盾构端头加固SMW(初级稿)

盾构端头加固SMW（三轴）工法（初稿）
风流无情*刘清利
计算方法一般有两种：
第一种
一、水泥用量计算：水泥密度3t/m³水密度1t/m³水泥掺入量20％横向纵向咬合250mm 水灰比 1.5 加固范围12m×9m=108m²土体重度18KN/m³
如图：
图中面积均从CAD中量取，也可以用扇形面积和三角形面积计算，此处不做赘述。

一根桩的体积=1.4949×20=29.898m³
1m³土掺入水泥=1.8×20％=0.36t
一根桩需水泥量=0.36×29.898=10.763t
1.5t水配1t水泥，则水泥浆的密度=1.5+1/（1.5/1+1/3）=1.363t/m³一根桩需水泥浆量10.763/1.363=7.896m³
所以置换率为7.896/29.898×100％=26.4％
考虑到桩与桩之间横向和纵向250mm的咬合，所以除渣量应该计入。

咬合产生除渣量=0.1037×4/1.4949×26.4％=7.3％
总除渣量为26.4％+7.3％=33.7％
考虑实际情况下的材料浪费不超过10％左右，因此除渣量按40％左右计算，根据经验一般不超过40％。

此加固区总出渣量应为12×9×20×40％=864m³
实例分析（大行宫端头加固）
一、水泥用量计算：水泥密度3t/m³水密度1t/m³水泥掺入量22％横向纵向咬合250mm 水灰比 1.5 加固范围12.2m
×6m 12.2m×6m 土体重度18KN/m³加固深度28.04m
每根桩所需水泥=1.4949×28.04×1.8×0.22=16.599t
一根桩需要水泥浆量=16.599/1.363=12.178m³
所以置换率=12.178/（1.4949×28.04）×100％=29.05％
则总除渣量=29.05％＋7.3％=36.35％考虑到实际情况下的材料浪费，以及经验，除渣量为46％左右，一般不超过其计算值加上10％！
大行宫原设计桩数为144根
则需水泥用量=16.599×144=2390.256t
总除渣量=12.2×12×45％×28.04=1847.2752m³
但其中有2.5m×4m一块因场地问题，无法打搅拌桩，换做旋喷桩施工，旋喷桩的水泥掺入量一般在30％以上，所以，水泥总量2390.256t 也算合理！
第二种
实例分析（大行宫端头加固）
一、水泥用量计算：水泥密度3t/m³水密度1t/m³水泥掺入量22％横向纵向咬合250mm 水灰比 1.5 加固范围12.2m ×6m 12.2m×6m 土体重度18KN/m³加固深度28.04m
以整体水泥掺入量除以所打的桩数便为每根桩的水泥用量。

所以水泥总用量=18×12.2×6×28.04×2×22％=1625.6t
每根桩的水泥用量=1625.6÷144=11.3t
每根桩水泥浆体积=11.3÷1.37=8.25m³、
置换率=8.25÷（1.4949×28.04）=19.7％
加上咬合部分出渣量=19.7％＋7.3=27％（套装按正常咬合计算）
考虑浪费等，出渣量应在37％左右。

而实际施工时，其下钻速度、浆液流速等也受地层影响，所以理论只用于指导实践！实际打桩水泥用量在此二者之间。

而许多打桩公司，用大幅、中幅、小幅三种情况对应三种浆液流速档位进行施工。

但不论哪种施工方式，其根本问题在于水泥用量和加固区强度高低上！现一般均用第二种计算方法进行施工。