SMW工法桩在基坑围护中应用与施工技术要求

SMW工法桩在基坑围护中应用与施工技术要求

熊海波

浙江中大建设工程有限公司 浙江杭州310000

摘要：地基基础围护结构为了加快施工速度，提高安全系数，设计采用SMW工法桩，该工法H型钢可以有效回收利用，可有效节省建设成本，同时减少污染，实现节能减排

关键词：SMW工法桩  围护结构  线性工程

SMW工法于上世纪70年代就在日本问世。SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

一、工程概况与施工条件分析

本项目为综合用房，主要包括一幢20层办公楼及3层裙房。工程用地面积10009㎡。地上建筑面积300025.3㎡，地下建筑面积17920.27㎡，总建筑面积约为47945.57㎡。

项目位置位于城北智慧网谷园区内，园区属于原专业市场拆迁区域，部分进出场道路属于属地村镇管理，项目周边东侧道路属于在建，西侧是临时便道，南侧是其他一个在建项目，北侧就是进出的主要通道，按照场地布置要求，开通二个临时出入口也较为困难，用地红线周围布置了临时设施办公用房等，建筑物的外廓边界与红线距离较小，场内基本无法成型环状临时通道，对于前期的围护结构施工条件非常不利。

经过与设计和建设监理和项目技术人员讨论，采取选用2台套SMW施工施设备，按照由东北角经北侧西侧到出入口的西南角，其他一台套从东北角经东侧南侧到出入口的西南角大门处完成施工任务，考虑进场和退场时间，刚好按照一周左右的前后时差分别完成大体相同的工程量，按照工期要求，实际有效施工时间约35天左右，考虑设备进场组装和退拆拆解等，2台套设备完全从进场开工到退场约45天左右，施工中考虑天气设备故障等不利因素，安排的工期需要50天考虑。在此期间如遇到特殊地质条件等还需要进一步研究有关技术措施

二、SMW工法桩具体施工技术要求

1、SMW 桩放线考虑放线允许误差10mm，垂直允许偏差1%。

2、确保内衬墙厚度及限界要求，施工单位应根据自身设备、工艺、技术水平及施工经验适当考虑外放，建议外放100mm。

3、搅拌桩应采用五轴工艺，施工时应保证水泥土能够充分搅拌混合均匀。建议采用进口机械，应上下各一次对土体进行喷浆搅拌。对砂性土层，宜在搅拌桩底部2m～3m 范围内上下重复喷浆搅拌一次。尽可能在搅拌桩施工完成后30min内插入H 型钢，若水灰比或水泥掺入量较大时，H 型钢的插入时间可适当延长。

4、施工前应沿围护桩纵向开挖导沟设置导向定位钢板，导沟边设固定支架以便固定插入的H 型钢。

5、型钢焊接点应避开最大内力点，焊点应在基坑底以下3m。

6、型钢插入前需涂减摩剂，涂刷隔离剂时，严格按照操作规程作业，确保隔离剂的粘结质量符合要求。H 型钢桩上端外露冠梁顶面≥500mm，外露部分应留吊装孔，便于型钢安装和拔除。

7、H 型钢插放达不到设计标高，则采用提升H 型钢，反复下插使其达到设计标高；若不能靠自重下沉，可借助适当外力将H 型钢插入到位，下插过程始终检查H 型钢垂直度。

8、SMW 桩完成后，凿除桩顶部水泥土，露出的H 型钢表面用隔离材料包扎或粘贴，然后再施工压顶冠梁。

9、施工前应进行试桩试验，以确定施工工艺、水灰比、水泥掺量等施工参数。开挖土方前，应对搅拌桩钻孔取芯检验，要求28 天无侧限抗压强度应为0.8MPa、渗透系数不超过10-7cm/s 方可向下开挖土方。

10、围檩、腰梁与内插H 型钢要有可靠的连接。围檩与围护桩之间应用细石混凝土填实且达到强度时才能施加预应力。

11、为了有效保护SMW 工法桩，保证桩墙的稳定和止水效果及型钢的顺利拔出，要求机械挖土至SMW 工法桩边20cm 时，采用人工清除SMW 工法桩上的土体。

12、严禁挖土机械碰撞SMW 工法桩，若SMW 工法桩桩体被挖损并碰划到H型钢，使型钢表面减摩剂破损，应将型钢表面清理干净，重涂减摩剂。

13、H 型钢起拔采用专用机械，起拔加力要垂直，不允许侧向撞击或倾斜接拔。

14、H 型钢的起拔力与H 型钢的变形形状密切相关，因此，基坑开挖过程中，根据土体变形的时空效应，及时架设支撑，尽可能缩短基坑开挖与支撑架设的时间间隔；施工中加强监控量测，并准确、及时反馈信息，指导现场，及时采取相应对策，把基坑变形控制在最小范围以内。

15、SMW 工法围护结构变形受水位变化的影响比较大，在基坑开挖过程中，必须采取措施进行坑内降水，并及时封堵渗漏点，以达到减少基坑变形的目的。

16、拆除支撑及围檩时，将型钢表面打磨光滑，补涂减摩剂，防止型钢锈蚀无法拔出。

17、施工过程中一旦出现意外情况导致施工冷缝的产生必须采取在冷缝处搅拌桩外侧补搅素桩，以此确保将来基坑开挖时不出现大量渗水现象。

18、桩基检测：基坑开挖前应检验水泥土搅拌桩的桩身强度，强度指标应符合设计要求，钻取桩芯强度试验时，抽检数量不少于总桩数的2%，且每根待检测桩取样点应取沿桩长不同深度和不同土层处的5 点，在基坑坑底附近应设取样点。钻孔取芯完成后空隙应注浆填充。

19、SMW 桩的水泥土搅拌桩应采用套接一孔法施工，水泥采用强度等级不低于P.O42.5 级的普通硅酸盐水泥，水泥掺量为22%。

20、内插型钢型号应与设计一致，当型钢采用钢板焊接而成时，应按照现行行业标准《焊接H 型钢》YB3301 的有关要求焊接成型。

21、型钢尽量采用整材，当需要分段焊接时，应采用坡口焊等强焊接。焊缝质量等级不低于二级。单根型钢中焊接接头不超过2 个，焊接结构位置避开设在支撑位置或开挖面附近2m 范围，相邻型钢的接头竖向位置相互错开，错开距离不小于1m。

22、工法桩中型钢拔除后留下的桩孔须采用水泥砂浆及时回填。

三、SMW 工法桩H型钢减摩剂

1、清除H型钢表面的污垢及铁锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂。

2、使用专用电热棒插入减摩剂内均匀加热（熔化须使用无明火的电热法），融化后均匀充分搅拌使其厚薄均匀，然后再涂刷于H 型钢表面，其厚度控制在1.0毫米以上。

3、均匀涂刷减摩剂，减摩剂的用量为1kg/m2。

4、如遇雨天，型钢表面潮湿，先用抹布擦干其表面后涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。

5、如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。

6、型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。

7、浇筑连接梁时，埋设在梁中的H型钢部分必须用10mm厚泡沫塑料片包++裹好，使型钢与砼隔离良好，以利于H型钢拔除。

总结语：SMW工法桩工艺相对成熟，但是该工法还存在一定的实践中的问题，如三轴搅拌设备受到附近高压线间距，作业空间场地等，但选用SMW工法作为围护结构，是相对其他围护结构体系后综合考量得出。因此作为建设、设计方在经过技术经济论证比较后，一般会优先选用SMW工法作为围护结构，也是符合绿色施工，节能节财等潮流的。

因此作为施工企业就必须加强SMW工法的施工技术和管理创新上的工作，树立在SMW工法施工方面的优势，提高企业在生产成本方面的优势。

参考文献：

1. 施庆熙，SMW工法在某大型工程基坑支护的应用【J】,施工技术，2012（13）