浅析SMW工法桩的施工技术

Briefly Analysis construction technology of SMW method

摘要：本文结合工程实例，简要介绍了基坑围护结构SMW工法在施工过程中的施工工艺、施工技术要点及关键技术控制等。

Summaries：The text combine the engineering examples, briefly introduce the SMW method of the pit enclosure structure in the construction process of construction technology, key points of construction techniques and control of key technologies.

关键词：SMW工法、施工工艺、施工技术、关键技术控制 Key word: SMW method、construction technology、construction techniques、 control of the key technologies

随着我国国民经济的快速发展，深基坑广泛应用于现在的建筑工程中。由于受到工程造价的影响，越来越多的深基坑围护结构采用SMW工法施工。SMW工法搅拌桩是由水泥与土得到充分的强化搅拌，而且墙体无论在纵向与横向没有接缝，具有高止水性；在插入H型钢后使其形成一复合墙体，具有抗侧压强度和高止水性能。本文根据SMW工法的特点，从施工工艺方面出发，结合**围护结构SMW工法施工的实际情况进行探讨，以供施工技术人员参考。

1、工程概况

始发井竖井工程地质从上到下分别为①素填土，标高为12.5~11.5；②粉质粘土夹粉土,标高为11.5~9.4；③粉土,标高为9.4~7.6；④淤泥质粉质粘土,标高为7.6~-2.0；⑤粉砂夹粉土,标高为-2.0~-4.0；⑥粉砂,标高为-2.0~-13.4；⑦细砂,标高为-13.4~-22.5。

始发井围护结构采用SMW工法围护施工，围护尺寸是11.7m×20.7m的矩形结构。围护桩采用φ850mm的三轴深层搅拌桩，其深度23m，H型钢采用HN700×300×13×24，间距600mm。

2、SMW工法施工工艺

深搅止水施工原理是采用的深层搅拌桩机在地面向下钻进一定的深度，同时在钻头处喷出高掺量的水泥浆液与土体反复混合搅拌，形成水泥土桩体，连续搅拌成桩形成密排深层土搅拌桩止水围护。设计采用兼挡土与止水功能为一体的SMW劲性水泥土连续墙，即在原深搅桩桩中插入型钢。

SMW工法的施工工艺流程见图1

现场查勘，清除地下障碍物，平整场地 根据设计图纸测量定位，设置导向桩保证墙体水平精水泥浆配置(搅拌站设立及注入泵就位) 确定施工位置开挖导向沟 设置导向架与定位型钢搅拌机就位 压浆注入 成墙钻进及搅拌 弃土处理 插入芯材与固定 取样强度测定 墙体硬化 墙顶设置圈梁 型钢回收

图1 施工工艺流程图

3、施工技术要点

3.1 场地平整及测量放线

由于DH558-110M三轴搅拌机接地比压为15t/m2左右，如机械施工区域有软土，则桩机施工道路需铺设30cm厚的碎石垫层，并在桩机施工时局部铺设30mm钢板，以确保桩机的安全与施工质量。并按照设计图进行定位及高程引测工作，

3.2 开挖沟槽、设置导向架及定位卡

为使搅拌机施工时的涌土不冒出地面，根据基坑围护内边控制线，开挖宽1.0m，深1.5m左右的导沟。为确保搅拌桩及H型钢插入位置的准备，在沟槽旁边1.5m~2.0m处设置导向桩，同时设置钢围檩导向架及H型钢定位卡，如下图。导向架施工时要控制好轴线与标高，施工完毕后在导向架上标出桩位及插入型钢的位置，型钢定位卡间距比型钢宽度增加20~30mm。

3.3 三轴搅拌桩孔位定位、搅拌桩施工

三轴搅拌机三轴中心间距为600 mm×2，根据这个尺寸在定位型钢上焊制标记，作为搅拌桩定位、移位的依据。

在确认地下无障碍物后桩机定位，桩机定位后，用随机的倾斜仪校正桩机导杆垂直度，偏差值应小于1/200。施工前必须进行工艺试桩，以标定各项施工技术参数，主要包括：①搅拌机钻进、提升速度及桩顶标高。②灰浆的水灰比。③灰浆泵的压力。④每米桩长或每根桩的输浆或送灰量，灰浆经输浆管到达喷浆口的时间等。

3.4 H型钢插入

三轴水泥搅拌桩施工完毕后，移动桩机的同时吊机应就位，准备吊放H型钢。

①在沟槽上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内至设计标高。

②若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高。

③待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将槽钢撤除。 3.5 H型钢回收

①待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。

②用6%~10%的水泥浆自流充填H型钢拔除后的空隙。 4、关键技术控制 4.1 控制水灰比

开机前应进行浆液的配制，根据设计要求和现场的土质情况，控制水泥浆液的水灰比为1.5 。

4.2 控制搅拌速度与注浆量

①三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时按照不同地层和后台浆液输送量等因素调整控制好下沉和提升速度。防止出现夹心层及断浆情况。

②钻进速度：粘性土在0.5m/min~1 m/min，砂土1m/min~1.5 m/min；提升速度为1m/min~2 m/min，比钻进速度快1倍，但不宜过快。

③水泥浆液搅拌时间不少于3mim，滤浆后倒入存浆桶中并不断搅拌，防止水泥离析，压浆也要连续进行，不可中断。

④一般三轴搅拌机下钻搅拌时注浆的水泥用量约占总数的70%~80%，提升时为20%~30%。拌浆及注浆量以每根桩的加固土体方量换算（每米单桩水泥用量为每米加固土体重量×设计的水泥掺入量），注浆压力为4Mpa～8Mpa。

⑤施工中若出现意外中断注浆或提升过快再现象，应重新下钻至停浆面或少浆桩段以下1m的位置，重新注浆10s~20s后恢复提升，保证桩身完整，防止断桩。

4.3 型钢的插入

H型钢应在成桩之后30min内插入，若水灰比或水泥掺量较大时，插入时间允许适当延长。在插入过程中若发现H型钢倾斜时，应立即拔出一定的高度，然后再重新插入，若2~3次仍然不能纠正，应在原孔位用搅拌机重新搅拌一次，然后再插。

4.4 相邻桩的施工

相邻桩施工时间间隔不应大于12h，否则应采取补救措施，包括增加注浆量并同时减慢下沉时间。

4.5 施工顺序

SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，以保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。

4.5.1 间隔式双孔全套复搅式连接：一般情况下均采用图2施工顺序方式进行施工。

施工顺序3施工顺序1施工顺序5施工顺序4施工顺序2：

图2 水泥搅拌桩间隔式双孔全套复搅式施工顺序示意图

4.5.2 单侧挤压式连接方式：对于围护桩转角处或有施工间断情况下采用图3施工顺序进行施工。

施工顺序2施工顺序1施工顺序4施工顺序5施工顺序3方式二：

图3 水泥搅拌桩单侧挤压式施工顺序示意图

4.6 型钢的拔出

待地下主体结构完成，混凝土强度达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。

5、结束语

SMW工法是采用三轴搅拌机边搅边喷浆，充分搅拌水泥土混合体，并插入H型钢或其它芯材而形成地下支护结构，具有高止水性及挡土墙的功能，并能在狭小的场地施工，无噪音、振动小，对周围环境无影响，工程造价小。实践证明，在施工中只要严格按质量要求控制，SMW工法在深基坑中具有很大的发展空间。希望本文能在施工中给各位同行提拱一点有用的参考。

参考文献:

中国建筑工业出版社 1999 夏明耀 曾进伦 主编 《地下工程设计施工手册》