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)進行橋墩承臺的施工，需要合理的選擇基坑開挖支護方案。SMW工法樁支護方式具有結(jié)構(gòu)受力合理,安全可靠性高,止水效果好,省時省料等特點。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：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </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，使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護結(jié)構(gòu)的圍護墻。其主要特點：（1）施工不擾動鄰近土體，不會產(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）水泥系強化劑與土充分?jǐn)嚢?，有可靠的止水性。?）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）廢土外運量遠(yuǎn)比其他工法少。因而在基坑開挖中得到大量運用 </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”。施工場地復(fù)雜，鐵路三角區(qū)節(jié)點共有11股既有、在建和規(guī)劃鐵路通過，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)形式為承臺配樁基的，承臺尺寸為11.95mx6.4mx2.5m，承臺埋深約5.5m。 </p><p><b>　　三、工程地

5、質(zhì)概要 </b></p><p>　　巖土工程報告顯示擬建場地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，地層分布相對簡單，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、基坑維護設(shè)計 </b></p><p>　　（一）圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇 </p><p>　　支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不僅關(guān)系到基坑開挖及周邊保護建（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。基坑支護結(jié)構(gòu)是個系統(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)承臺尺寸為11.95mx6.4mx2.5m。埋深約5.5m。本工程結(jié)合場地實際情況，承臺基坑圍護結(jié)構(gòu)采用深層攪拌樁內(nèi)插H型鋼的SMW工法樁圍護結(jié)構(gòu), 具體為：直徑85cm攪拌樁80根，每根長19.65m, H型鋼76根，內(nèi)插型鋼采用HN700x300x13x24型鋼,每根長19.65m。攪拌樁搭接長度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>　　基坑支護平面布置圖圖（一） </p><p>　　基坑支護橫剖面Ⅰ-Ⅰ圖（二） </p><p>　　基坑支護橫剖面Ⅱ-Ⅱ圖（三） </p><p>　?。ǘ﹪o結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 </p><p>　　本基坑采用啟明星計算軟件進行基坑計算?；?/p>

9、開挖深度為8.65m，采用厚度為0.85m的攪拌樁圍護結(jié)構(gòu)，樁長為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。計算時考慮地面超載20kPa。計算簡圖如圖（四） </p><p><b>

10、　　圖（四） </b></p><p>　　本次計算根據(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>　　基坑計算結(jié)果匯總表 </p><p><b>　　表3 </b></p><p>　　介于文章篇幅，圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐及鋼圍檁的計算不做詳解?，F(xiàn)將內(nèi)插型鋼驗算過程示意如下： </p><p>　　(1) SMW工法內(nèi)插型鋼截面承載力驗算 <

12、;/p><p>　　（a）型鋼水泥土攪拌墻的彎矩應(yīng)全部由型鋼承擔(dān)，并按下式驗算型鋼的抗彎強度： </p><p>　　式中 M---型鋼水泥土攪拌墻的彎矩設(shè)計值（N.mm）可去計算的到彎矩標(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----鋼材的抗彎強度設(shè)計值（N/mm2）

13、； </p><p>　　最大彎矩設(shè)計值：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)，并按下式驗算型鋼的抗剪強度： </p&

14、gt;<p>　　式中 Q---型鋼水泥土攪拌墻的剪力設(shè)計值（N），可計算得到的剪力標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.25； </p><p>　　S---計算剪應(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、-鋼材的抗剪強度設(shè)計值（N/mm2）; </p><p>　　最大剪力設(shè)計值：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)計算：=32 N/mm2＜115 N/mm2 滿足要求。 </p><p>　　結(jié)論：由上計算可知該圍護結(jié)構(gòu)各項

16、計算指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)范要求。 </p><p><b>　　五、施工主意事項 </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 </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和強度要求外，尚應(yīng)滿足型鋼插入順利等要求。施工時應(yīng)采取措施保證加固體強度均勻，施工時不允許發(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間不能超過24小時，否則噴漿時要適當(dāng)多噴一些水泥漿，以保證樁間搭接強度。預(yù)攪時，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)進行除銹，并在干燥條件下涂抹減摩劑，搬運使用應(yīng)防止碰撞和強力擦擠。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%，插入過程中，必須吊直型鋼，盡量靠自重壓沉。若壓沉無法到位，再開啟振動下沉至標(biāo)高。 </p><p>　　d.型鋼回收。采用2臺液壓千斤頂組成的起拔器夾持型鋼頂升，使其松動，然后采用振動錘，利用振動方式或履帶式吊車強力起拔，將H型鋼拔出。采用邊拔型鋼邊進行注漿充填空隙的方法進行施工。 </p><p>　　(二) 圍檁與鋼支撐

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

21、基底壓重等措施搶險。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語 </b></p><p>　　SMW工法樁支護體系，在軟土地區(qū)的橋墩基礎(chǔ)施工中有很大的應(yīng)用價值， 特別是對承臺埋深較深的深基坑，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,省時省料等特點。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： <

22、/b></p><p>　　[1]上海市勘察設(shè)計協(xié)會。DBJ08-61-97上海市基坑工程設(shè)計規(guī)程[S]。上海：上海市建設(shè)委員會，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法在軟土基坑支護的應(yīng)用[J]。山西建筑,2012(11