1、 SMWSMW工法施工工藝、適用條件工法施工工藝、適用條件q 基本概念基本概念q 優、缺點優、缺點q 設計要點設計要點SMWSMW工法設計、施工工法設計、施工q 施工要點施工要點一、一、SMWSMW工法的基本概念工法的基本概念 SMW是是Soil Mixing Wall的縮的縮寫，該工法是以多軸鉆掘攪拌機寫，該工法是以多軸鉆掘攪拌機將鉆頭處噴出的水泥系強化劑與將鉆頭處噴出的水泥系強化劑與地基土反復混合攪拌，攪拌體之地基土反復混合攪拌，攪拌體之間重疊搭接，然后在水泥土未結間重疊搭接，然后在水泥土未結硬前插入硬前插入H型鋼等應力補強材料，型鋼等應力補強材料，至水泥結硬，形成一道具有一定至水泥結硬，

2、形成一道具有一定強度和剛度的、連續完整的、無強度和剛度的、連續完整的、無接縫的地下墻體。接縫的地下墻體。 SMW工法樁由攪拌樁發展而來，但兩者不同。首工法樁由攪拌樁發展而來，但兩者不同。首先，攪拌樁攪拌頭一般呈十字形，先，攪拌樁攪拌頭一般呈十字形，SMW工法攪拌機工法攪拌機攪拌頭呈螺旋形；其次，攪拌樁機械動力小，攪拌頭呈螺旋形；其次，攪拌樁機械動力小，SMW工法樁機械動力大；第三，攪拌樁水泥摻量小，在軟工法樁機械動力大；第三，攪拌樁水泥摻量小，在軟土地區，一般小于土地區，一般小于14%，SMW工法攪拌樁水泥摻量工法攪拌樁水泥摻量大，一般在大，一般在20%左右；第四，攪拌樁漿液水灰比一般左右；第

3、四，攪拌樁漿液水灰比一般為為0.50.7（軟土地區），（軟土地區），SMW工法攪拌樁水灰比在工法攪拌樁水灰比在 1.52.0；第五，攪拌樁攪拌時不排土，擠土較大，而；第五，攪拌樁攪拌時不排土，擠土較大，而SMW工法攪拌樁攪拌時有少量排土，擠土較小。工法攪拌樁攪拌時有少量排土，擠土較小。 二、二、SMWSMW工法的起源與發展工法的起源與發展 日本的深層攪拌法包括高壓噴射攪拌工法、機日本的深層攪拌法包括高壓噴射攪拌工法、機械攪拌工法，以及兼具兩種性能的高壓噴射與機械械攪拌工法，以及兼具兩種性能的高壓噴射與機械工法三大類。我國工程界和學術界習慣上所指的深工法三大類。我國工程界和學術界習慣上所指的深層

4、攪拌法即為日本的機械攪拌工法。層攪拌法即為日本的機械攪拌工法。 SMW工法于工法于1976年在日本問世，是日本一家中年在日本問世，是日本一家中型企業型企業成辛工業株式會社開發的一項專利。成辛工業株式會社開發的一項專利。 1994 1994年，上海基礎工程公司把年，上海基礎工程公司把SMWSMW工法首次應用于工法首次應用于上海軟土地區（上海環球世界廣場，基坑深上海軟土地區（上海環球世界廣場，基坑深8.658.65m m，樁長樁長1818m m），），取得了成功，也是在國內的首次應用。取得了成功，也是在國內的首次應用。三、三、SMWSMW工法的優缺點工法的優缺點6、施工工期短、施工工期短;7、施工

5、場地小；、施工場地小；8、廢土外運少；、廢土外運少；9、安全性較高；、安全性較高；10、工程造價低。、工程造價低。優優 點點1、施工擾動小；、施工擾動小；2、無泥漿污染；、無泥漿污染；3、振動噪聲小；、振動噪聲小；4、止水性能好、止水性能好；5、適用范圍廣；適用范圍廣；缺缺 點點1、水泥土養護時間較長；、水泥土養護時間較長；2、與地下連續墻相比，施工質量較難控制；、與地下連續墻相比，施工質量較難控制；3、與地下連續墻相比，整體性欠缺；、與地下連續墻相比，整體性欠缺；4、與地下連續墻相比，抗滲性欠佳。、與地下連續墻相比，抗滲性欠佳。四、四、SMWSMW工法的設計工法的設計1 1、設計原則、設計原

6、則 安全（滿足穩定條件和各部分材料強度條件）安全（滿足穩定條件和各部分材料強度條件） 經濟（保證經濟（保證H型鋼能夠回收）型鋼能夠回收） 施工方便施工方便2 2、水泥土配合比的確定、水泥土配合比的確定 水泥和外摻劑的摻入量必須由現場試驗確定，水泥和外摻劑的摻入量必須由現場試驗確定，一般取一般取7%、9%、11%、13%、15%做試驗。做試驗。以以SMWSMW工法樁用于地下擋墻為例。工法樁用于地下擋墻為例。3 3、入土深度的確定、入土深度的確定p 型鋼的入土深度型鋼的入土深度 型鋼入土深度一般可比水泥土攪拌樁入土深型鋼入土深度一般可比水泥土攪拌樁入土深度稍小，主要由基坑抗隆起穩定性、擋土墻的度稍

7、小，主要由基坑抗隆起穩定性、擋土墻的內力、變形、型鋼拔出等條件決定。內力、變形、型鋼拔出等條件決定。 p 水泥攪拌樁的入土深度水泥攪拌樁的入土深度 由三因素決定：確保坑內降水不影響基坑外由三因素決定：確保坑內降水不影響基坑外環境；防止管涌發生；防止底鼓發生。環境；防止管涌發生；防止底鼓發生。H H型鋼設置形式型鋼設置形式4 4、截面形式的確定、截面形式的確定五、五、SMWSMW工法的施工工法的施工（1 1）施工機械）施工機械 日本的日本的SMW工法三軸型鉆掘攪拌機主要有工法三軸型鉆掘攪拌機主要有DH系系列型號、列型號、TMW機型機型(可形成等厚度水泥土連續墻可形成等厚度水泥土連續墻)。另外還有

8、四軸、五軸、六軸攪拌機。另外還有四軸、五軸、六軸攪拌機。 鉆桿有用于粘件土、砂礫土和基巖之分，鉆桿有用于粘件土、砂礫土和基巖之分，鉆桿可鉆桿可分節接成，可實現超過整機高度所容許的施工深度。分節接成，可實現超過整機高度所容許的施工深度。日本成辛株式會社還開發了適應城市高架下方等低日本成辛株式會社還開發了適應城市高架下方等低空間場地施工的空間場地施工的SMW5000SMW5000系列機型，整機高度只有系列機型，整機高度只有5 5m m。日本日本SMWSMW工法施工機械工法施工機械850850SMWSMW機機M15M15型機型機( (低重心低重心) )預先鉆孔預先鉆孔機機地基加固地基加固機機SMW

9、5000SMW 5000型型SMW 5000SMW 5000型型SMW 7500SMW 7500型型550550SMWSMW機機 SMWSMW工法三軸攪拌機全貌工法三軸攪拌機全貌 SMWSMW工法螺旋式三軸攪拌機工法螺旋式三軸攪拌機三軸攪拌機動力裝置三軸攪拌機動力裝置 SMWSMW工法三軸攪拌機現場攪拌工法三軸攪拌機現場攪拌螺旋鉆桿細部圖螺旋鉆桿細部圖 國內開發研制的國內開發研制的ZLDZLD系列多軸系列多軸式式SMWSMW工法連續墻鉆孔機工法連續墻鉆孔機，非常適非常適合于高層建筑、地下室和地鐵車站合于高層建筑、地下室和地鐵車站的擋土防滲墻施工及江河堤壩的防的擋土防滲墻施工及江河堤壩的防滲施工

10、，該系列鉆機已廣泛用于上滲施工，該系列鉆機已廣泛用于上海、南京、天津等地的地鐵車站、海、南京、天津等地的地鐵車站、高層建筑施工中。高層建筑施工中。 型號型號 ZLD110 ZLD150 4P 55 75 電機功率電機功率 kw 8P 55 75 4P 352 35 鉆桿鉆速鉆桿鉆速 r/min 8P 176 175 4P 298 409 輸出扭矩輸出扭矩 kN.m 8P 59.7 818 鉆桿間距鉆桿間距 mm 450 600 鉆孔直徑鉆孔直徑 mm 650 850 鉆孔深度鉆孔深度 m 30 30 導向中心距導向中心距 mm 600 600 最大拔鉆力最大拔鉆力 kN 500 600 鉆機重

11、量鉆機重量 t 18 23 序 號 名 稱 A 型 B 型 1 攪 拌 直 徑 (m m ) 4 7 0 0 3 6 5 0 8 5 0 2 鉆 桿 間 距 (m m ) 5 6 0 4 8 0 6 0 0 3 鉆 桿 轉 速 (r/m in ) 4 0 /2 0 4 0 /2 0 4 輸 出 轉 速 矩 (k N .m ) 1 0 /1 4 1 0 /1 4 、 1 3 /1 9 5 電 機 功 率 (K W ) 4 4 2 (3 0 ) = 1 6 8 3 3 0或 3 4 0 /5 5 6 正 方 形 排 列 1 .3 8 7 加 固 面 積 (m2) 一 字 形 排 列 1 .4 2

12、ZLD ZLD系列三軸攪拌機參數系列三軸攪拌機參數 上海的四軸深層攪拌機，技術性能達到日本上海的四軸深層攪拌機，技術性能達到日本三軸攪拌機的性能，已成功應用于輕軌明珠線東三軸攪拌機的性能，已成功應用于輕軌明珠線東興路車站基坑工程。已研制成功大深度大扭矩的興路車站基坑工程。已研制成功大深度大扭矩的四軸深層攪拌機，攪拌深度達四軸深層攪拌機，攪拌深度達2828m m，成墻速度達成墻速度達4040m m3 3/ /日，達到日本同類攪拌機技術指標。日，達到日本同類攪拌機技術指標。 上海目前常用的進口上海目前常用的進口SMWSMW工法三軸攪拌機主要工法三軸攪拌機主要有：有：PAS-120VARPAS-12

13、0VAR型、型、NSC-200-EPNSC-200-EP型等，常用的攪型等，常用的攪拌樁直徑有拌樁直徑有650650mmmm和和850850mmmm。設置導向定位鋼板SMW攪拌機架設硬 化 度 制 作SMW攪拌機列位注入型鋼涂減摩擦材料混 合 攪 拌插 入 型 鋼施 工 完 畢型 鋼 回 收殘 土 處 理攪拌機械撤出開 挖 導 溝設置導向定位鋼板SMW攪拌機架設硬 化 度 制 作SMW攪拌機列位注入型鋼涂減摩擦材料混 合 攪 拌插 入 型 鋼施 工 完 畢型 鋼 回 收殘 土 處 理攪拌機械撤出開 挖 導 溝四軸攪拌機參數四軸攪拌機參數 SMWSMW工法工藝流程圖工法工藝流程圖（2 2）施工工

14、藝）施工工藝（3 3）施工要點）施工要點 需開挖溝槽接收返流漿液，設置固定架固需開挖溝槽接收返流漿液，設置固定架固 定定H型鋼；型鋼； 需合理確定下行鉆進時和上行提升時水泥需合理確定下行鉆進時和上行提升時水泥 漿的灌入量；漿的灌入量； 需根據現場條件合理確定攪拌下沉和提升需根據現場條件合理確定攪拌下沉和提升 速速 度，合理確定水泥漿液的配合比；度，合理確定水泥漿液的配合比； 控制水泥土攪拌樁和控制水泥土攪拌樁和H型鋼的垂直度；型鋼的垂直度； 需采取合理措施保證需采取合理措施保證H型鋼能夠順利回收。型鋼能夠順利回收。（4 4）施工質量保證措施施工質量保證措施 v 保證水泥、鋼材質量，嚴格鋼材加工

15、質量檢查；保證水泥、鋼材質量，嚴格鋼材加工質量檢查；v 檢查樁架的定位，鉆孔的深度、速度，檢查水泥檢查樁架的定位，鉆孔的深度、速度，檢查水泥 漿液的攪拌操作規范、水灰比；漿液的攪拌操作規范、水灰比；v 保證樁機平穩，做到固定端正，樁架垂直；保證樁機平穩，做到固定端正，樁架垂直；v 嚴格控制水灰比，攪拌時間，漿液質量，注漿時嚴格控制水灰比，攪拌時間，漿液質量，注漿時 控制注漿壓力和注漿速度；控制注漿壓力和注漿速度； v 控制鉆管下鉆、提升的速度，嚴防斷樁、空樁；控制鉆管下鉆、提升的速度，嚴防斷樁、空樁；v 在插入在插入H H型鋼時，必須做到垂直不斜，控制插深，型鋼時，必須做到垂直不斜，控制插深，

16、 嚴防錯位、插偏、扭歪；嚴防錯位、插偏、扭歪； SMWSMW工法重疊搭接施工方式工法重疊搭接施工方式 SMW SMW工法連續墻施工步驟示意圖工法連續墻施工步驟示意圖六、六、SMWSMW工法有哪些適用條件？工法有哪些適用條件？p它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、100以上卵石及單軸抗壓強度60MPa以下的巖層應用。p可成墻厚度5501300mm,常用厚度600mm；成墻最大深度目前為65m,視地質條件尚可施工至更深。pSMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機，其中鉆桿有用用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

17、v 19991999年，年，SMWSMW圍護樁被建設部和上海市建委立為圍護樁被建設部和上海市建委立為 重點科技成果推廣項目。重點科技成果推廣項目。v 19941994年，上海基礎工程公司把年，上海基礎工程公司把SMWSMW工法首次應用工法首次應用 于上海軟土地區（上海環球世界廣場，基坑深于上海軟土地區（上海環球世界廣場，基坑深 8.65 8.65m m，樁長樁長1818m m），），取得了成功。取得了成功。v 目前已成功解決了型鋼起拔設備與型鋼減摩材料，目前已成功解決了型鋼起拔設備與型鋼減摩材料， 開挖深度、防滲止漏等一系列關鍵技術問題，形開挖深度、防滲止漏等一系列關鍵技術問題，形 成了一整套

18、較為成熟的設計方法、施工工藝。成了一整套較為成熟的設計方法、施工工藝。工程應用實例工程應用實例p “環球世界環球世界”商業大廈基坑商業大廈基坑 基坑開挖面積約基坑開挖面積約30003000m m2 2 ，開挖深度為開挖深度為8.658.65m m，圍護結構采用三排水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑圍護結構采用三排水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑700700mmmm，攪拌樁的中心間距為攪拌樁的中心間距為500500mmmm，內插型鋼內插型鋼 H H800800400400，翼緣和腹板厚度均為，翼緣和腹板厚度均為1010mmmm，H H型鋼長型鋼長13.613.6m m，間距間距10001000mmmm。支撐體

19、系采用一道鋼筋混凝支撐體系采用一道鋼筋混凝 土支撐，坑內進行注漿加固。土支撐，坑內進行注漿加固。環球世界大廈基坑平面示意圖環球世界大廈基坑平面示意圖SMWSMW工法工法H H型鋼布置圖型鋼布置圖圍護結構剖面圖圍護結構剖面圖SMWSMW工法施工成績工法施工成績v 墻體水平位移控制在墻體水平位移控制在3 3cmcm以內；以內；v H H型鋼最大設計彎矩為設計值的型鋼最大設計彎矩為設計值的80%80%；v 圍護結構造價比地下連續墻節約圍護結構造價比地下連續墻節約40%40%；v 圍護結構施工工期縮短圍護結構施工工期縮短1/31/3。p 德隆大廈基坑德隆大廈基坑 基坑開挖深度為基坑開挖深度為5.55.

20、5m m，深坑深坑7.107.10m m，采用采用SMWSMW工工法三軸水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑為法三軸水泥土攪拌樁墻，攪拌樁直徑為850850mmmm，內內插插H H700700300300型鋼，型鋼，H H型鋼長型鋼長1515m m、11m11m，中心間距中心間距12001200mmmm。支撐體系采用鋼筋砼圍檁支撐體系采用鋼筋砼圍檁( (局部鋼圍檁局部鋼圍檁) ) 加一道加一道H700H700300300鋼支撐的方案。鋼支撐的方案。 德隆大廈基坑平面圖德隆大廈基坑平面圖局部支撐及圍護結構平面圖局部支撐及圍護結構平面圖p 上海南站基坑上海南站基坑 地鐵一號線上海南站站改建工程（除車站外），

21、地鐵一號線上海南站站改建工程（除車站外），基坑開挖深度普遍為基坑開挖深度普遍為15米，局部深坑為米，局部深坑為17米，采米，采用用850 三軸三軸SMW工法樁、工法樁、H7003001324mm型鋼作圍護結構，最大成型鋼作圍護結構，最大成樁深度為樁深度為30米，且施工環境緊鄰運營中的地鐵線米，且施工環境緊鄰運營中的地鐵線路，施工難度大。路，施工難度大。 SMWSMW工法圍護結構及鋼管支撐平面圖工法圍護結構及鋼管支撐平面圖 H H型鋼圍檁及鋼管支撐平面圖型鋼圍檁及鋼管支撐平面圖 H H型鋼頂端平面布置圖型鋼頂端平面布置圖SMWSMW工法施工成績工法施工成績v 最大成樁深度達最大成樁深度達3030

22、m m；v 解決了圓弧形測量放線精度控制難點；解決了圓弧形測量放線精度控制難點； v 解決了不良地質條件下施工難點解決了不良地質條件下施工難點 ； v H H型鋼量大、超長，解決了拔出難點。型鋼量大、超長，解決了拔出難點。 v 施工場地狹小，周邊管線眾多；施工場地狹小，周邊管線眾多；東京第二國立劇場東京第二國立劇場SMWSMW工法連續工法連續 墻圍護結構（深墻圍護結構（深4242m m） 浦東機場浦東機場SMWSMW工法工法 連續墻圍護結構連續墻圍護結構NoImage日本日本NTTNTT新宿新宿SMWSMW工法連續墻工法連續墻 圍護結構（深圍護結構（深3434m m）七、七、SMWSMW工法的

23、研究與發展工法的研究與發展v 自自19981998年起，國內相繼研制成功了年起，國內相繼研制成功了ZLDZLD系列多軸系列多軸 式式SMWSMW工法連續墻鉆孔機、四軸深層攪拌機、大工法連續墻鉆孔機、四軸深層攪拌機、大 深度大扭矩四軸深層攪拌機等施工機械。深度大扭矩四軸深層攪拌機等施工機械。v 由上海市土木工程學會地下工程專業委員會組織由上海市土木工程學會地下工程專業委員會組織 的的“SMWSMW圍護樁技術研討會圍護樁技術研討會”于于19991999年年1212月月8 8日在日在科科 學會堂召開，會議重點討論了學會堂召開，會議重點討論了“SMWSMW工法在上海工法在上海的的 應用應用”、“H H

24、型鋼回收技術型鋼回收技術”、“四軸攪拌機的四軸攪拌機的研制研制” 等專題。等專題。v 試驗研究表明，試驗研究表明，SMWSMW工法水泥土攪拌樁在不同工法水泥土攪拌樁在不同 的土層中使用，效果也不相同。一般說來，原狀的土層中使用，效果也不相同。一般說來，原狀 土體性質越好，水泥土攪拌樁強度越大；原狀土土體性質越好，水泥土攪拌樁強度越大；原狀土 體性質越差，則水泥土攪拌樁強度越小。例如水體性質越差，則水泥土攪拌樁強度越小。例如水 泥土攪拌樁用在泥土攪拌樁用在砂質粉土與粉質粘土互層砂質粉土與粉質粘土互層1 1中的中的 效果要比用在效果要比用在淤泥質粉質粘土淤泥質粉質粘土1 1、 中效果好中效果好 得

25、多。得多。v SMW SMW工法圍護結構有著十分廣闊的應用前景，已為工法圍護結構有著十分廣闊的應用前景，已為 上海土木工程界肯定。上海土木工程界肯定。v 上海地區上海地區SMWSMW工法設計、施工經驗總結：工法設計、施工經驗總結： 1. 1. 水泥摻入比水泥摻入比20%20%左右；左右； 2. 2. 漿液水灰比為漿液水灰比為1.51.52.02.0之間之間； 3. 3. 垂直度控制垂直度控制1/1501/1501/2001/200； 4. 4. 攪拌下沉速度不大于攪拌下沉速度不大于1 1m/minm/min，提升速度不大提升速度不大 于于2 2m/minm/min； 5. 5. 用水灰比為用水

26、灰比為0.50.5的水泥砂漿自流充填的水泥砂漿自流充填H H型鋼拔型鋼拔 除后的空隙；除后的空隙； 6. 6. 一般一般650mm 工法樁工法樁適用于適用于78m基坑，基坑， 850mm工法樁適用工法樁適用10m左右基坑。左右基坑。 日本的日本的SMWSMW工法發展及研究工法發展及研究 1953 1953年日本從美國引入年日本從美國引入MIPMIP工法。工法。 1967 1967年港灣技術研究所開始研制石灰攪拌施工機械。年港灣技術研究所開始研制石灰攪拌施工機械。 1971 1971年開始使用單軸或雙軸攪拌機施工水泥土攪拌年開始使用單軸或雙軸攪拌機施工水泥土攪拌 樁連續墻，并在墻中插入鋼管或樁連

27、續墻，并在墻中插入鋼管或H H型鋼，形成早期型鋼，形成早期 SMW SMW工法的工法的MIPMIP樁列式地下連續墻。樁列式地下連續墻。 1976 1976年日本成幸工業株式會社與日本竹中土木株式年日本成幸工業株式會社與日本竹中土木株式 會社分別研制出會社分別研制出3 3軸與軸與4 4軸水泥土深層攪拌機，并應軸水泥土深層攪拌機，并應 用于用于SMWSMW工法，之后還開發出工法，之后還開發出5 56 6軸的軸的SMWSMW工法成墻工法成墻 施工機械。施工機械。 1992 1992年北辰工業株式會社研制試驗成功鏈鋸式年北辰工業株式會社研制試驗成功鏈鋸式( (簡稱簡稱 TRD TRD工法工法) )成墻機械，于成墻機械，于19931993年由大成建設公司用于年由大成建設公司用于 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工法三軸式成墻施工機工法三軸式成墻施工機 械，使械，使SMWSMW工法的成墻深度達到工法的成墻深度達到6565m m。當年還研制成當年還研制成 功伸縮式鉆桿的低高度功伸縮式鉆桿的低高度SMWSMW