型钢水泥墙支护

摘要

随着我国经济发展，地上空间的发展逐渐趋向与地下空间。大规模高层建筑地下室、地下商场、地下停车场、地铁车站等都面临着深基坑工程，随着基坑面积的加深面积的加大，环境保护的要求越来越高，一种新型的深基坑支护技术，型钢水泥墙支护应运而生 。

型钢水泥墙支护又称为SMW工法，是基于深层搅拌桩施工工艺发展起来的，目前在建筑业地基基础施工中属于先进的技术。这种结构充分发挥了水泥土和型钢的力学特性，具有高强度、刚度好、隔水性强、对周围环境影响、噪音小、施工过程中无污染、节能环保等特点。目前该技术在我国上海、浙江、江苏、福建等沿海地域应用比较普遍，但尚未在全国范围内广泛使用。

构造及适用范围

SMW工法是一种连续套接的三轴水泥土搅拌装内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。即利用专门的三轴搅拌钻机在原地层钻进切削土体，同时在钻头端部低压注入水泥浆液，与切碎土体充分搅拌均匀，水泥、土体和水一起搅拌后的混合物的固体结构称为水泥土，随着灰结合反应的持续，水泥土的强度得以稳定提高，可达到0.5~1MPa，渗透系数可达到

10?7~10?5cm/s，通过持续的重叠搭接施工，在水泥土浆液尚未硬化前将H型钢插入搅拌桩内

形成地相爱连续墙，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。

SMW工法的适用范围非常广，凡是能够施工三轴水泥土搅拌桩的场地都可以考虑SMW工法，从粘性土到砂性土，从软弱的淤泥和淤泥质土到较硬较密实的砂性土，甚至在含有砂卵石的地层中经过适当的处理都能进行施工。 SMW工法的构造要求主要有以下7点。

1.型钢水泥土搅拌墙中的搅拌桩应符合以下规定：

1）当搅拌桩达到设计强度，且龄期不超过28d后方可进行基坑开挖。当工期紧张等情况下无法满足水泥土搅拌墙龄期达到28d的要求时，可通过加早强剂等特殊措施保证水泥

土搅拌墙在土方开挖时的强度满足设计要求。

2）搅拌桩的入土深度宜比型钢的插入深度深0.5~1.0mm。 3）搅拌桩体的垂直度不大于1/200。 2.H型钢的选用

型钢水泥土搅拌墙是水泥土与型钢等劲性芯材的组合结构，芯材宜采用H型钢等抗弯强度较高的劲性材料。工程中常采用H488?300?11?18、H500?200?10?16、H700?300?13?24、

H800?300?14?26的标准型钢。H型钢截面型号宜按下列规定选用：

1）当搅拌桩直径为650mm时，内插H型钢截面宜采用H500?300； 2）当搅拌桩直径为850mm时，内插H型钢截面宜采用H700?300；

3）当搅拌桩直径为1000mm时，内插H型钢截面宜采用H800?300、H850?200。 3.型钢水泥土搅拌墙中内插型钢应符合下列规定： 1）内插型钢的垂直度不应大于1/200。

2）当型钢采用钢板焊接而成时，应按照现行行业标准《焊接H型钢》YB 3301的有关要求焊接成型。

3）型钢宜采用整钢：当需要采用分段焊接时，应采用坡口焊等强焊接。对接焊缝的坡口形式和要求应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的有关规定，焊缝质量等级不应低于二级。单根型钢中焊接接不宜超过2个，焊接接头的位置应避免设在支撑位置或开挖面附件等型钢受力较大处；相邻型钢的接竖向位置宜相互错开，错开距离不宜小于1m，且型钢接头距离基坑底面不宜小于2m。

4）对于周边环境条件要求较高，桩身在粉土、砂性土等透水性较强的土层中或对搅拌桩抗裂和抗渗要求较高时，宜增加型钢插入密度。

5）型钢水泥土搅拌墙的转角处由于水、土侧压力作用受力集中，变形较大，宜插型钢增强墙体刚度，转角处的型钢宜按照基坑边线角平分线方向插入。

6）除环境条件有特殊要求外，内插型钢宜预先采取减摩措施，方便基础工程完成后的型钢拔除。 4.冠梁的设置

型钢水泥土搅拌墙的顶部应设置封闭的钢筋混凝土冠梁。在板式支护体系中，冠梁对提高围护体系的整体性，并使围护桩和支撑系统形成共同受力的稳定结构体系具有重要作用。当采用型钢水泥土搅拌墙时，由于桩身由两种刚度相差较大的材料组成，冠梁作用的重要性更为突显。

冠梁宜与第一道支撑的腰梁合二为一。冠梁的高度和宽度应由设计计算确定，计算时应考虑型钢穿过对冠梁截面的削弱影响，同时应满足拔起型钢时的需要，并应符合下列规定：

1）冠梁截面高度不应小于600mm，截面宽度宜比搅拌桩直径大350mm。

2）内插型钢应锚入冠梁，冠梁主筋应避开型钢设置。型钢顶部高出冠梁顶面不应小于

500mm，型钢与冠梁间的隔离材料应采用不易压缩的材料。

3）冠梁的箍筋宜采用四肢箍，直径不宜小于8mm，间距不应大于200mm；在冠梁与支撑交点位置，箍筋宜适当加密。

4）为方便型钢拔除，型钢需锚入冠梁，并高出冠梁顶部一定高度。一般不应小于500mm，同时不能高出自然地面。

5）冠梁与型钢之间采用一定的材料隔离，方便日后的拔出，所以型钢对冠梁截面的削弱作用是不能忽略的。 5.腰梁

在型钢水泥土搅拌墙基坑的支撑体系中，支撑和腰梁的连接、腰梁与型钢的连接以及钢腰梁的拼接是整体性的关键。钢支撑杆件的拼接一般应满足等强度的要求，但实际工程中钢腰梁的拼接受场地限制，很难达到要求，应在构造上对拼接方式予以加强，如附加缀板、设置加劲肋板等。

6.当基坑内支撑体系中采用竖向斜撑并需要支撑在型钢水泥土搅拌墙的冠梁上时，需考虑支撑竖向分力产生的冠梁沿型钢向上的剪力，并在内插型钢与冠梁之间设置竖向抗剪构件。

7.当型钢水泥土搅拌墙中搅拌桩桩径发生变化，或型钢插入密度发生变化，为防止其他支护结构刚度的 突变对整体支护结构受力不利，宜将较大直径的搅拌桩或型钢插入密度较大的区段做适当的延伸过度。