SMW工法桩在某泵站基坑支护中的应用

SMW工法桩在某泵站基坑支护中的应用

刘渊长

海南新南方工程设计有限公司海南海口570100

摘要：本文从位于靠近海边的某条河道出海口的泵站基坑支护项目出发，在探讨场地较为狭窄、地质水文不利条件下，SMW工法桩施工技术的经验探索，可为类似的工程提供经验借鉴。

关键词：基坑支护；SMW工法桩

1、前言

SMW三轴搅拌桩技术主要是利用搅拌桩机将水泥充分搅拌后灌入土体，使水泥和土体的一系列物理化学反应，形成具有一定强度的水泥土搅拌墙，随后将H型钢插入墙中，即形成一种劲性复合围护结构，起到止水加固的作用。三轴搅拌桩适用土层范围广、桩身均匀性好、施工效率高等特点使得被广泛应用于工程实际。本文主要结合某出海口的泵站工程在基坑支护所应用的SMW工法桩施工进行技术探讨。

2、工程概况

2.1基本概述

泵房基坑开挖底部高程为-10.37m，基坑长42.85m，宽27.35m。基坑围护墙体结构采用桩径为850mm，桩轴距为600mm的SMW工法桩加水平钢筋混凝土支撑作为挡土与止水结构，搅拌桩采用三轴搅拌桩机，选用42.5级普通硅酸盐水泥，并内插H700×300×13×24型钢（密插型）。SMW工法桩总数236根,A区146根,桩长平均25m，,型钢长20.87m；B区90根,桩长平均22m,型钢长19.5m。SMW工法桩平面图1。

图1SMW工法桩支护结构桩位平面图

2.2工程地质、水文情况

2.2.1、地质情况

根据地勘资料，本工程的地质情况如下：

在勘探所达深度内，场地地层主要为第四系滨海沉积层（Q4m），底部为白垩纪砂岩（K）。根据地质土层的岩性结构、物理力学性质及其差异性，自上而下分为以下4个工程地质层，在施打搅拌桩的高程范围内主要为细粒土砂和细粒土质砂，部分钻孔在高程-38.72～-26.04m内含有风化砂岩。该地质情况透水性较强，加大了基坑降水的难度。

2.2.2水文情况

勘察深度范围内揭露的地下水均埋藏于4个岩土层中，场地西南侧为河道，距海边约100米，地下水与地表水相通，受潮汐影响较大，钻孔勘探期间测得水位标高为0.1~0.7m。地下水位较高，对成桩的施工质量要求更严格。

3、施工工艺及施工顺序

3.1施工工艺

SMW工法桩施工采用跳槽双孔套打连接式工艺，施工工艺流程见图2。

图3SMW工法施工顺序图

3.3施工要点

3.3.1前期准备工作

测量定位所有桩，并标记桩位，根据桩位线开挖样槽，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽度为1.2m，深度为0.6m～1.0m，开挖完成后及时清除槽内土方，桩机就位后，对桩机进行对中整平。

3.3.2喷浆、搅拌成桩

由于本工程的地质及水文条件对施工影响较大，在SMW工法三轴搅拌桩成桩正式施工前，首先进行成桩典型施工试验，明确所用水泥的水灰比范围、搅拌桩下沉和提升的速度等成桩技术参数。

通过试桩试验典型施工，得到如下的成桩技术参数：

1、施工过程控制参数

下沉速度：0.4～0.9m/min；

提升速度：0.8～1.1m/min；

喷浆压力：1.0～1.2Mpa。

2、水泥浆用量参数

水泥掺入量：≥325kg/m3；

水灰比：1.5；

膨润土：≥8kg/m3。

在施工中，按技术参数严格控制搅拌钻机的下沉速度及提升速度，每根桩均应匀速下钻、匀速提升，以确保搅拌充分、均匀。

现场安排专业的技术人员进行旁站、监督，对压浆泵的流量、水泥浆配制、浆液配合比等技术参数进行检查、监控，确保桩体的成桩质量。制好后的浆液搅拌时间不少于2～3min，并不断进行搅拌，避免出现离析现象。施工时的输浆速度采用流量泵控制，出口压力保持在1.0～1.2Mpa之间，输浆速度保持稳定。

三轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，在钻进时水泥用量占总数的70～80%，提升时占20～30%，同时严格控制下沉和提升速度。

桩长确定及控制标准。桩长按现场地质情况而定，实际施打需进入岩层50cm，施工期间注意观察电流变化以及钻杆下沉速度，如电流突然变化过大即为达到岩层，此时继续下沉50cm即为达到桩底。

桩机移位。完成一根桩的施工后，关闭搅拌机，根据桩位施工顺序图转移到下一根桩位置。

3.3.4H型钢施工

H型钢采用H700×300×13×24型号，在距H型钢顶端0.2m处开一个孔径约10cm的圆孔。本工程所需H型钢长度分别为：A区20.77m、B区19.5m。

搅拌桩施工完成后及时插入H型钢，插入H型钢之前应在干燥条件下除刷减摩剂。H型钢的施工工艺流程图见图4.在主体结构完成后拔除H型钢。

图4型钢插入流程图

4、质量控制技术措施

1、SMW工法搅拌桩在桩体范围内水泥浆必须搅拌均匀，桩体垂直偏差不得大于1/250。

2、根据施工前的成桩试验技术参数，确定水泥渗入量、浆液水灰比（宜用比重法控制）、下沉速度及提升速度以及喷浆压力，以保障施工的正常进行。

3、若搅拌桩之间的搭接时间超过24小时,应作为冷缝处理。冷缝处在坑外补打搅拌桩,并在坑外搅拌桩与原搅拌桩接缝处补打高压旋喷桩进行封堵。高压旋喷桩直径一般为600㎜,旋喷桩与搅拌桩之间相互搭接200㎜。

4、H型钢插入垂直度偏差不大于1%，插入标高误差不大于30mm。

5、H型钢在搅拌桩施工完成后30分钟内必须插入，同时保证型钢的插入深度。

6、施工过程中，由专业技术人员负责填写施工记录表，详细记录各桩的施工技术参数，并报送监理审核。

7、施工结束后，应检查桩体完整性、桩身强度（28d取芯试件）和桩体直径。检桩数量应不得少于总数的5%，即12根。水泥土28d无侧限抗压强度应≥1.5Mpa。在搅拌桩的桩身强度指标符合设计要求后，才能进行基坑的土方开挖。

5、经验总结

5.1、基坑施工对周围环境的影响

本项目场地狭窄，周围存在居民楼，基坑开挖及SMW施工会导致土体扰动，可能存在对周围居民住宅、酒店及交通道路等造成变形，需对周围道路及居民住宅楼、酒店及交通道路的情况进行布置沉降位移监测点，并充分重视基坑监测数据，以监测数据为导向进行施工，发现异常及时进行停工检查或调整施工流程。同时,在搅拌施工时，应适当降低注浆压力，采取减压多喷的方式，尽可能降低对周围建筑物的影响。

5.2、SMW搅拌桩施工过程中容易出现的质量问题

SMW搅拌站施工质量控制容易发生以下情况：部分搅拌桩钻杆下沉和提升速度超过设计要求，易造成水泥浆与原土搅拌不均匀；搅拌机停机超过12小时后产生施工冷缝。针对上述情况，在施工时安排专门的技术人员在三轴搅拌桩机旁做好施工记录，发现作业人员钻杆下沉或提升速度不符合要求时，立即纠正；针对施工冷缝，冷缝处在坑外补打搅拌桩,并在坑外搅拌桩与原搅拌桩接缝处补打高压旋喷桩进行封堵。

6、结束语

本项目拟建的泵站工程现场存在场地狭窄、水文地质不利、周边老旧居民区及在建的酒店等不利条件，通过SMW工法桩出色地完成了泵站基坑支护工程的任务，为后续的基坑降水、冠梁支撑体系及土方开挖奠定了技术基础，也为类似的工程提供了经验。

参考文献：

[1]徐洪华，杨锐华，覃椿雄.超深SMW工法桩施工技术在澳大隧道工程中的应用[J].施工技术，2015-1.

[2]施庆熙，张建儿，吕艳斌.SMW工法在某工程深基坑支护的应用[J].施工技术，2012-4.