【正文】 40(8P)2kW，鉆孔深度最深達(dá)30m。黃均龍和張冠軍[9]對(duì)國(guó)產(chǎn)雙軸攪拌機(jī)（SJB372）、日本三軸攪拌機(jī)（PAS120VAR）和國(guó)產(chǎn)四軸攪拌機(jī)（SJB42/304）的性能進(jìn)行了比較，三種機(jī)型的電機(jī)功率分別為237kW、245kW、442/30kW，成墻深度分別為20m左右、27m、28m左右。由于國(guó)內(nèi)通用機(jī)械制造業(yè)與國(guó)際上先進(jìn)國(guó)家的差距，SMW工法的施工機(jī)械、成樁深度、施工效率以及施工質(zhì)量上存在著一些缺陷，阻礙了SMW工法的進(jìn)一步發(fā)展，其推廣與普及受到一定限制。 設(shè)計(jì)方法通常認(rèn)為[10]，水土側(cè)壓力由型鋼單獨(dú)承擔(dān)，水泥土作用是抗?jié)B止水。試驗(yàn)表明，水泥土對(duì)型鋼的包裹作用提高了型鋼剛度、減少了位移。此外，水泥土起到套箍作用，可以防止型鋼失穩(wěn)。SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括如下幾個(gè)方面： ① 水泥摻入比—2—水泥摻入比一般在綜合考慮土質(zhì)、側(cè)壓、芯材間隔等因素的基礎(chǔ)上,根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)確定。丁克等[11]通過試驗(yàn)得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)論,主要有（1）~（4）式的關(guān)系。水泥土單軸抗壓強(qiáng)度qu與水泥摻入比aw的關(guān)系： 水泥土的設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度：設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度：設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度：qu=kwaw+quo（1）fc=qu28/2（2）（3）（4）fc=qu28/6fc=qu28/10式中kw為強(qiáng)度增長(zhǎng)系數(shù)，qu0為原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，qu28為水泥土28天單軸抗壓強(qiáng)度。② 型鋼入土深度DH型鋼入土深度主要由基坑抗隆起穩(wěn)定性、擋墻內(nèi)力和變位不超過允許值、能順利拔出等條件決定，按式（5）驗(yàn)算抗隆起安全系數(shù)Ks來確定型鋼入土深度(要求Ks≥～、型鋼埋入水泥土長(zhǎng)度lH=DH+H)，若該數(shù)值使結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變位過大，則需加大入土深度后再進(jìn)行擋墻結(jié)構(gòu)分析。Ks=(gDHNq+cNc)/[g(H+DH)+q]（5）式中:DH —型鋼入土深度，H—基坑開挖深度，γ—坑底及墻外側(cè)土體重度，c —坑底土體凝聚力，q —地面超載，Nq、Nc —地基承載力系數(shù)。③ 水泥土樁入土深度DcSMW工法中水泥土樁入土深度Dc主要有三方面的水力條件決定：確?？觾?nèi)降水不影響到基坑以外環(huán)境、防止管涌發(fā)生、防止底鼓發(fā)生。④ 型鋼抗拔驗(yàn)算H型鋼的抗拔力Pm主要由靜摩擦力Pf、變形阻力Pd及自重G等三部分組成,即Pm=Pf+Pd+G（6）⑤ SMW工法截面設(shè)計(jì)截面應(yīng)符合以下設(shè)計(jì)要求：型鋼凈間距、芯材與孔壁之間最小保護(hù)層厚度、水泥土墻體厚度。—3—⑥ 擋墻強(qiáng)度及變形驗(yàn)算多層支撐擋墻結(jié)構(gòu)常采用等值梁法、逐層開挖支撐支承力不變法和彈性梁法等方法。局部驗(yàn)算時(shí)主要包括[1]：型鋼底端截面水泥土抗剪強(qiáng)度、水泥土與型鋼聯(lián)接部位錯(cuò)動(dòng)剪力、水泥土搭接處抗剪強(qiáng)度、側(cè)壓力作用下承載拱的軸力強(qiáng)度。軟土地區(qū)還要進(jìn)行整體穩(wěn)定性、抗傾覆、抗滑動(dòng)等驗(yàn)算。 經(jīng)濟(jì)效益SMW擋墻成本一般為地下連續(xù)墻的70%左右，若考慮H型鋼的回收，則成本可再下降20%～30%。表1為鎮(zhèn)江市新河橋泵站基坑三種圍護(hù)方案的工程造價(jià)[6]，實(shí)際費(fèi)用比設(shè)計(jì)測(cè)算一般還要多。上海市軌道交通明珠線二期工程溧陽路車站[7]設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮了地下連續(xù)墻，鉆孔灌注樁及SMW工法三個(gè)方案。按每延米折算，、。表1 三種施工方法經(jīng)濟(jì)分析 工程直接工程間接費(fèi)/萬元 工程總工支護(hù)方法費(fèi) /萬元沉井法 深層攪拌樁加灌注樁 SMW措施費(fèi)用拆遷/萬元 期 /d 85分析 結(jié)果 設(shè)計(jì)測(cè)算 設(shè)計(jì)測(cè)算 實(shí)際費(fèi)用 55 一些試驗(yàn)成果SMW工法中由于型鋼與水泥土的相互作用，使型鋼抗彎剛度得到提高。圖1[12]為日本材料協(xié)會(huì)對(duì)H型鋼與水泥土共同作用的試驗(yàn)結(jié)果曲線，曲線a表示水泥土與H型鋼混合體荷載撓度的關(guān)系，曲線b為H型鋼的相應(yīng)關(guān)系。由圖1可見，相同荷載作用下水泥土與H型鋼的混合體撓度要小一些，其抗彎剛度比相應(yīng)H型鋼的剛度要大20%，剛度的提高—4—可用剛度提高系數(shù)a表示：a=(ECSICS)/(ESIS)（7）式中，Ecs、Es分別為H型鋼混合體與H型鋼的彈性模量，Ics、Is分別為H型鋼混合體與H型鋼的慣性矩。型鋼起拔回收和重復(fù)利用是SMW工法的一個(gè)最大特點(diǎn)。試驗(yàn)表明，起拔力P0與型鋼垂直度、變形形狀密切相關(guān)，由拔出力P與拔出長(zhǎng)度H的特征曲線（圖2）看出，P0在靜止摩擦力變?yōu)閯?dòng)摩擦力后迅速減少，拔出型鋼的P0應(yīng)小于最大抗拔力Pm，若AH為型鋼截面積、σs為型鋼屈服強(qiáng)度，則Pm=（8）圖1 勁性樁與H型鋼壓彎比較圖2 型鋼拔出特征曲線王?。?997）對(duì)兩種土質(zhì)三種斷面組合形式的H型鋼水泥土組合梁進(jìn)行抗彎試驗(yàn)，—5—分析了組合梁受力和變形過程中不同的作用形式，并提出了水泥土貢獻(xiàn)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。上海隧道股份有限公司[4]對(duì)起拔技術(shù)的研究主要是：減摩隔離材料的選定，型鋼垂直度、水泥土的強(qiáng)度和起拔型鋼的溫度等對(duì)型鋼起拔的影響，起拔裝置的研制。攪拌樁體對(duì)型鋼的適應(yīng)性是SMW工法的關(guān)鍵。如果型鋼與攪拌樁變形不協(xié)調(diào)，可造成樁體開裂、大量漏水、工程失敗。研究表明，攪拌樁強(qiáng)度在空氣中增加較快、在土中較慢。開挖過程中攪拌樁變形在土中即已發(fā)生，樁體強(qiáng)度較低、變形適應(yīng)性較好；開挖出來后樁體強(qiáng)度迅速提高、變形已基本完成。大量工程實(shí)例證明,一般基坑計(jì)算變形在30mm左右時(shí)不會(huì)導(dǎo)致攪拌樁體大量開裂。國(guó)外曾對(duì)SMW擋墻組成材料的力學(xué)特性和受力機(jī)理進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究[13]，鈴木健夫、國(guó)藤祚光(1994)對(duì)水泥土進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究；Yoshio Suzuki(1982)通過固結(jié)排水和不排水三軸壓縮試驗(yàn)，對(duì)水泥摻入比15%的水泥土試樣進(jìn)行了研究；鈴木健夫(1982)取現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)的SMW墻體制作試件進(jìn)行了抗彎試驗(yàn)研究；青木雅路等(1993)對(duì)某建筑13年前施工的SMW地下墻進(jìn)行了耐久性調(diào)查試驗(yàn)。這些研究取得了不少實(shí)用性成果，為制定SMW工法設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范提供了依據(jù)。國(guó)內(nèi)一些人員將有限元應(yīng)用于SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析，佘躍心等[14]用接觸面單元模擬樁土界面，考慮周圍建筑物荷載、施工荷載、施工降水的影響，探討了FEM模擬原理，建立了二維平面有限元模型；王健[15]用DuncanChang模型模擬土、用有厚度接觸面單元模擬接觸面、用平面八節(jié)點(diǎn)等參單元模擬土、用梁?jiǎn)卧M墻體、用一維桿單元模擬支撐。SMW工法設(shè)計(jì)和施工中的存在問題 設(shè)計(jì)方面（1）目前我國(guó)還沒有一套完備的SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)設(shè)計(jì)過程只能參照有關(guān)資料，缺乏統(tǒng)一理論。從基坑結(jié)構(gòu)計(jì)算可以看出，基坑整體穩(wěn)定性分析采用上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》,為總安全度表達(dá)方式，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件檢算采用極限狀態(tài)表達(dá)方式。（2）水泥土與型鋼組合構(gòu)件受力機(jī)理尚不十分明確，尤其是減摩劑采用使這種關(guān)—6—系變的更加復(fù)雜，型鋼“全位”和“半位”布置時(shí)，組合構(gòu)件整體剛度難以確定。用式（7）計(jì)算出的提高系數(shù)a值與實(shí)測(cè)a值相差較遠(yuǎn), 而準(zhǔn)確確定a值對(duì)于計(jì)算墻體變位具有重要意義。（3）水泥土抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及H型鋼與水泥土之間單位面積摩擦μf只能依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)采用, 變形阻力的定量化很困難，給設(shè)計(jì)帶來不明確因素。（4）有限元法對(duì)SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)的研究還不充分，會(huì)碰到土層變形模量、支撐剛度和樁墻剛度等參數(shù)的選擇問題。 施工方面（1）SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中，組合結(jié)構(gòu)變形剛度相對(duì)較小，圍檁對(duì)提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體性起到很重要的作用，如何將圍檁的施加方式與基坑開挖方法相結(jié)合是一個(gè)值得考慮的問題。（2）基坑開挖所造成的SMW擋墻變形使型鋼產(chǎn)生彎曲，減摩劑性能或施工質(zhì)量等原因，都會(huì)致使H型鋼的拔出存在困難，或拔出后較難重復(fù)使用,因此必須解決好型鋼有效拔出問題。（3）就目前施工機(jī)械能力和施工水平以及工程經(jīng)驗(yàn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式對(duì)于基坑深度14m的基坑應(yīng)慎重采用，開挖深度超過12m，基坑變形明顯增大。解決此瓶頸是進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問題。（4）在基坑開挖過程中，SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形受水位變化的影響比較大，必須考慮周邊的降水，以達(dá)到減少變形的目的。結(jié)束語SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)在國(guó)外（尤其日本）應(yīng)用很廣泛，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，工程適應(yīng)性也比較強(qiáng)。但是近幾年來，SMW工法圍護(hù)結(jié)構(gòu)在上海等地區(qū)的應(yīng)用情況卻不容樂觀，本文提出了部分問題，希望能拋磚引玉，重新引起廣大工程科技人員對(duì)此工法的注意?！?—參考文獻(xiàn)[1] [J].江蘇建筑,2002,86(3)：48~51.[2] (SMW工法)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用[J].電力勘測(cè),2000,27(3)：4~7.[3] [J].建筑機(jī)械化,2000(2)：49~51.[4] [J].江蘇地質(zhì),2002,26(2)：101~105.[5] [J].建筑機(jī)械,2000(6)：26~28.[6] [J].水利水電技術(shù),2002,18(6)：84~85.[7] [J].西部探礦工程,2002,76(3)：112~115.[8] [J].建筑機(jī)械,1999(4)：45~47.[9] [J].巖土工程界,2000,3(3)：21~25.[10] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,~217.[11] [J].江西水利科技,2002,28(3)：129~134.[12] 張璞，[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2000,19(增)：1104~1107.[13] [J].建筑技術(shù)開發(fā),2000,27(6)：2~4.[14] [J].四川建筑科學(xué)研究,2002,28(2)：26~28.[15] [J].工業(yè)建筑,2001,31(2)：27~30.—8—