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岩土研究院

​SMW工法设计与施工

450 2021-03-25 18:11:26


SMW工法是采用地基处理常用的深层搅拌法施工设备在原地层中切碎土体,同时由钻机前端低压注入水泥类悬浊液,与切碎土体搅拌、充分混合而形成具有一定强度且渗透系数低、止水性较好的水泥土柱列式挡墙,并按挡墙功能在墙体中插入型钢的一种地下施工技术。

型钢表面可涂刷减摩剂,减少型钢与水泥土之间摩擦力,这样,当基坑回填后,型钢就可采用专用设备拔除,实现型钢的回收和重复利用。在型钢可回收的情况下,与常规柱列式排桩或地下连续墙相比较,采用SMW 工法施工的基坑围护结构具有一定的经济优势。此外,由于水泥土强度低,易于破除,相对钢筋混凝土桩、墙来说,在 SMW 位置处以后的再建设也相对容易。

SWM工法是基于深层搅拌桩施工方法发展起来的。由于最初是单轴搅拌施工,施工时相邻桩往往搭接不完全,在这些不完全搭接的地方发生漏水现象,漏水会冲走土砂,从而导致邻近建筑物发生不同程度的沉降。通常采用药液注浆工艺作为辅助止水措施,但效果并不太好。


1968年根据搅拌钻机原理开发出一种双轴搅拌钻机,同原型相比,水泥土成桩质量有所提高,水泥土桩成桩的垂直度较难保证,施工中很难保持相邻桩之间的完全搭接,切削过程中一旦遇到障碍物则削孔轴容易发生弯曲,在硬质粉土或活性指数较高的黏土中搅拌较困难,水泥土搅拌桩质量较差,挡土墙墙体可靠性差。


1971年日本成幸工业株式会社经过改进开发出多轴搅拌钻机,有效地解决了以前钻机的缺陷,使相邻桩完全搭接,克服了挡墙渗漏、流砂等问题,同时搅拌钻机的刚度也得到了很大提高,增强了搅拌轴的稳定性,保证成桩的垂直精度。图3-18 所示是一种三轴搅拌钻机,图3-19 所示是其搅拌轴及搅拌叶片。图3-20 所示是双轴搅拌钻机施工的墙体。

由此,SMW 工法日趋成熟,其施工业绩备受瞩目。有资料统计,至1993年7月,SMW工法在日本的施工墙壁面积已达1216万m²,约合建筑面积800 万m²,占日本各种工法地下墙结构施工的50%左右。20 世纪80 年代末期, SMW 工法引起我国工程界的注意,1993年和1994 年在上海静安寺环球世界商厦和南京某大厦基坑围护工程中得以成功应用,后经不断完善和发展,先后在申海大厦,上海地铁二号线的基坑工程中得到成功的应用,并实现了H 型钢的回收。


根据钻机轴数∶SMW 挡墙分为单轴、双轴、三轴、五轴等;根据施工排数∶SMW挡墙分为单排、双排、多排等;根据芯材作用∶SMW 挡墙分为无芯材、抗拉筋、刚性芯材等。


无芯材形式主要用于防渗功能,用作防渗墙、防污墙等;抗拉筋形式是在SMW挡墙的受拉区布置抗拉筋(如竹筋、钢筋等)以提高墙体的抗拉性能,适于浅基坑工程;刚性芯材形式是在墙芯插入刚度较大的芯材作为主要的抗弯构件,这种SMW墙又可称为RSW(Rein- forced Soil Wa),芯材可为H型钢、U型钢、钢管、预制钢筋混凝土等。大多数SMW挡土墙工程中较多采用H型钢芯材,一般把这种形式的地下墙称为SMW。