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【摘要】宁波市区位于滨海平原区，工程建设区主要分布于软土区，基坑开挖土层主要为淤泥质土，由于软土力学性质差，因此宁波市区基坑围护形式主要为排桩加撑方案，特别是深基坑中几乎全部采用该围护形式。排桩加撑围护形式技术上较成熟，但是其造价高、工期长。可否引进一种新型的围护方式，可在深基坑围护中应用。本工程尝试采用SMW工法进行基坑围护，探讨SMW工法在宁波市区深基坑围护中应用的可能性。
1前言
随着改革开放中国经济高速发展，宁波地处沿海，紧跟上海市这个中国经济发展的火车头，经济发展更是日新月异，城市建设红红火火，随之基坑围护设计工作量也是急剧喷发。以前的一年只有寥寥几个基坑设计，到现在的上百个的基坑围护设计量。
而宁波城区土质较为特殊，上部土层均为全新统淤泥质土，性质差，具有高含水量、高孔隙比、高压缩性的特点。 土层的性质使得宁波市基坑开挖支护方式选择余地并不多，特别是对于深基坑而言，只能选择排桩加撑基坑围护方案。随着人们经济意识的增强，对基坑围护设计越来越重视，对造价及工期方面的要求也越来越高，探讨引进应用一种新型的基坑围护形式显得非常必要。
SMW工法由日本开发成功。是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥固化剂而与土体反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重复套钻搭接施工，然后在水泥土混合体未硬化前插入工字钢或钢板作为其应力补强材，到水泥；固结，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。
SMW工法具有以下的特点：
1）具有良好的止水性能：钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌的反复进行，可使水泥强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从面使得它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。
2）对周围环境影响比较小：由于该方法施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋分倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。
3）施工工期比较短：所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙150～200m2。
4）多功能利用：它不仅可以作为一般基坑的止水墙壁，而且可以利用于地下水坝的止水帷幕和土体的加固改良，以及作为基桩。
5）可以用于高深度施工：SMW施工的标准壁厚为Ф650mm的标准型，而Ф850--1000mm大口径型出现后，可以加入大断面材料作为应力加强材料。其耐土压力和止水性方面都比标准型有了显著的提高，这也为大深度基坑的开挖施工提供了可能。
6）但该维护形式对施工的技术要求较高，需要有其施工经验的施工队伍进行施工。
7）对施工进程安排要求较高，否则由于工期加长，工字钢或钢板的租赁费较高，对围护造价影响较大。
2、工程概况
工程位于宁波市区东部，设地下室2层，坑内工程桩为钻孔灌注桩，基坑开挖深度9.55m，基坑开挖面积约为6181m2，四周延长米为324m。
地下室特点：基坑较深，为一级基坑；场地东侧、北侧为机动车道，南侧为正在开挖的二层地下室基坑，西侧为在建大楼，场区周边环境较差。
3、基坑支护结构形式分析
基坑支护结构形式的选取必须综合考虑地下室特点、周边环境和地质条件的因素，才能得到既安全可靠、经济合理，又施工方便的基坑支护方案。按照常规的基坑设计方案，我们在做好排桩加撑方案的同时，需要设计止水措施，使得基坑围护施工中多增加一道工序，增加了围护的造价及施工工期。若采用SMW工法，则不需要另行考虑止水措施，且其工字钢或钢板可以回收，可有效降低围护造价及施工工期。
4、計算
综合分析场区环境，考虑基坑挖土施工的便利性，基坑围护采用SMW工法，结合一道支撑下挂及顶部放坡的方式进行围护计算。
（1）基坑支护结构设计计算内容主要如下：
a．支护结构嵌固深度计算；
b．支护结构基坑整体稳定性验算；
c．支护结构抗倾覆稳定性验算。
（2）计算参数选取：
（3）坑外地面荷载：地面荷载按30 kPa考虑。
（4）根据本基坑的开挖深度和周边环境，基坑的安全等级为一级，侧壁重要系数为1.1。
（5）土压力计算方法：工程各土层土压力计算采用水土合算及分算模式，土压力分布采用朗肯土压力理论确定。
（6）计算结果：计算采用电算方式，采用北京理正深基坑软件和同济启明星软件进行计算，计算结果详见下图，计算结果均满足规范要求。
（7）工程概算（工字钢租期按1个月考虑）：根据该计算剖面估算，基坑围护每延米综合单价比排桩加撑方案减少20%以上。
计算剖面图
5设计效果验证
设计效果验证主要反映在施工造价、工期、安全性。对基坑施工过程进行综合监测非常重要；可以验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工或及时对局部进行加固调整；根据深层土体位移监测点数据表明：基坑施工至±0.00时，土体最大位移约在50mm左右，位于孔下8.0m处（见下图），达到规范要求，同时止水效果较好，技术方面基本实现设计目标。
6结论
（1）通过本工程表明，在宁波市软土区深基坑开挖围护采用SMW工法存在可操控性，采用该工法，可以较好的控制基坑土体的变形及止水作用，随着施工技术的成熟，完全能够在造价及工期反面得到较好的控制。
（2）施工工艺较新，我们应该进一步做好SMW工法的设计计算理论分析工作，由于在宁波地区应用实践少，还需要经过大量的实践来完善该工艺，为该项新技术在宁波推广应用创造条件。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
1前言
随着改革开放中国经济高速发展，宁波地处沿海，紧跟上海市这个中国经济发展的火车头，经济发展更是日新月异，城市建设红红火火，随之基坑围护设计工作量也是急剧喷发。以前的一年只有寥寥几个基坑设计，到现在的上百个的基坑围护设计量。
而宁波城区土质较为特殊，上部土层均为全新统淤泥质土，性质差，具有高含水量、高孔隙比、高压缩性的特点。 土层的性质使得宁波市基坑开挖支护方式选择余地并不多，特别是对于深基坑而言，只能选择排桩加撑基坑围护方案。随着人们经济意识的增强，对基坑围护设计越来越重视，对造价及工期方面的要求也越来越高，探讨引进应用一种新型的基坑围护形式显得非常必要。
SMW工法由日本开发成功。是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥固化剂而与土体反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重复套钻搭接施工，然后在水泥土混合体未硬化前插入工字钢或钢板作为其应力补强材，到水泥；固结，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。
SMW工法具有以下的特点：
1）具有良好的止水性能：钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌的反复进行，可使水泥强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从面使得它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。
2）对周围环境影响比较小：由于该方法施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋分倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。
3）施工工期比较短：所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙150～200m2。
4）多功能利用：它不仅可以作为一般基坑的止水墙壁，而且可以利用于地下水坝的止水帷幕和土体的加固改良，以及作为基桩。
5）可以用于高深度施工：SMW施工的标准壁厚为Ф650mm的标准型，而Ф850--1000mm大口径型出现后，可以加入大断面材料作为应力加强材料。其耐土压力和止水性方面都比标准型有了显著的提高，这也为大深度基坑的开挖施工提供了可能。
6）但该维护形式对施工的技术要求较高，需要有其施工经验的施工队伍进行施工。
7）对施工进程安排要求较高，否则由于工期加长，工字钢或钢板的租赁费较高，对围护造价影响较大。
2、工程概况
工程位于宁波市区东部，设地下室2层，坑内工程桩为钻孔灌注桩，基坑开挖深度9.55m，基坑开挖面积约为6181m2，四周延长米为324m。
地下室特点：基坑较深，为一级基坑；场地东侧、北侧为机动车道，南侧为正在开挖的二层地下室基坑，西侧为在建大楼，场区周边环境较差。
3、基坑支护结构形式分析
基坑支护结构形式的选取必须综合考虑地下室特点、周边环境和地质条件的因素，才能得到既安全可靠、经济合理，又施工方便的基坑支护方案。按照常规的基坑设计方案，我们在做好排桩加撑方案的同时，需要设计止水措施，使得基坑围护施工中多增加一道工序，增加了围护的造价及施工工期。若采用SMW工法，则不需要另行考虑止水措施，且其工字钢或钢板可以回收，可有效降低围护造价及施工工期。
4、計算
综合分析场区环境，考虑基坑挖土施工的便利性，基坑围护采用SMW工法，结合一道支撑下挂及顶部放坡的方式进行围护计算。
（1）基坑支护结构设计计算内容主要如下：
a．支护结构嵌固深度计算；
b．支护结构基坑整体稳定性验算；
c．支护结构抗倾覆稳定性验算。
（2）计算参数选取：
（3）坑外地面荷载：地面荷载按30 kPa考虑。
（4）根据本基坑的开挖深度和周边环境，基坑的安全等级为一级，侧壁重要系数为1.1。
（5）土压力计算方法：工程各土层土压力计算采用水土合算及分算模式，土压力分布采用朗肯土压力理论确定。
（6）计算结果：计算采用电算方式，采用北京理正深基坑软件和同济启明星软件进行计算，计算结果详见下图，计算结果均满足规范要求。
（7）工程概算（工字钢租期按1个月考虑）：根据该计算剖面估算，基坑围护每延米综合单价比排桩加撑方案减少20%以上。
计算剖面图
5设计效果验证
设计效果验证主要反映在施工造价、工期、安全性。对基坑施工过程进行综合监测非常重要；可以验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工或及时对局部进行加固调整；根据深层土体位移监测点数据表明：基坑施工至±0.00时，土体最大位移约在50mm左右，位于孔下8.0m处（见下图），达到规范要求，同时止水效果较好，技术方面基本实现设计目标。
6结论
（1）通过本工程表明，在宁波市软土区深基坑开挖围护采用SMW工法存在可操控性，采用该工法，可以较好的控制基坑土体的变形及止水作用，随着施工技术的成熟，完全能够在造价及工期反面得到较好的控制。
（2）施工工艺较新，我们应该进一步做好SMW工法的设计计算理论分析工作，由于在宁波地区应用实践少，还需要经过大量的实践来完善该工艺，为该项新技术在宁波推广应用创造条件。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开