基坑围护评估报告

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第1篇：基坑围护评估报告

基坑围护方案

一、地质状况

1、杂填土：层厚0.6~1.2米。以砼地坪、块石、碎石为主，含少量粘性土。

2、粉质粘土：层厚2.0~2.6米。无层理，可塑至软可塑。

3、淤泥质粉质粘土：层厚4.4~11.9米，灰色，流塑状态，较均匀，局部还将有粉细砂。层底标高-11.88~-4.40米。

4、粘土：层厚6.8~11.3米。可塑至硬可塑状态，无层理，局部含泥质结核。

5、粉质粘土混砾砂，层厚0.9~2.7米。可塑至硬可塑状态。

6、全风化流纹岩。层厚1.8~9.8米。 全风化岩以下部分因对围护结构及基础无较大影响，故不予考虑。 本工程基坑设计要求开挖尺寸L×b =55400×16300，基坑底位于粉质粘土层及淤泥质粉质粘土层上，根据基坑及地质情况，该基础施工应采用围护结构。

二、常用围护结构比较

1、放坡开挖及简易围护 放坡开挖是选择合理的基坑边坡以保证在开挖过程中边坡的稳定性，包括坡面的自主性和边坡整体稳定性。放坡开挖适用于地基土质较好，开挖深度不深，以及施工现场有足够放坡场地的工程，但本工程受场地限制无法放坡，且挖土深度达到3.87米( 局部5.85米)，因此，本工程不宜采用放坡开挖方式。

2、悬臂式围护结构 悬臂式围护结构常采用钢筋砼桩，此结构是依靠桩足够的入土深度和桩的抗弯能力来维持整体稳定和结构安全。悬臂结构所受土压力分布是开挖深度的一次函数，其剪力是深度的二次函数，弯矩是深度的三次函数，水平位移是深度的五次函数。悬臂结构对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对临近建筑容易产生不良影响。此结构形式适用于土质较好，开挖深度较浅的基坑工程。 本工程根据地质报告，地质变化多，地形起伏较大，部分孔基底进入粉质粘土层，部分孔基底仅至淤泥土，因此很难保证桩进入某层土深度，亦即保证桩入土有足够深度有一定困难。同时，此种围护方式变形较大(水平位移大)，会对东边五层办公楼和西边五层宿舍产生不利影响。而且工程费用较高，对本工程使用时，应慎重考虑。 由于采用悬臂式围护结构，会加快工程进度，便于施工开展，因此若要使用，必须在沿基坑开挖边线增加地质钻探孔，间距15米，以充分保证桩入土深度。

3、水泥土重力式围护结构 水泥土重力式结构在工程中使用得较多，常采用深层搅拌法，有时亦采用高压喷射注浆法形式，水泥土与其包围的天然土形式重力式挡土墙支挡周围土体，保持基坑边坡稳定，深层搅拌水泥土桩重力式围护结构常用于软粘土地区，开挖深度约在6.0以内的基坑工程，由于水泥抗拉强度低，变形较大。 本工程中，由于基岩较深，不宜采用重力式围护结构。

4、内撑式围护结构 内撑式围护结构由围护体系和内撑体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋砼桩，内撑体系可采用水平撑和斜支撑，根据不同开挖深度可采用单层、二层、多层水平支撑，当基坑平面面积较大，开挖深度不太大时，宜采用单层斜支撑。 内撑常采用钢筋砼支撑和钢支撑两种。钢筋砼支撑刚度好，变形小，目前华东地区采用钢筋砼支撑体系较多。 内撑式围护结构适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。 本工程基坑开口面积较大，基底下土质分布复杂，采用内撑式围护结构方式，可充分避免不利因素带来的各种影响，保证工程顺利进行。

5、其它围护结构形式 其它常用结构围护形式有拉锚式围护结构，土钉墙围结构等，由于它们均不宜在软粘土、淤泥土中使用，故均不予考虑。 鉴于以上情况，本工程围护结构形式经过多方面的考虑，经粗略计算后，最后采用了单层砼支撑，φ600钻孔灌注桩围护结构，主要采用φ500深层水泥搅拌桩止水，局部采用压密注浆止水。该结构能确保基础工程施工期的安全，又能合理控制工程费用。施工操作方便易行。 综上所述，本工程的基础围护结构采用内撑式围护结构是合理、可行的。 基坑围护方案和围护方案概算

一、设计依据

1、建设单位提供的设计图纸

2、建设单位提供的工程地质勘察报告

3、<<建筑基坑支护技术规程>> JGJ 120-99

4、<<浙江省建筑基坑支护技术规程>> DB33/T1008-2002

5、建设地基基础设计规范(GB50007-2002)

6、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)

7、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)

8、其它与之相关的国家现行规范

9、深基坑工程设计施工手册

二、工程概况与环境条件及分析 本工程总开挖面积约900m2，实际开挖深度为3.85米 北边为解放东路，车流量不大，且距离较远。南面为城区河道，距离基坑2m。西边为五层砖混结构居民楼，距基坑4M。东边为五层砖混结构办公楼，距基坑4M。

三、地质状况 具体详见1#~5#孔地质状况图。

四、支护结构选择 由于在本工程场地内，地质状况起伏变化不大，根据地质报告，围护支撑宜分段采用同一支护方式，经多层次方案比较，采用φ600- 456水位情况。 (2)查明周边建筑物、构筑物和地下管线的位置和情况，研究基坑开挖及支护施工对其的影响。 (3)编制专项施工组织设计，保证供排水和动力的需要;安排设计单位进行技术交底，全面了解设计意图。 (4)按总图布置位置，沿基坑边线，重新进行钻探(作鉴别孔即可)，以充分确定灌注桩桩端进入土层情况。

2、桩施工 桩施工中，应先施工钻孔灌注桩，待灌注桩砼达到一定强度后(7天)，再施工水泥搅拌桩(不在同一部位时可不受限制)。钻孔灌桩施工中应严格控制施工顺序，必须采用跳打方式，时间间隔要在48小时以上，严禁按顺序施工。

3、灌注桩压顶梁施工 在灌注桩施工到一定数量后，即可进行地槽开挖，施工压顶梁，大面积土方开挖必须在灌注桩压顶梁砼达到80%强度后可开始。

4、土方开挖 挖土视实际土质情况决定，若土质状况较好，对工程桩无影响，则可一次到位，否则应分两次进行。

5、排水系统施工 排水系统施工分二部分进行： (1)地表排水系统：即围护顶排水沟，此部分应在挖土前施工前施工完毕。(2)基坑底排水：在土方开挖后，基坑内应沿轴线方向纵横做排水盲沟，并设好集水井，基坑边严禁设排水沟，施工时必须要准备好一定数量潜水泵，以备随时使用。

6、施工注意事项 (1)做好专项施工组织设计，并在施工期间根据工程进展及时作出必要的调整。 (2)施工时要认真核对实际地质情况与地质报告和设计图纸，如有重大偏差及时向建设单位、勘察单位、设计单位通报，以便及时调整施工方案。 (3)应确定施工期间周边环境中的重点保护对象，制订周密的监测计划，实行信息化施工。 (4)重视地表排水、基坑排水措施，保障排水设备和动力，以保证排水畅通。 (5)基坑土方开挖时应注意对支护结构的保护，不得对其产生挠动，甚至破坏。 (6)挖出的土方以及建筑材料和大型施工机械不得堆放在坑边。 (7)机械开挖时，严禁野蛮施工和超挖，挖土机械和运输车辆应按要求路线行驶。 (8)基坑开挖应严格按照专项施工组织设计规定的挖土程序、速度进行，应做好应急措施。

二、施工监测(1)支护施工监测包括以下内容： A、支护位移测量 B、地表开裂(位置、裂缝宽度)的观察 C、临近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察 D、基坑渗、漏水和基坑内、外地下水位的变化在支护施工阶段，每天监测不得少于4次，并随时进行进行观测，完成基坑开挖、变形趋于基本稳定的情况下可适当减少次数，持续到整个基坑回填结束，支护退出工作为止。 (2)支护位移的量测有基坑边壁顶部的水平位移和垂直位移，测点位置应选在变形最大或局部地质条件最不利处，及附近有重要建筑物处，总数不小于3个，间距不大于30mm。 (3)应加强雨天和雨后的监测，并对各种可能危及支护安全的水害来源仔细观察。 (4)当基坑顶部侧向位移δh/H<3‰时，应密切加强观察，分析原因并及时对支护采取加固措施。

三、工程事故预防对策 在基坑施工过程中，应着重注意观测以下宜发生的事故苗头。 (1)支护结构位移倾斜 (2)墙体破坏 (3)边坡失稳 (4)渗水、流砂、管涌、坑底突涌(5)周围地面变形沉降导致的周边建筑物、构筑物开裂、倾斜。 工程事故苗头的预防与应急措施

1、加强观测，当基坑顶部侧向位移δh/H<3‰时，应密切观察周边地面变形沉降及周边建筑物、构筑物的开裂、倾斜情况，并分析原因，及时对支护结构进行加固措施，如增加锚杆或锚索，在必要情况下，应增设其它支护结构如钢板桩支撑等。

2、应做好坑内外排水工作，防止地下水对土体力学性能降低，同时应密切注意观测降水对周围土体产生的变形沉降影响。

五、对工程地质勘察进一步深化的要求 本基坑围护方案因所需相关资料不够全面，故仅作在假定条件下的设计、计算，提供了具体的计算方法和计算过程，并得出了在假定条件下的计算结果，完整的、全面的设计须在施工前获得详尽的资料(指深基坑围护所需的地质水文资料及周边环境条件)后完成并通过认可。故对工程水文地质勘察探作深化要求如下：

(一)应增设钻孔点并沿开挖线布置，并绘制沿开挖线的工程地质剖面图及垂直于基坑边线的地质剖面图。

(二)对基坑周边建筑物、构筑物、管线、道路的现状进行调查，判断基坑开挖对其的影响程度，提供其与基坑的相互关系、基础形式、埋置深度等内容。

(三)确定标高(按施工图)

第2篇：浅谈多种围护结构在某基坑围护施

工中的应用

某住宅区三期由8幢16至17层住宅楼、地下车库6个、2～3层纺工路沿街商铺和l幢2至3层商场组成，总建筑面积约为5.7万m2。本工程设一层连通地下室，基础形式为沉管灌注桩和预应力管桩基础。基坑设计开挖深度为3.30～4.90 m。

中国论文网 /2/view-12910678.htm

该场地基坑位于东面距离道路边线16.3～16.8 m之间，其外为城市南北向交通主干道，上有高压电缆管线、煤气管(埋深约1.2m)、自来水管(埋深约1.3 m)、联通管(埋深约1.2 m)和电信管(埋深约1.2 m)等地下管线，与本

工程最小距离分别为14.8 m、17.9 m和20.9 m。基坑南面距离道路边线22.9 m，道路边线南侧为城市东西向交通主干道。基坑与投入使用的一期建筑物的最小距离为8.0 m。基坑与二期已建建筑物的最小距离为19.1 m。基坑西侧有一临时施工道路。局部紧靠本工程基坑边。基坑一期与待建三期之间有多条一期已埋设的电缆管线、广电管线、污水管(埋深约1.2m)和雨水管(埋深约1.2/1”1)，与本工程最小距离为2.4m。

根据勘察报告，场地原为农田和农民住宅区，现已初步填土平整，部分场地为建筑废土所覆盖，场地中部因施工取土形成积水洼凹地，局部被泥浆水覆盖。基坑开挖深度影响范围内各土层主要物理力学性质指标见表1所示。

场地地下水属孔隙潜水型，勘探期

间在钻孔中测得孔内稳定潜水位埋深一般为0.2～1.1 m，相应的潜水位标高为1.7～1.2 m，地下潜水主要赋存于浅层粘性土中，富水性差，受河流和大气降水补给，潜水位埋深主要受场地微地貌形态控制，潜水位变化主要受控于大气降水和地表河水位，一般情况下地下潜水位略高于当地河水位，在高水位期间，潜水位甚至可达自然地面，地下潜水位随季节变化有所升降，变化幅度较小，一般年变幅为0.5～1.5 m。地下潜水对混凝土结构无腐蚀性;对混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性。

1 围护结构设计

综合场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境条件，本基坑围护具有如下特点：

(1)基坑开挖面积很大，基坑周长约1 400m，地下室围护1.2万余m2：

(2)基坑设计开挖深度为3.30～4.90 m;

(3)场地地基中软弱土层分布较均

匀，且地基浅部的软土层厚度在4m左右，其下卧层为力学性质较好的粘性土层;

(4)本工程周围环境条件尚可，但小区内部局部围墙和管线距本基坑较近。

放坡开挖可节约工程造价，经济性最好。在条件许可的情况下可优先选用。从本基坑的实际情况出发，基坑西侧局部距离本工程二期的几幢建筑物和地下室较近，大部分场地距在建建筑物均在22.0 m开外;且各地下室和主楼均为空地，因此可以考虑采用放坡开挖。

土钉墙围护结构具有经济性好、施工方便、施工工期短、安全可靠等优点。目前已在许多基坑工程中取得了成功的经验。同时，在土质条件比本工程差得多(软土含水量在60%以上)的上饶、九江等地土钉墙也得到了广泛应用，最大开挖深度已达7 m以上。

6l号楼B区北侧1.8 m处存在一污水管，采用其他形式的围护结构在软

土地基中往往变形较大，容易造成周围管线产生变形而开裂等现象，从而引发工程事故，因此采用内撑式排桩墙围护结构。内撑式排桩墙围护结构虽然造价略高一些，但具有可靠性好，围护结构受力合理。变形易控制等优点，尤其适合于在周围环境条件较差的基坑采用。

结合本工程上述特点，根据“安全、经济、方便施工”的原则。采用放坡开挖、复合土钉墙与内撑式排桩墙的围护方案是比较经济合适的。

计算参数及土工指标为：计算中考虑地表施工堆载15kPa：土压力计算采用土体固快指标，各土层物理力学性质指标根据勘察单位提供的本工程地质勘察报告取值。

2 施工要求及现场监测

2.1 施工要求

土钉墙围护是随着基坑挖土的进行而逐步实施的，因此土钉墙施工与挖土作业交叉进行，二者的配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需

合理安排，分层进行。

基坑土方开挖应结合土钉墙施工，分层、分段进行，每层开挖深度不得超过1.5 m，每层分段开挖长度不得超过30m。开挖面宽度不得小于同层土钉长度，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。

在机械开挖出支护坡面后，要求人工及时修整边坡，并进行第一层喷射混凝土的施工作业，尽可能缩短边坡暴露时间。土钉成孔后完成钢筋网布设工作，土钉注浆后及时布设加强筋并喷射第二层面层。

基坑底最后30 cm土方宜采用人工开挖，边挖土边施工基础垫层，并尽早施工地下室底板，缩短基坑暴露时间。在地下室底板达到80%设计强度等级，并采用毛石混凝土填实底板与围护桩之间的孔隙后，方可拆除支撑。

施工单位在土方开挖前。应制定详细的土方作业计划，待甲方、设计、施工单位同意后方可实施。

2.2 现场监测

本围护工程开挖深度、面积均较大，因此除进行安全可靠的围护体系设计、施工外，尚应进行现场监测，作到信息化施工。

本基坑监测内容如下：

(1)基坑开挖过程中，基坑周边深层土体的水平位移监测：

(2)基坑外(土钉墙顶)土体的沉降观测;

(3)周围环境监测：主要包括纺工路及其管线的沉降观测、有无裂缝产生及其发展情况。基坑土体水平位移预警值为45 mm 或坑顶水平位移连续3 d大于5mm/d。

2.3 应急措施

在基坑开挖过程中.如出现边坡水平位移超过警戒值，可采用基坑外卸土，坡顶超前锚杆注浆，加长、加密土钉以及放慢挖土速度的方法处理，必要时用土方或编织袋在坡脚采取反压回填措施。如申花路或地下管线沉降较大时。

可采用注浆加固地基等方法处理。在基坑开挖过程中，场地内应保证有一台挖土机可以随时调用。便于采取应急措施。

3 结语

本工程因地制宜地采用放破开挖、土钉墙围护结构、内支撑式排桩围护结构及基坑降水多种手段相结合的围护方案是比较经济合理的，大大节约了工程造价。

放坡开挖可节约工程造价，但在软土层中放坡坡度较缓，由于回填土不易密实，应注意其产生的不利影响。

松木桩复合土钉墙或水泥搅拌桩复合土钉墙，有利于提高坡脚土体的承载力，提高基坑的整体稳定性并减小围护结构的位移。在土钉长度相同的情况下，后者土钉的覆盖范围小于前者，可以避免土钉超红线。

内撑式排桩墙围护结构可有效地控制围护结构的弯矩和变形，并具有较好的可靠性。本工程基坑开挖至坑底，围护结构的变形约3.85 cm左右，说明

围护结构设计是安全的。

第3篇：SMW工法在基坑围护结构中的应用综述

姓名：

，学号：

(上海大学 土木工程系)

[摘要]SMW 工法自从日本引进后，作为围护结构在国内得到了一定程度的应用，但是使用中也发现了不少问题。本文从经济性、机械设备、设计方法和施工技术等方面进行了分析总结，并提出了一些问题，以便此工法能得到深入研究和广泛应用。

[关键词]SMW工法;组合结构;变形

SMW工法是Soil Mixing Wall的简称，它是一种劲性复合围护结构，通过特殊的多轴深层搅拌机在现场按设计深度将土体切散,同时从钻头前端将水泥桨强化剂注入土体,使之在搅拌过程中与地基土反复混合搅拌。在各施工平面之间,采取重叠搭接,在水泥土混合体未硬之前插入受拉材料(常为H型钢),作为应力加强材料,直至水泥结硬、形成劲性复合围护墙体。这种结构充分发挥了水泥土混合体和受拉材料的力学特性[1]，同时具有经济、工期短、高止水性、对周围环境影响小等特点。

1987年，我国冶金建研院列项研究，1994年通过部级鉴定。上海隧道公司进一步结合上海软土深基坑围护工程的特点，进行了型钢水泥土复合桩结构试验、型钢减摩擦剂研制、型钢起拔模拟试验、专用桩机及起拔型钢设备研制，取得了重要成果，1997年8月经鉴定认为其达到国际先进水平[2]。SMW工法在国内应用时仍受到不少限制，机械设备、设计理论、施工技术等方面还存在一些问题，SMW工法围护结构的基坑塌方频率较其它围护型式要高，应该引起工程界的重视。

1 国外应用情况

SMW工法由日本成幸工业株式会社1976年开发成功。作为基坑围护结构的一种施工方法，它在日本、美国、法国以及东南亚和台湾等许多地方得到了广泛应用。归正[3]等人对日本成幸工业株式会社1984~1996年的SMW工法施工情况进行了统计分析，在台湾和美国等地施工73项工程，总面积1003419m2，1992～1996年平均每年施工249.5项工程，每项工程平均施工面积16555m2。傅德明[4]认为，SMW围护为日本国内基坑围护的

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主要工法，约占地下围护结构的80%。

日本SMW桩的搅拌钻机一般采用3轴钻机，也开发了4轴～6轴钻机，一次成墙长度达1.5m～3m，最大搅拌深度达65m，水泥土强度达1.0MPa～3.0Mpa，钻孔垂直精度可达1/200。为适应不同的工程要求，日本目前主要开发了三类机型[5]。标准机型按钻头规格分两种，φ550的机型，桩架高18m、成墙深35.0m;φ850的机型，桩架高30m、成墙深45.0m。低高度机型有SMW15M机型、SMW5000机型、STS机型三种系列。TMW(Touatsu Soil Mixing Wall)机型与SMW机型相比则可形成等厚度混合土连续墙,提高了防水能力。钻机功率主要有90kW、120kW、150kW、180kW等, 其中90kW、120kW 最为常用，150kW以上主要用于软岩地层。

2 国内研究进展

2.1 机械设备

国内SMW工法的施工机械，主要有国产的双轴搅拌机(SJB-40型)，也有引进的三轴搅拌机(日本的PAS-120VAR型)。建设部北京建筑机械综合研究所[8]吸收国外的先进技术,开发出了ZKD110型多轴式连续墙钻孔机，该机根据土质不同有砂质土用、粘性土用砂砾及岩盘用三种钻具，电机功率为55(4P)/40(8P)×2kW，钻孔深度最深达30m。黄均龙和张冠军[9]对国产双轴搅拌机(SJB-37×2)、日本三轴搅拌机(PAS-120VAR)和国产四轴搅拌机(SJB-42/30×4)的性能进行了比较，三种机型的电机功率分别为2×37kW、2×45kW、4×42/30kW，成墙深度分别为20m左右、27m、28m左右。 由于国内通用机械制造业与国际上先进国家的差距，SMW工法的施工机械、成桩深度、施工效率以及施工质量上存在着一些缺陷，阻碍了SMW工法的进一步发展，其推广与普及受到一定限制。

2.2 设计方法

通常认为[10]，水土侧压力由型钢单独承担，水泥土作用是抗渗止水。试验表明，水泥土对型钢的包裹作用提高了型钢刚度、减少了位移。此外，水泥土起到套箍作用，可以防止型钢失稳。SMW支护结构的设计内容主要包括如下几个方面： ① 水泥掺入比

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水泥掺入比一般在综合考虑土质、侧压、芯材间隔等因素的基础上,根据室内试验确定。丁克等[11]通过试验得出试验数据结论,主要有(1)~(4)式的关系。

水泥土单轴抗压强度qu与水泥掺入比aw的关系： 水泥土的设计抗压强度：

设计抗剪强度：

设计抗拉强度：

qukwawquo

(1)

fcqu28/

2(2)

(3)

(4)

fcqu28/6fcqu28/10

式中kw为强度增长系数，qu0为原状土无侧限抗压强度，qu28为水泥土28天单轴抗压强度。 ② 型钢入土深度DH

型钢入土深度主要由基坑抗隆起稳定性、挡墙内力和变位不超过允许值、能顺利拔出等条件决定，按式(5)验算抗隆起安全系数Ks来确定型钢入土深度(要求Ks≥1.10～1.20、型钢埋入水泥土长度lHDHH)，若该数值使结构内力和变位过大，则需加大入土深度后再进行挡墙结构分析。

Ks(DHNqcNc)/[(HDH)q]

(5)

式中:DH —型钢入土深度，H—基坑开挖深度，γ—坑底及墙外侧土体重度，c —坑底土体凝聚力，q —地面超载，Nq、Nc —地基承载力系数。 ③ 水泥土桩入土深度Dc

SMW工法中水泥土桩入土深度Dc主要有三方面的水力条件决定：确保坑内降水不影响到基坑以外环境、防止管涌发生、防止底鼓发生。 ④ 型钢抗拔验算

H型钢的抗拔力Pm主要由静摩擦力Pf 、变形阻力Pd及自重G等三部分组成,即

PmPfPdG

(6)

⑤ SMW工法截面设计

截面应符合以下设计要求：型钢净间距、芯材与孔壁之间最小保护层厚度、水泥土墙体厚度。

—3—

⑥ 挡墙强度及变形验算

多层支撑挡墙结构常采用等值梁法、逐层开挖支撑支承力不变法和弹性梁法等方法。局部验算时主要包括[1]：型钢底端截面水泥土抗剪强度、水泥土与型钢联接部位错动剪力、水泥土搭接处抗剪强度、侧压力作用下承载拱的轴力强度。软土地区还要进行整体稳定性、抗倾覆、抗滑动等验算。

2.3 经济效益

SMW挡墙成本一般为地下连续墙的70%左右，若考虑H型钢的回收，则成本可再下降20%～30%。表1为镇江市新河桥泵站基坑三种围护方案的工程造价[6]，实际费用比设计测算一般还要多。上海市轨道交通明珠线二期工程溧阳路车站[7]设计围护结构时，考虑了地下连续墙，钻孔灌注桩及SMW工法三个方案。按每延米折算，三个方案测算造价分别为4.8万元、3.7万元、2.82万元。

表1 三种施工方法经济分析 工程直接工程间接费/万元 工程总工支护方法

费 /万元

沉井法 深层搅拌桩加灌注桩 SMW

153.5

措施

费用

拆迁

/万元 33.0 217.9

期 /d 85

分析 结果 设计测算

115.0

81.5

0.0 196.5

75

设计测算 实际费用

31.4

115.0 74.0 0.0 189.0 55

2.4 一些试验成果

SMW工法中由于型钢与水泥土的相互作用，使型钢抗弯刚度得到提高。图1[12]为日本材料协会对H型钢与水泥土共同作用的试验结果曲线，曲线a表示水泥土与H型钢混合体荷载挠度的关系，曲线b为H型钢的相应关系。由图1可见，相同荷载作用下水泥土与H型钢的混合体挠度要小一些，其抗弯刚度比相应H型钢的刚度要大20%，刚度的提高

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可用刚度提高系数表示：

(ECSICS)/(ESIS)

(7)

式中，Ecs、Es分别为H型钢混合体与H型钢的弹性模量，Ics、Is分别为H型钢混合体与H型钢的惯性矩。

型钢起拔回收和重复利用是SMW工法的一个最大特点。试验表明，起拔力P0与型钢垂直度、变形形状密切相关，由拔出力P与拔出长度H的特征曲线(图2)看出，P0在静止摩擦力变为动摩擦力后迅速减少，拔出型钢的P0应小于最大抗拔力Pm，若AH为型钢截面积、σs为型钢屈服强度，则

Pm0.7sAH

(8)

图1 劲性桩与H型钢压弯比较

图2 型钢拔出特征曲线

王健(1997)对两种土质三种断面组合形式的H型钢-水泥土组合梁进行抗弯试验，

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分析了组合梁受力和变形过程中不同的作用形式，并提出了水泥土贡献系数的经验公式。上海隧道股份有限公司[4]对起拔技术的研究主要是：减摩隔离材料的选定，型钢垂直度、水泥土的强度和起拔型钢的温度等对型钢起拔的影响，起拔装置的研制。 搅拌桩体对型钢的适应性是SMW工法的关键。如果型钢与搅拌桩变形不协调，可造成桩体开裂、大量漏水、工程失败。研究表明，搅拌桩强度在空气中增加较快、在土中较慢。开挖过程中搅拌桩变形在土中即已发生，桩体强度较低、变形适应性较好;开挖出来后桩体强度迅速提高、变形已基本完成。大量工程实例证明,一般基坑计算变形在30mm左右时不会导致搅拌桩体大量开裂。

国外曾对SMW挡墙组成材料的力学特性和受力机理进行了大量试验研究[13]，铃木健夫、国藤祚光(1994)对水泥土进行了室内实验研究;Yoshio Suzuki(1982)通过固结排水和不排水三轴压缩试验，对水泥掺入比15%的水泥土试样进行了研究;铃木健夫(1982)取现场养护的SMW墙体制作试件进行了抗弯试验研究;青木雅路等(1993)对某建筑13年前施工的SMW地下墙进行了耐久性调查试验。这些研究取得了不少实用性成果，为制定SMW工法设计施工标准或规范提供了依据。

国内一些人员将有限元应用于SMW工法围护结构分析，佘跃心等[14]用接触面单元模拟桩土界面，考虑周围建筑物荷载、施工荷载、施工降水的影响，探讨了FEM模拟原理，建立了二维平面有限元模型;王健[15]用Duncan-Chang模型模拟土、用有厚度接触面单元模拟接触面、用平面八节点等参单元模拟土、用梁单元模拟墙体、用一维杆单元模拟支撑，编制了相应程序FE-SMW1.0。

3 SMW工法设计和施工中的存在问题

3.1 设计方面

(1)目前我国还没有一套完备的SMW围护结构设计规范或标准，整个设计过程只能参照有关资料，缺乏统一理论。从基坑结构计算可以看出，基坑整体稳定性分析采用上海市标准《基坑工程设计规程》,为总安全度表达方式，而围护结构局部构件检算采用极限状态表达方式。

(2)水泥土与型钢组合构件受力机理尚不十分明确，尤其是减摩剂采用使这种关

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系变的更加复杂，型钢“全位”和“半位”布置时，组合构件整体刚度难以确定。用式(7)计算出的提高系数值与实测值相差较远, 而准确确定值对于计算墙体变位具有重要意义。

(3)水泥土抗压、抗剪强度设计值及H型钢与水泥土之间单位面积摩擦μf只能依据工程经验采用, 变形阻力的定量化很困难，给设计带来不明确因素。

(4)有限元法对SMW工法围护结构的研究还不充分，会碰到土层变形模量、支撑刚度和桩墙刚度等参数的选择问题。

3.2 施工方面

(1)SMW工法围护结构施工中，组合结构变形刚度相对较小，围檩对提高围护结构整体性起到很重要的作用，如何将围檩的施加方式与基坑开挖方法相结合是一个值得考虑的问题。

(2)基坑开挖所造成的SMW挡墙变形使型钢产生弯曲，减摩剂性能或施工质量等原因，都会致使H型钢的拔出存在困难，或拔出后较难重复使用,因此必须解决好型钢有效拔出问题。

(3)就目前施工机械能力和施工水平以及工程经验，围护结构形式对于基坑深度>14m的基坑应慎重采用，开挖深度超过12m，基坑变形明显增大。解决此瓶颈是进一步发展的关键问题。

(4)在基坑开挖过程中，SMW工法围护结构变形受水位变化的影响比较大，必须考虑周边的降水，以达到减少变形的目的。

4 结束语

SMW工法围护结构在国外(尤其日本)应用很广泛，具有很高的经济效益，工程适应性也比较强。但是近几年来，SMW工法围护结构在上海等地区的应用情况却不容乐观，本文提出了部分问题，希望能抛砖引玉，重新引起广大工程科技人员对此工法的注意。

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参考文献

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