SMW围护结构施工应用.ppt

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1、 SMWSMW围护结构施工应用围护结构施工应用1陕西铁路工程职业技术学院轨道工程系轨道工程系 建筑及土木工程之地下挡土墙；建筑及土木工程之地下挡土墙；防渗止水墙（水坝、污水池等）；防渗止水墙（水坝、污水池等）；软土地基加固。软土地基加固。1 1 工程应用主要范围工程应用主要范围2陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系3主要内容1.1.应用范围2.2.工程实例应用3.3.施工成绩4.4.研究与发展5.5.存在的问题v 19991999年，年，SMWSMW围护桩被建设部和上海市建委立为围护桩被建设

2、部和上海市建委立为 重点科技成果推广项目。重点科技成果推广项目。v 1 19 99 94 4年年，上上海海基基础础工工程程公公司司把把S SM MW W工工法法首首次次应应用用 于于上上海海软软土土地地区区（上上海海环环球球世世界界广广场场，基基坑坑深深 8.65 8.65m m，桩长桩长1818m m），），取得了成功。取得了成功。v 目前已成功解决了型钢起拔设备与型钢减摩材料，目前已成功解决了型钢起拔设备与型钢减摩材料，开挖深度、防渗止漏等一系列关键技术问题，形开挖深度、防渗止漏等一系列关键技术问题，形 成了一整套较为成熟的设计方法、施工工艺。成了一整套较为成熟的设计方法、施工工艺。4陕西

3、铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系2 2 工程应用实例工程应用实例1)1)“环球世界环球世界”商业大厦基坑商业大厦基坑 基基坑坑开开挖挖面面积积约约3 30 00 00 0m m2 2 ，开开挖挖深深度度为为8 8.6 65 5m m，围围护护结结构构采采用用三三排排水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩墙墙，搅搅拌拌桩桩直直径径7 70 00 0m mm m，搅搅拌拌桩桩的的中中心心间间距距为为5 50 00 0m mm m，内内插插型型钢钢 H H8 80 00 04 40 00 0，翼翼缘缘和和腹腹板板厚厚度度均均为为1 10 0m mm m，H H型型钢钢长长1 13

4、 3.6 6m m，间间距距1 10 00 00 0m mm m。支支撑撑体体系系采采用用一一道道钢钢筋筋混混凝凝 土支撑，坑内进行注浆加固。土支撑，坑内进行注浆加固。5陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系环球世界大厦基坑平面示意图环球世界大厦基坑平面示意图6陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系SMWSMW工法工法H H型钢布置图型钢布置图围护结构剖面图围护结构剖面图7陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系SMWSMW工法施工成绩工法施工成绩v 墙体水平位移控制在墙体水平位移控制在3 3cmcm

5、以内；以内；v H H型钢最大设计弯矩为设计值的型钢最大设计弯矩为设计值的80%80%；v 围护结构造价比地下连续墙节约围护结构造价比地下连续墙节约40%40%；v 围护结构施工工期缩短围护结构施工工期缩短1/31/3。8陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系2)2)德隆大厦基坑德隆大厦基坑 基基坑坑开开挖挖深深度度为为5 5.5 5m m，深深坑坑7 7.1 10 0m m，采采用用S SM MW W工工法法三三轴轴水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩墙墙，搅搅拌拌桩桩直直径径为为8 85 50 0m mm m，内内插插H H7 70 00 03 30 00 0型型钢钢，

6、H H型型钢钢长长1 15 5m m、1 11 1m m，中中心心间间距距1 12 20 00 0m mm m。支支撑撑体体系系采采用用钢钢筋筋砼砼围围檩檩(局局部部钢钢围围檩檩)加一道加一道H700H700300300钢支撑的方案。钢支撑的方案。9陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系德隆大厦基坑平面图德隆大厦基坑平面图10陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系局部支撑及围护结构平面图局部支撑及围护结构平面图11陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系3)3)上海南站基坑上海南站基坑 地铁一号线上海

7、南站站改建工程（除车站外），地铁一号线上海南站站改建工程（除车站外），基坑开挖深度普遍为基坑开挖深度普遍为15米，局部深坑为米，局部深坑为17米，采米，采用用850 三轴三轴SMW工法桩、工法桩、H7003001324mm型钢作围护结构，最大成桩深度为型钢作围护结构，最大成桩深度为30米，且施工米，且施工环境紧邻运营中的地铁线路，施工难度大。环境紧邻运营中的地铁线路，施工难度大。12陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系 SMWSMW工法围护结构及钢管支撑平面图工法围护结构及钢管支撑平面图13陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系

8、 H H型钢围檩及钢管支撑平面图型钢围檩及钢管支撑平面图14陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系 H H型钢顶端平面布置图型钢顶端平面布置图15陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系SMWSMW工法施工成绩工法施工成绩v 最大成桩深度达最大成桩深度达3030m m；v 解决了圆弧形测量放线精度控制难点；解决了圆弧形测量放线精度控制难点；v 解决了不良地质条件下施工难点解决了不良地质条件下施工难点 ；v H H型钢量大、超长，解决了拔出难点。型钢量大、超长，解决了拔出难点。v 施工场地狭小，周边管线众多；施工场地狭小，周边管线众多

9、；16陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系东京第二国立剧场东京第二国立剧场SMWSMW工法连续工法连续 墙围护结构（深墙围护结构（深4242m m）浦东机场浦东机场SMWSMW工法工法 连续墙围护结构连续墙围护结构17陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系日本日本NTTNTT新宿新宿SMWSMW工法连续墙工法连续墙 围护结构（深围护结构（深3434m m）18陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系3 3、SMWSMW工法的研究与发展工法的研究与发展v 自自1 19 99 98 8年年起起，国国内内

10、相相继继研研制制成成功功了了Z ZL LD D系系列列多多轴轴 式式S SM MW W工工法法连连续续墙墙钻钻孔孔机机、四四轴轴深深层层搅搅拌拌机机、大大 深度大扭矩四轴深层搅拌机等施工机械。深度大扭矩四轴深层搅拌机等施工机械。v 由上海市土木工程学会地下工程专业委员会组织由上海市土木工程学会地下工程专业委员会组织 的的“SMWSMW围护桩技术研讨会围护桩技术研讨会”于于19991999年年1212月月8 8日在日在科科 学会堂召开，会议重点讨论了学会堂召开，会议重点讨论了“SMWSMW工法在上海工法在上海的的 应用应用”、“H H型钢回收技术型钢回收技术”、“四轴搅拌机的四轴搅拌机的研制研制

11、”等专题。等专题。19陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系v 试试验验研研究究表表明明，S SM MW W工工法法水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩在在不不同同 的的土土层层中中使使用用，效效果果也也不不相相同同。一一般般说说来来，原原状状 土土体体性性质质越越好好，水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩强强度度越越大大；原原状状土土 体体性性质质越越差差，则则水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩强强度度越越小小。例例如如水水 泥泥土土搅搅拌拌桩桩用用在在砂砂质质粉粉土土与与粉粉质质粘粘土土互互层层1 1中中的的 效效果果要要比比用用在在淤淤泥泥质质粉粉质质粘粘土土1 1、中中效效果果好好 得多

12、。得多。v SMW SMW工法围护结构有着十分广阔的应用前景，已为工法围护结构有着十分广阔的应用前景，已为 上海土木工程界肯定。上海土木工程界肯定。20陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系v 上海地区上海地区SMWSMW工法设计、施工经验总结：工法设计、施工经验总结：1.1.水泥掺入比水泥掺入比20%20%左右；左右；2.2.浆液水灰比为浆液水灰比为1.51.52.02.0之间之间；3.3.垂直度控制垂直度控制1/1501/1501/2001/200；4.4.搅拌下沉速度不大于搅拌下沉速度不大于1 1m/minm/min，提升速度不大提升速度不大 于于2 2m

13、/minm/min；5.5.用水灰比为用水灰比为0.50.5的水泥砂浆自流充填的水泥砂浆自流充填H H型钢拔型钢拔 除后的空隙；除后的空隙；6.6.一般一般650mm 工法桩工法桩适用于适用于78m基坑，基坑，850mm工法桩适用工法桩适用10m左右基坑。左右基坑。21陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系 日本的日本的SMWSMW工法发展及研究工法发展及研究 1953 1953年日本从美国引入年日本从美国引入MIPMIP工法。工法。1967 1967年港湾技术研究所开始研制石灰搅拌施工机械。年港湾技术研究所开始研制石灰搅拌施工机械。1971 1971年开始使用

14、单轴或双轴搅拌机施工水泥土搅拌年开始使用单轴或双轴搅拌机施工水泥土搅拌 桩连续墙，并在墙中插入钢管或桩连续墙，并在墙中插入钢管或H H型钢，形成早期型钢，形成早期 SMW SMW工法的工法的MIPMIP桩列式地下连续墙。桩列式地下连续墙。1976 1976年日本成幸工业株式会社与日本竹中土木株式年日本成幸工业株式会社与日本竹中土木株式 会社分别研制出会社分别研制出3 3轴与轴与4 4轴水泥土深层搅拌机，并应轴水泥土深层搅拌机，并应 用于用于SMWSMW工法，之后还开发出工法，之后还开发出5 56 6轴的轴的SMWSMW工法成墙工法成墙 施工机械。施工机械。22陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工

15、程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系 1992 1992年北辰工业株式会社研制试验成功链锯式年北辰工业株式会社研制试验成功链锯式(简称简称 TRD TRD工法工法)成墙机械，于成墙机械，于19931993年由大成建设公司用于年由大成建设公司用于 SMW SMW工法施工。工法施工。1993 1993年，研制成功低重心年，研制成功低重心SMWSMW工法三轴式成墙施工机工法三轴式成墙施工机 械，使械，使SMWSMW工法的成墙深度达到工法的成墙深度达到6565m m。当年还研制成当年还研制成 功伸缩式钻杆的低高度功伸缩式钻杆的低高度SMWSMW工法工法(STS)STS)三轴式成墙施三轴式成墙施 工机械

16、，成墙深度达到工机械，成墙深度达到29.929.9m m。1994 1994年，开发研制了两种三轴式矩形断面成墙施工年，开发研制了两种三轴式矩形断面成墙施工 机械机械(称称TMWTMW工法与工法与RMWRMW工法工法)。23陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系 2000 2000年，又开发研制了低高度、矩形断面、能年，又开发研制了低高度、矩形断面、能 横行连续成墙的回转式成墙机械横行连续成墙的回转式成墙机械(称称PTRPTR工法工法)，由利根公司用于由利根公司用于SMWSMW工法施工。工法施工。日本日本SMWSMW工法的成墙机械正向着整机低高度、大工法的成墙机

17、械正向着整机低高度、大 深度和连续成墙施工方向发展。深度和连续成墙施工方向发展。24陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系高精度地下连续墙的建造高精度地下连续墙的建造（TRDTRDTRDTRD工法工法工法工法）土体掺加水泥砂浆地下连续墙工法土体掺加水泥砂浆地下连续墙工法挖掘机主机挖掘机主机切削刀切削刀向土体内插入链锯型切削刀。向土体内插入链锯型切削刀。重复重复作业作业将切削刀横向移动，挖出沟状槽后注入固将切削刀横向移动，挖出沟状槽后注入固 化剂并将其与现位置上的土搅拌。化剂并将其与现位置上的土搅拌。插入芯材插入芯材-t t 25陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工

18、程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系连续墙建成连续墙建成连续墙建成连续墙建成（TRDTRDTRDTRD工法工法工法工法）的特征的特征的特征的特征 比以往的工法机比以往的工法机械高度降低了械高度降低了直接进入性直接进入性，垂直型好垂直型好在深度方向可以建造出均质的墙体在深度方向可以建造出均质的墙体可任意设置芯材的间距可任意设置芯材的间距SMWTRDSMWTRD墙面连续，没有错缝墙面连续，没有错缝机械高度：机械高度：1010m m12m12m机械宽度机械宽度：7 7m m101026陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系地下连续墙建造（地下连续墙建造（TRDTRD工

19、法工法）的施工实例的施工实例适用地基适用地基：N N值值6060以下的砂质土，粘性土以下的砂质土，粘性土施工成果施工成果：最大施工深度为最大施工深度为49m49m27陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系TRDTRDTRDTRD工法的特殊施工工法的特殊施工工法的特殊施工工法的特殊施工使建造倾斜墙成为可能使建造倾斜墙成为可能28陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系高精度连续墙的建造高精度连续墙的建造（GSTGST工法工法）Geo-drilling Survey-control Technology MethodGeo-drilli

20、ng Survey-control Technology Method GST GST工法是实时监测三轴钻杆挖掘机底部工法是实时监测三轴钻杆挖掘机底部的偏差量，并用计算机控制自动修正削孔方的偏差量，并用计算机控制自动修正削孔方向的轨道，由此来保证建造拥有高精度的垂向的轨道，由此来保证建造拥有高精度的垂直性和墙体直线性的地下连续墙的施工工法直性和墙体直线性的地下连续墙的施工工法。实时监测技术实时监测技术由由GRIGRI五洋建设五洋建设清水建设清水建设西松建设西松建设tanakatanaka重机建设共同开发重机建设共同开发29自动控制技术自动控制技术 如挖掘顶部垂直向的偏位到了如挖掘顶部垂直向的偏

21、位到了设定值设定值（通常为通常为10mm10mm）时时，通过通过控制带自动将三轴中的一轴紧固，控制带自动将三轴中的一轴紧固，紧固后的轴的回转力连接在剩下紧固后的轴的回转力连接在剩下的二根轴上，传递回转力。的二根轴上，传递回转力。对于墙体的计划线对于墙体的计划线，B B及及C C发生偏发生偏位时位时用控制带紧固用控制带紧固A A轴。轴。将将A A轴的回转力向轴的回转力向B B、C C传递传递通过被传递的回转力强制将通过被传递的回转力强制将 偏位修正。偏位修正。控制例控制例偏位偏位計画計画控制带控制带30陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系现场状况现场状况 确认施

22、工精度试验确认施工精度试验（在挖削孔内建造泥土墙在挖削孔内建造泥土墙:挖至挖至GL-20mGL-20m时时）以往的工法以往的工法系统系统 31陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系GSTGST工法的优点工法的优点1)1)通过用通过用SWMSWM主体结构，主体结构，使侧墙薄壁化；使侧墙薄壁化；2)2)大深度时能确保围护大深度时能确保围护墙的止水性；墙的止水性；3)3)使临近重要埋设物旁使临近重要埋设物旁的施工成为可能的施工成为可能。32陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系4 4、SMWSMW工法的存在的问题工法的存在的问题 有些工

23、程应用中出现渗漏、变形过大、地面沉降、有些工程应用中出现渗漏、变形过大、地面沉降、型钢无法起拔、甚至发生基坑坍塌的主要原因有：型钢无法起拔、甚至发生基坑坍塌的主要原因有：v 水泥土中水泥掺量不够，或者没有区别对待不同水泥土中水泥掺量不够，或者没有区别对待不同 的土层；的土层；v 泥泥浆浆液液的的配配合合比比不不当当，浆浆液液浓浓度度过过小小，H H型型钢钢易易 发生倾斜或移位，浓度过大，则型钢插入困难；发生倾斜或移位，浓度过大，则型钢插入困难；v 水泥土搅拌过程中下沉或提升速度过快，造成搅水泥土搅拌过程中下沉或提升速度过快，造成搅 拌不均匀；拌不均匀；33陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职

24、业技术学院-轨道工程系轨道工程系v 水泥土搅拌桩搭接厚度不够；水泥土搅拌桩搭接厚度不够；v 水泥土搅拌桩或水泥土搅拌桩或H H型钢垂直度未达到设计要求；型钢垂直度未达到设计要求；v 水泥土养护时间未到即进行开挖，强度不够；水泥土养护时间未到即进行开挖，强度不够；v 施工过程中出现间断，造成施工冷缝；施工过程中出现间断，造成施工冷缝；v 基坑开挖时支撑设置不及时；基坑开挖时支撑设置不及时；v H H型钢表面减阻剂涂抹不均匀；型钢表面减阻剂涂抹不均匀；v 施工队伍素质良莠不齐。施工队伍素质良莠不齐。v 型钢拔出后的空隙未及时回填；型钢拔出后的空隙未及时回填；34陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院-轨道工程系轨道工程系35