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岩土研究院

新型基坑支护SMW工法的应用介绍

313 2020-11-20 14:24:52
微信公众号“东南岩土”

前言
随着城市的发展,可用地面积越来越小,尤其是一线城市,可谓寸土寸金。现在地下室很普遍,用途也很多,如何进行合理的布置及利用,基坑支护起到的作用可谓关键。本文介绍一种基坑支护的新型做法:SMW工法。

SMW工法是在水泥土中插入H型钢,做锚杆、冠梁及腰梁。此做法与传统的混凝土灌注桩基坑支护施工工艺比较像。但其优点有:
型钢可以回收再利用,几乎用不到钢筋;
施工周期较短且施工场地比较干净;
综合经济价值优于传统的基坑支护;
本方法基本适用于所有土层。

案例
本项目珠光流溪御景,位于从化市街口街,坐落于3.2公里流溪河岸线,总建筑面积为65万余平方米。整个项目从2007年开发至今,历经八年开发过程,小区分四期建设,有独栋、联排、多层、高层等以适应各类客户需求。
本项目靠近流溪河,设计水位较高,地质情况较复杂(下图只为局部地质柱状图),多为砾砂、圆砾厚度约1米~6米,透水性较强;素填土较厚约3米~8米,局部还有1~4米厚淤泥质。
在三期的7号地下室基坑支护中,基坑深度6.10~6.90米,局部超过7米,基坑周长约920米;

在项目伊始,我们预作了三个基坑支护方案,分别为:混凝土灌注桩、地下室连续墙、型钢加水泥土搅拌桩,并进行了对比分析:

地下连续墙
优点:
1.施工全盘机械化,噪音小,速度快,适用于城市密集建筑群及夜间施工。
2.结构刚度大,可靠,止水性能好,能承受垂直荷载,能承受土压力,水压力的水平荷载,深基坑支护的多功能结构。
3.对土质适应性强,基本适用于所有土质。
4土方量小,无需支模板。
5.可施工成任何形状。
缺点:
1.每幅墙间接头施工质量较难控制。
2.造价较高。


混凝土灌注桩
优点:
1.同等条件下,造价比地下连续墙造价低
2.深层水泥搅拌桩除能止水外,对桩侧、桩背的软土加固,能增加桩的侧向承载力。
缺点:
1.抗侧力及止水性能较地下连续墙弱。
2.部分土质不适用。
SMW工法
优点:
1.造价低,比地下连续墙造价降低20%,比地下连续墙造价降低25%-50%
2.构造简单、施工方便、工期短
3.抗渗性好
4.刚度大,支护效果好
5.适用范围广
缺点:
1.市面上型钢租赁较少
2施工机械市面也比较少
以上三种方案,经综合考虑经济、止水效果、进度等要求后,采用了SMW工法的型钢加水泥土搅拌桩方案。

施工机械三轴搅拌桩,市面上较少见到,据说以前用在铁路、市政比较多,随着技术的进步,也现在慢慢用在民用建筑上来了。
按照下图顺序进行钻孔,图中阴影部分为重叠搅拌,可有效起到止水作用
搅拌完了,要放型钢。(放型钢之前要进行涂膜处理,以便后期容易拔出),型钢一般为高度400以上,根据基坑深度不同计算尺寸也不同。
前方高能!注意图中工人脚踩木方是欠妥的做法(木方断了之后人有可能会掉到钻孔里),应为钢管或方钢等钢度大的构件
做冠梁,这个和普通的混凝土灌注桩基坑做法基本相同,无非在冠梁中出现了H型钢,箍筋放法略微不同。
 
注:地下室回填土完毕后拔型钢,如果吊车经过地下室顶板,需考虑吊车对地下室顶板的作用。

总结一下
SMW工法与 混凝土灌注桩挡土墙 及 地下连续墙 的比较:
1、SMW工法水泥土由三轴搅拌桩进行施工(三条桩同时进行,一排桩既满足要求),起到较好的挡水作用;型钢和锚杆共同起到受力作用,待地下室回填土完成后型钢进行回收,可重复使用。
2、混凝土灌注桩挡土墙钢筋笼为一次性投入,止水需要从灌注桩外侧钻几排钻孔,进行水泥土挡水;
3、地下连续墙钢筋一次性投入,混凝土使用量较高,开挖土方较多,造价较高。

下面图表是借鉴王奎华教授的分析:


稿源:《SMW施工技术和发展现状》

作者:王奎华  浙江大学建筑工程学院

本文仅供学术经验分享之用

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