SMW工法在深基坑施工中的应用与研究

SMW工法在深基坑施工中的应用与研究

田江哲

中国二十二冶集团有限公司  河北石家庄 050000

摘要：SMW工法（SoilMixingWall）是一种深基坑支护技术，该防渗结构简单，防渗效果好，工期短，造价低，污染少。尤其适合在城市中进行深基坑开挖。该技术采用一种多轴混合器，在搅拌好的土体上打洞、截土，并将水泥浆灌入土体，搅拌均匀后，将H型钢或其它异型材嵌入到已完成的桩基中，构成一个连续的防渗墙。SMW工法在深基坑施工中的应用可以有效提高基坑的稳定性和防渗性能，降低施工风险。本文结合相关工程实例，通过SMW工法，合理确定围护结构、施工要点和施工方法，以及严格的质量监控，能够确保基坑施工的安全性和稳定性。通过本文的研究和实践，可以进一步优化SMW工法的施工技术，提高其在深基坑工程中的安全性和稳定性，为我国城市地下空间的开发利用提供有力的技术支持。

关键词：SMW工法；深基坑施工；应用研究

1、引言

在人类社会文明的发展进程中，建设工程的开发和社会体系的构建是紧密联系在一起的，这是为了让人民生活更好更稳定。但是，建设工程必须以优良的品质为先决条件，因为唯有如此，它才能最大限度地发挥作用，为居住者提供安全与稳定。如何在施工过程中有效地改善施工质量，一直是建筑业发展到现在所面临的重要课题。在中国城市发展过程中，高层建筑物已成为一项重大工程，随着深基坑工程的不断深入，对该技术提出了更高的要求[1]。SMW（SoilMixingWall）工法，即搅拌桩墙法，是一种在地基处理中常用的深基坑围护技术[2]。它主要通过搅拌机械将水泥、石灰等固化剂与地基土搅拌混合，形成一种具有较高强度和抗渗性能的桩墙结构，以支撑基坑边坡和防止地下水渗入。在深基坑施工中，SMW工法的应用可以有效提高基坑的稳定性和防渗性能，降低施工风险[3]。

2、SMW工法桩工程实例

2.1工程概况

本项目采用三轴搅拌机现场钻孔切削地层，并在钻完后向地层中灌注水泥浆，在充分搅拌和搅拌后，在桩体间形成叠合圈，然后在水泥砂浆凝固之前，将搅拌好的114mm钢管桩体插入土中，形成具有一定强度、刚度、连续、无接缝的连续墙体，并用作基坑围护结构。

2.2基坑支护方案设计

2.2.1基坑设计支护方案比选

针对该项目的规模大、深度大等特点，根据城市环境特点，给出了相应的基坑宽、深计算公式，比较了三种支护方式的优缺点。

地下连续墙围护结构+内支撑。在保证基坑整体稳定、局部稳定、底部抗倾斜、抗滑移、抗浮力、底、边墙防渗等方面要求的前提下，合理确定基坑围护结构的水平位移。

排桩+内支撑式。采用该方案时，横向土压力是通过一排紧密排列的铁丝网来传递的。桩体有冲孔（打眼）和旋转挖眼两种。该方法具有施工简便、设计、施工工艺成熟、施工方便、边坡及基坑周围土的变形容易控制、变形小、对周围环境影响小等特点。

SMW工法桩+内支撑。因为基坑很深，周边有公路，临近建筑，因此，为防止对周边产生影响，在基坑支护中，可以使用多层的内部支撑，而内部支撑可以选择钢筋混凝土，因为它具有很强的刚度，可以更好地控制围护桩的变形，同时还可以提供更大的开挖空间。最终，确定了SMW法施工中的内支护方案。

2.2.2SWM工法基坑设计要求

(1)三轴水泥土搅拌桩：采用直径为φ850mm、间距600mm的三轴水泥土搅拌桩。其中，三轴水泥土搅拌桩实桩段长度为26.1米，钢结构段为27.0米。

(2)型钢：选用HN700mm×300mm×13mm×24mm的Q235B型钢，其断面惯量I不低于193622cm4、界面模量W不低于5532cm3、截面A不少于231.5cm2，其它不限制。

3、SMW工法桩主要施工工序

3.1导槽开挖、机架设置和导轨移动

在SMW法中，导槽开挖是一种很重要的工序，为防止钻进过程中钻出地表，需要在钻进之前先将导沟挖空，挖宽1米，深1.5米。在装配H型钢的过程中，定位是很重要的，为了保证装配的精度，可以在靠近导轨的地方加装凹槽。通常，竖向间距为8-12m，并在轨道上设置H型钢固定装置及钢质防护横梁。但必须注意轨道的轴线位置及轨道的高程，H型钢锚的固定位置及固定位置，并作好标记。

3.2H型钢插入

搅拌桩施工后，不能马上打入H型钢，要等它有了一定的强度后才能进行。一般是在搅拌桩结束30分钟以后，将H形钢筋放入井下。在施工时，若发现H型钢安装位置有问题，可用升降法将H型钢固定至所要求的高度及深度。

3.3H型钢拔出回收

H型钢工作桩的支护方式是：在主体结构达到设计强度后，利用液压卷扬机将其拉出，并将其与型钢连接。为解决砼结构中存在的脱空问题，提出了一种混凝土配比0.7，掺入3%~7%膨润土、细砂、0.5%~1%减水剂等措施，确保灌浆压力不低于1MPa。

4、关键施工技术要点

4.1注浆搅拌和成桩方式

在SMW工法桩技术施工中，搅拌注浆和成桩方式尤其重要，主要有三个方面：

(1)水泥浆的匀混及搅拌：在钻进、起钻时，要使钻杆转动，使钻进、抬升的速率一致。水泥浆的配比要严格按有关规范执行，要根据钻具的钻进、提升速率，动态地调节水泥砂浆的加入量，确保钻进速率一致，从而满足所建桩的设计要求。

(2)重复搅拌：在SMW工法桩的施工过程中，搅拌机提升至设计标高后，需重复搅拌，并在钻进过程中，控制钻杆使其随喷浆一起抬升至设计较高的位置，以确保水泥用量达到设计要求。

(3)为了确保防渗帷幕的防渗效果，三轴搅拌桩贯入部位必须进行多次套管施工，并使用整套的翻斗式双孔搅拌装置。

4.2搅拌速度与注浆质量

在SMW桩的施工中，要注意控制好注浆质量，提高下钻速率，防止泥浆破裂，防止分层。在施工期间，要防止泥浆破裂，也要防止提升速度过快，如果出现这种情况，就应该马上停下来，重新钻进，直到泥浆面下降或者泥浆不再流动，然后进行10～20s的灌浆，然后再重新进行提升。同时，应对搅拌时间进行适当的控制，使搅拌时间大于3min，并注意防止不均匀沉降，确保桩身的连贯性；在钻孔钻杆时，所需的水泥量约为70～90%，而在钻杆提升时，所需的水泥量约为20～30%。

4.3施工深度的把控

在SMW工法的施工过程中，施工深度的把控至关重要。施工深度过大可能导致围护结构不稳定，施工难度增加；施工深度过浅，则可能无法满足基坑的稳定性和防渗要求。因此，施工方需要根据地质条件、基坑尺寸、工程需求等因素，合理确定SMW工法的施工深度[5]。在该项目中，对于搅拌桩和H型钢之间的埋深，必须严格控制好，以达到设计要求。为了保证对施工深度的精确控制，施工方应该使用高精度的测量设备，并使用科学的施工方法，比如分段施工、分层加固等，来保证基坑围护结构的稳定和施工质量。

4.4H型钢焊接及涂刷减摩剂

H型钢长一般不超过12m，焊接时要视具体条件及施工需要而定，但在除渣、除锈和除湿等有关的工艺过程中，必须完全打开，以保证焊缝的完整性，防止漏焊；焊接后的焊锡要进行抛光处理；当两个H型钢之间存在一定距离时，两个H型钢之间的距离不能超过1m；钢材表面应该涂有抗磨损物质，以保证随后的拉力，并使其回到使用条件。

5、结论

SMW工法在深基坑施工中的应用已经得到了广泛的认可和实践，其优点包括构造简单、止水性能好、工期短、造价低、环境污染小等，特别适合城市中的深基坑工程。通过合理确定围护结构、施工要点和施工方法，以及严格的质量监控SMW工法能够有效提高基坑的稳定性和防渗性能，降低施工风险。然而，尽管SMW工法在深基坑施工中具有明显的优势，但在实际应用中仍需根据具体的工程地质条件、基坑尺寸和工程需求等因素进行合理的设计和施工。同时，也需要进一步深入研究SMW工法的施工技术和施工效果，以提高其应用的科学性和可靠性。

参考文献

[1]曹立,吴波,苏宏强.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J].四川建材,2023,49(9):77-78.

[2]邵明伟,王旻.深基坑支护体系施工技术及监测研究[J].建筑机械,2023(9):134-138.

[3]李骁洋.深基坑支护技术在土建基础施工中的运用分析[J].江苏建材,2023(4):137-138.