重要。型鋼表面應(yīng)進(jìn)行除銹，并在干燥條件下涂抹減摩劑，搬運(yùn)使用應(yīng)防止碰撞和強(qiáng)力擦擠。且攪拌樁頂制作圍檁前，事先用牛皮紙將型鋼包裹好進(jìn)行隔離，以利拔樁。 </p><p>　　c.型鋼應(yīng)在水泥土

19、初凝前插入。插入前應(yīng)校正位置，設(shè)立導(dǎo)向裝置，以保證垂直度小于1%，插入過(guò)程中，必須吊直型鋼，盡量靠自重壓沉。若壓沉無(wú)法到位，再開啟振動(dòng)下沉至標(biāo)高。 </p><p>　　d.型鋼回收。采用2臺(tái)液壓千斤頂組成的起拔器夾持型鋼頂升，使其松動(dòng)，然后采用振動(dòng)錘，利用振動(dòng)方式或履帶式吊車強(qiáng)力起拔，將H型鋼拔出。采用邊拔型鋼邊進(jìn)行注漿充填空隙的方法進(jìn)行施工。 </p><p>　　(二) 圍檁與鋼支撐

20、應(yīng)有可靠的連接，鋼圍檁與圍護(hù)樁之間縫隙用快硬細(xì)石混凝土(C30)填充密實(shí)，待達(dá)到強(qiáng)度時(shí)，支撐才能施加預(yù)應(yīng)力。 </p><p>　　(三) 承臺(tái)基坑開挖前按設(shè)計(jì)做好基坑防護(hù)樁，并在維護(hù)樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再進(jìn)行開挖。 </p><p>　?。ㄋ模┗邮┕て陂g加強(qiáng)對(duì)樁頂及線路的水平位移和沉降觀測(cè)。 </p><p>　?。ㄎ澹┗釉诰o急情況發(fā)生時(shí)，采用補(bǔ)打長(zhǎng)鋼管、加密縱向

21、基底壓重等措施搶險(xiǎn)。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　SMW工法樁支護(hù)體系，在軟土地區(qū)的橋墩基礎(chǔ)施工中有很大的應(yīng)用價(jià)值， 特別是對(duì)承臺(tái)埋深較深的深基坑，可作為比較理想的支檔開挖體系，其具有結(jié)構(gòu)受力合理,安全可靠性高,止水效果好,省時(shí)省料等特點(diǎn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： <

22、/b></p><p>　　[1]上海市勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)。DBJ08-61-97上海市基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程[S]。上海：上海市建設(shè)委員會(huì)，1997。 </p><p>　　[2]董寧、黃翼。SMW工法樁在軟土地區(qū)鐵路橋梁基坑開挖中的應(yīng)用[J]。西部探礦工程,2006(1)。 </p><p>　　[3]陳默。SMW法在軟土基坑支護(hù)的應(yīng)用[J]。山西建筑,2012(11