SMW工法桩计算方式
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工法桩swm
简介：SMW工法（Soil Mixing Wall的简称）是由日本成幸工业株式会社研究发明的，作为基坑围护挡土和防水帷幕的一种工艺。
二、SMW工法施工原理：SMW工法也叫柱列式土壤水泥墙工法，即利用多轴式长螺旋钻孔机在土壤中钻孔达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合工程要求的水泥浆，并与原土壤进行搅拌。
它是采用专用钻机，用水泥作为固化剂与地基土进行原位的强制性搅拌，并插入型钢，固化后形成水泥土“地下连续墙”墙体，充分利用水泥土挡土墙的高止水性及型钢具有的强度，通过二者的复合作用，用作基坑挡土和侧向防水结构，当其围护功能完成后，型钢可以拔出重复利用。
三、SMW工法的优越性：1、 SMW工法与传统的深层搅拌桩工法相比，其采用的设备不同，成桩机理也不同。
深层搅拌桩是采用传统的单轴搅拌钻机，施工时水泥浆注入充填在原土间隙中，而新型三轴搅拌钻机则在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并置换出大量原状土。
新型的三轴钻机成桩的桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的单轴钻机，其重要性是相邻两幅桩与桩的平行性和搭接程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收与传统的基坑围护。
2、与目前经常采用的地下连续墙和钻孔灌注桩的施工方法相比主要有以下特点：（1）挡水性强，有利于采用坑内降水坑外不降水的情况；（2）对周边建筑物、管线影响小；（3）噪音、泥浆、振动等对环境污染小；（4）能适应绝大多数地层（特别是软土地区）；（5）工期短；（6）造价低；综合以上特点，可见SMW工法的优越性是十分明显的，是一种较为适合中国的经济性围护方式SMW工法施工顺序（1）导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟；（2）置放导轨；（3）设定施工标志；（4）SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌；（5）置放应力补强材（H型钢）；（6）固定应力补强材；（7）施工完成SMW。
图1 深层搅拌桩原理图及效果图2 中空三轴钻机原理图及效果SMW工法的应用范围（1）地下工事开挖中作防水挡土墙；（2）河流改造工程中作防水墙；（3）在大坝下面防止河流水的渗入；（4）埋设管道时作保护墙。
SMW工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方法
S M W工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算
方法
Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
SMW 工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方法
一、假设以桩长10m ，桩径
850，水灰比1.5，水泥掺量
20%
（1）一幅桩一米体积：1.031m3/m
扇形面积=（3.14×0.425m ×0.425m ）×90o/360o=0.1418m2
三角形面积=0.425m ×0.425m ÷2=0.0903m2
重合面积=2×（0.142m2-0.09m2）=0.103m2
每幅桩的截面积=3.14×0.425m ×0.425m ×2-0.103m2=1.031m2
（2）水灰比1.5：重量=1+1.5=2.5T
每幅桩用水泥（以桩长10m 计, 土体容重按每立方1.8T/m3，水泥掺量20%）：=10m/幅×1.031 m3/m ×1.8T/m3×20%≈3.72T/幅
每幅桩水泥浆重量=3.72T/幅×2.5T=9.3T
水泥浆比重1.37T/ m3 ；水泥浆比重=1?1.5?1.37 T/ m3 0.323?1.5
矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的密度2.8~3.1g/cm3 =1/3.1=0.323 m3 每幅桩水泥浆体积 9.3T ÷1.37T/ m3 =6.78 m3
置换率： 6.78 m3÷（10m ×1.031m3/m ）=0.657
根据现场实际施工情况及地质情况，结合以往施工经验，产生外运泥浆约为桩体积的20%。
深基坑SMW工法桩内支撑支护计算书
抗倾覆稳定性系数KQ= 2.695 >= 1.30，满足规范要求。
抗滑移稳定性验算
抗滑安全系数(Kh>= Ksl= 1.2):
抗滑安全系数Kh= 2.032 >= 1.20，满足规范要求。
整体稳定验算
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks= 2.638
圆弧半径(m) R = 20.451
圆心坐标X(m) X = -2.519
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
252.70
464.92
基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)
12.32
15.84
基坑内侧最大弯矩(kN.m)
481.18
517.32
基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)
4.84
8.36
基坑最大侧压力(kPa)
106.32
106.32
基坑最大侧压力距墙顶(m)
6.30
6.30
型钢截面承载力验算：
针对不同分段基坑周边环境，及工程地质条件，各段基坑围护形式选用如下：
1)主线隧道与A地块地道xx路方向出入口邻近段基坑（0+800~0+927）
该区段主线隧道基坑开挖深度0.7～6.3m，A地块地道基坑开挖深度0.5~12.6m，根据地质条件和场地条件，场地环境空旷，适宜采用较简单的支护方式以节省工程造价，故该区段考虑SMW工法桩支护开挖，工法桩采用Φ850三轴水泥搅拌桩，内插700×300×13×24H型钢，桩顶做钢筋混凝土冠梁，第一道支撑采用800×800mm钢筋混凝土支撑，下设Φ609钢管支撑。
1下穿隧道（含地下环廊预留通道及地铁车站预留通道）基坑
xx路延伸线下穿隧道工程始于三堡船闸以北，止于xx二桥以北，全长约1235m。现状地面较为平整，地形起伏不大，基坑开挖深度为0.7~12.1m，局部泵房位置为14.7m，基坑宽度约为21~32m，随隧道结构变化而变化。四堡A地块地下环廊xx路预留两个出入口通道与道路桩号0+920处下穿xx路延伸线主线隧道，基坑开挖深度约为0.5~12.6m；四堡A地块地下环廊运河东路预留两个出入口通道与道路桩号1+030处下穿xx路延伸线主线隧道，基坑开挖深度约为13.9~16.3m；地铁9号线三堡站预留人行通道与道路桩号1+132处下穿xx路延伸线主线隧道，基坑挖深约为16.7m。
抗滑移稳定性验算
抗滑安全系数(Kh>= Ksl= 1.2):
抗滑安全系数Kh= 2.032 >= 1.20，满足规范要求。
整体稳定验算
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks= 2.638
圆弧半径(m) R = 20.451
圆心坐标X(m) X = -2.519
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
252.70
464.92
基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)
12.32
15.84
基坑内侧最大弯矩(kN.m)
481.18
517.32
基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)
4.84
8.36
基坑最大侧压力(kPa)
106.32
106.32
基坑最大侧压力距墙顶(m)
6.30
6.30
型钢截面承载力验算：
针对不同分段基坑周边环境，及工程地质条件，各段基坑围护形式选用如下：
1)主线隧道与A地块地道xx路方向出入口邻近段基坑（0+800~0+927）
该区段主线隧道基坑开挖深度0.7～6.3m，A地块地道基坑开挖深度0.5~12.6m，根据地质条件和场地条件，场地环境空旷，适宜采用较简单的支护方式以节省工程造价，故该区段考虑SMW工法桩支护开挖，工法桩采用Φ850三轴水泥搅拌桩，内插700×300×13×24H型钢，桩顶做钢筋混凝土冠梁，第一道支撑采用800×800mm钢筋混凝土支撑，下设Φ609钢管支撑。
1下穿隧道（含地下环廊预留通道及地铁车站预留通道）基坑
xx路延伸线下穿隧道工程始于三堡船闸以北，止于xx二桥以北，全长约1235m。现状地面较为平整，地形起伏不大，基坑开挖深度为0.7~12.1m，局部泵房位置为14.7m，基坑宽度约为21~32m，随隧道结构变化而变化。四堡A地块地下环廊xx路预留两个出入口通道与道路桩号0+920处下穿xx路延伸线主线隧道，基坑开挖深度约为0.5~12.6m；四堡A地块地下环廊运河东路预留两个出入口通道与道路桩号1+030处下穿xx路延伸线主线隧道，基坑开挖深度约为13.9~16.3m；地铁9号线三堡站预留人行通道与道路桩号1+132处下穿xx路延伸线主线隧道，基坑挖深约为16.7m。
SMW工法桩施工方案
一、工程概况1、工程简述为了满足工期要求，渡线段咬合桩改为Ф1000@750SMW工法桩。
渡线段南端桩长为27.3m（桩顶标高5.3m，桩底标高-22m），采用密插800×300×14×26 H型钢，型钢长度为27.10 m（型钢底标高为-20.5m）。
其余桩长为26.3m（桩底标高-21m）采用三插二形式，型钢长度为24m（型钢底标高为-17.4m）。
根据设计图纸水泥掺入量为搅拌土体重量的25%。
为了使H型钢能顺利的拔出，型钢顶面高出冠梁50cm（冠梁顶标高6.10m，型钢顶标高6.60m）。
桩位外放量控制在10cm。
为了保证渡线段能提前开挖，在车站距渡线段17m位置做一排SMW工法桩（素桩），使渡线段成为封闭的围护结构。
(详见渡线段围护结构图、渡线段桩位布置图)2、主要工程量主要工程数量表3、工程地质、水文条件○1工程地质⑴围护结构地质剖面图一。
⑵各岩土层主要物理力学指标见表1。
⑶车站基坑范围主要为②-1d4粉砂、②-3d2-3粉细砂层中。
○2水文地质条件根据所街站勘探资料，所街站长江漫滩相沉积物呈二元结构，上部主要由淤泥质粉质粘土或粉细砂为主，下部以砂性土为主，场地地下水类型属孔隙潜水：砂性土层中地下水具有一定的承压性。
地下水稳定水位埋深1.60～2.95米,潜水位埋深2.20～2.90米,承压水埋深6.20～6.65米。
主要补给来源为大气降水及人工用水的补给。
深部承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河均有一定的水力联系。
地下水不良作用主要表现为基坑突涌、潜蚀、流砂等现象。
二、施工总体安排1、施工场地兴隆大街围挡范围内作为H型钢加工场地，设备进场的同时探明地下管线分布及埋深，场地回填、平整、夯实。
2、测量放线用全站仪准确的放出桩位中心线，开挖施工沟槽，利用H型钢定出临时桩位点。
3、施工顺序根据围挡范围及管线拆迁情况，以东西高压线为界，先施工高压线以南，后施工高压线以北。
SMW工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方法
S M W工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算
方法
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
SMW 工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方法
一、假设以桩长10m ，桩径
850，水灰比1.5，水泥掺量
20%
（1）一幅桩一米体积：1.031m3/m
扇形面积=（3.14×0.425m ×0.425m ）×90o/360o=0.1418m2
三角形面积=0.425m ×0.425m ÷2=0.0903m2
重合面积=2×（0.142m2-0.09m2）=0.103m2
每幅桩的截面积=3.14×0.425m ×0.425m ×2-0.103m2=1.031m2
（2）水灰比1.5：重量=1+1.5=2.5T
每幅桩用水泥（以桩长10m 计, 土体容重按每立方1.8T/m3，水泥掺量20%）：=10m/幅×1.031 m3/m ×1.8T/m3×20%≈3.72T/幅
每幅桩水泥浆重量=3.72T/幅×2.5T=9.3T
水泥浆比重1.37T/ m3 ；水泥浆比重=1?1.5?1.37 T/ m3 0.323?1.5
矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的密度2.8~3.1g/cm3 =1/3.1=0.323 m3 每幅桩水泥浆体积 9.3T ÷1.37T/ m3 =6.78 m3
置换率： 6.78 m3÷（10m ×1.031m3/m ）=0.657
根据现场实际施工情况及地质情况，结合以往施工经验，产生外运泥浆约为桩体积的20%。
SMW_工法桩简介
SMW 工法桩简介1概述SMW工法是Soil-Mixing Wall的简称，最早由日本成幸工业株式会社开发成功。
SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。
其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的基坑工程。
2工程概况嫩江路车站位于中原路、嫩江路交叉口，为地下一层半侧式站台车站，人行联络通道和电缆通道及环控通风通道设在顶板下夹层内。
嫩江路中原路上交通繁忙，地下管线众多，周边紧邻居民小区。
车站施工期间中原路和嫩江路上交通不能断，中原路现站位处有埋深6m的φ1 500污水管和φ2 460雨水管及埋深3mφ900给水管需搬迁车站一侧。
根据本车站的周围环境分析，车站基坑变形控制保护等级为二级。
车站全长169.5m，站台中心顶板覆土3.3m。
标准段基坑开挖深度约12.3m，端头井开挖深度约14m（此深度为目前地铁基坑采用SMW方法施工的最大深度）。
3地质概况本工程场地属长江三角洲入海口东南前缘的滨海平原地貌类型，微地貌上属吴淞江古河道沉积区，由于吴淞江古河道的切割，场地缺失③层灰色淤泥质粉质粘土和④层灰色淤泥质粘土，代之以分布有厚达约18m的②3层砂质粉土。
场地地形平坦，场地地面标高一般4.0m，站区内地下水属潜水类型，稳定水位在地表以下0.5~1.0m。
站区四周无污染源，地下水对砼无腐蚀。
由上到下各土层主要力学指标见表1。
4基坑围护结构设计4.1围护方案车站基坑围护采用SMW工法，车站基坑开挖深度为12.3~14m，采用进口φ850三轴劲性水泥土搅拌桩作围护结构，内插H700×300×13×24型钢，建议水泥掺量不小于20%，水泥搅拌桩搭接200mm，H型钢间距@1 200mm。
标准段设3道φ609×16钢管支撑，端头井设4道φ609×16钢管支撑，支撑间距一般为4.0m。
SMW工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方法
S M W工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方
法
Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
SMW 工法桩三轴水泥搅拌桩置换土方量计算方法
一、假设以桩长10m ，桩径
850，水灰比，水泥掺量
20%
（1）一幅桩一米体积：m
扇形面积=（××）×90o/360o=
三角形面积=×÷2=
重合面积=2×（）=
每幅桩的截面积=×××=
（2）水灰比：重量=1+=
每幅桩用水泥（以桩长10m 计, 土体容重按每立方m3，水泥掺量20%）：=10m/幅× m3/m ×m3×20%≈幅
每幅桩水泥浆重量=幅×=
水泥浆比重 m3 ；水泥浆比重=1?? T/ m3 ?
矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的密度~cm3 =1/= m3 每幅桩水泥浆体积 ÷ m3 = m3 置换率： m3÷（10m ×m ）=
根据现场实际施工情况及地质情况，结合以往施工经验，产生外运泥浆约为桩体积的20%。
SMW工法桩计算原则
SMW工法桩计算原则1、工艺要求SMW工法桩采用三轴搅拌桩，一个单元为，应采用套接一孔法施工，非加密型钢布置在重叠的孔位中。
详见规范JGJ/T199-2010《型钢水泥土搅拌墙技术规程》。
施工时注意，有时设计院画图不会按照三轴的单元来画，可能只是按照单圆画图，具体施工时，需要我们技术人员重新排桩以及型钢位置，排桩注意现场施工实际，与施工队伍协商，小转角处可直接斜搭。
重新排桩后，工法桩及型钢工程量尽量不要增加。
2、计量原则一般而言，计量规则里SMW工法桩计算分为两部分：工法桩和型钢插拔，型钢计算以t计，直接查型钢规范，找到对应型号得到每延米重量，计算每根型钢长度，乘以单位重量，最后汇总，即可得出总重量；工法桩计算以m³计，不考虑重贴部分，只考虑投影面积，一般以为单元，计算单元截面面积，乘以每个单元的深度，最后汇总，即可得到总体积，重贴部分的费用体现在综合单价中。
3、物资计算SMW工法桩涉及的物资有两部分：型钢和水泥。
型钢计算与计量计算规则一致；水泥计算有几种不同的计算方式：（1）在JGJ/T199-2010的第5页给出“计算水泥用量时，被搅拌土体的体积可按搅拌桩单桩圆形截面面积与深度的乘积计算”，我的理解就是按照单圆的面积计算，但并没有提到套打部分是否重复计算，如果重复计算，计算得到的水泥用量为A1=Σ（单圆面积×深度×土体密度×水泥掺量，套打重复计算），所有的重合部分都考虑了，理论上是水泥用量最大的计算方式。
如果套打部分重复计算，得到水泥的水泥用量为A2=Σ（单圆面积×深度×土体密度×水泥掺量，套打不重复计算），此种计算，约是A1的2/3。
（2）水泥掺量**%，如果理解为综合水泥掺量的话，那么水泥用量就可以用加固体的总体积V（不考虑任何的重叠部分），乘以土体密度，再乘以水泥掺量，得出A3=V×土体密度×水泥掺量，此种计算，由于没有考虑任何的重叠部分，理论是最小的结果，但是由于是综合的水泥掺量，非套打的部分会低于设计的水泥掺量**%，成为薄弱区，可能会渗漏或开裂。
水泥土搅拌桩的计算
每 m 段的水泥用量=234kg/m3×0.71 ㎡×1m=166.14kg
（四）水泥土搅拌桩的灰浆密度计算：
水泥密度 3t/m3
水的密度 1t/m3
1、当水灰比为 0.5
即：1t 水泥：0.5t 水 两体拌和后的重量为 1.5t
两体拌和后的体积=1/3m3＋0.5/1m3=0.83m3
灰浆密度=重量÷体积=1.5t÷0.83m3=1.8t/m3
二、有关水泥土搅拌桩的计算
（一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算：
见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW 工法）。
（二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算：
根据上海地区的岩土工程勘察报告得知：土的重度（r0)在 16～20KN/m3之间，大多为 18KN/m3 左右。当设计未表明被加固土体的重度时，土的重度按 18KN/m3 来计算水泥土搅拌桩的水
2、当水灰比为 0.55
即：1t 水泥：0.55t 水 两体拌和后的重量为 1.55t
两体拌和后的体积=1/3m3＋0.55/1m3=0.883m3
灰浆密度=重量÷体积=1.55t÷0.883m3=1.755t/m3
（五）每幅水泥土搅拌桩每 m 段的浆量计算：
根据上述（三）和（四）可得知
1、当水灰比 0.5，水泥掺量 13%，每幅桩截面积按 0.702 ㎡时，每 m 段的水泥用量为 164.27kg。
项目 灰浆水灰比 灰浆密度 水泥 18 掺入 19 量 20 （% 21 ） 22
Φ650 每幅搅拌桩 1 米段浆量
1.4
1.5
1.6
1.7
1.385 1.364 1.345 1.328
486.34 514.40 542.45 570.51
513.36 542.98 572.60 602.21
SMW工法搅拌桩补充定额
关于发布建筑工程SMW工法搅拌桩补充定额（试行）的通知
各有关单位：
现将《上海市建筑和装饰工程预算定额（2000）》SMW工法搅拌桩补充定额（试行）予以发布。
一、工程量计算规则：
1、一喷一搅定额按设计桩长（压梁地至桩底）乘以设计断面面积计算。
搅拌桩成孔中重复套钻部分工程量已在定额中考虑，不另行计算。
2、插拔型钢定额按图示尺寸以重量计算。
二、本定额沟槽土方开挖、大型机械安、拆及进出场费、型钢租赁费等均按《上海市建筑和转世工程预算定额（2000）》相应规定另行计算。
三、本定额有关费用计算与《上海市建设工程施工费用计算规则（2000）》配套使用。
四、本通知自2004年5月1日起施行。
凡在本定额发布前已签订合同或协议中有明确规定的，仍以原合同或协议为准。
五、本定额由上海市建设工程标准定额管理总站负责解释。
上海市建设工程标准定额管理总站
二ＯＯ四年四月十六日
工作内容：桩机就位、成孔、喷浆下沉、提升、刷剂、插拔型钢。
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Ф850水泥搅拌桩围护每组桩截面积计算方式
1）l＝0.017453ar＝0.017453×90°×0.425＝0.67m
A1＝1/2［rl-C（r-h）］＝1/2［0.425×0.668-0.6007（0.425-0.125）］＝0.05185m2 2）圆A＝3πr ＝3×π×0.425×0.425＝1.7024m2
3）Ф850搅拌桩大幅面积A2＝圆A－4A1＝1.7024m2-0.05185m2×4=1.495 m2（公式见五金手册）
4）Ф850搅拌桩小幅面积＝πr 2＝3.1416×0.425×0.425＝0.567m2
附注：
1、阴影部分为搅拌桩重复套钻，以确保桩体的连续性和接头的施工质量，以达到止水的作用。
2、重复套钻不重复计算工作量，实际组成一组桩为：一大幅（3孔）+一小幅（1孔），单桩断面面积为（1.495m2+0.567m2），便于折中计算单桩断面面积为（1.495m2+0.567m2）/2=1.0312m2。
3、SMW工法围护搅拌桩工作量计算式：桩截面积（1.0312 m2）×设计桩长×桩组数。
3、SMW工法围护搅拌桩工作量计算式：桩截面积（0.6m2）×设计桩长×桩组数。
4、延长米*间距（1.2）×1、0312×桩深=面积。