SMW工法在深基坑围护施工中的质量控制

裘水良

摘要：SMW工法比其它围护方法有着无法比拟的优越性，作为基坑围护结构可行性很高，由于型钢可回收重复使用，成本降低较低。SMW工法作为一种较新的施工工艺，既能满足止水和抗侧向压力，又在成本核算和间接投入上具有一定的优势，是较为理想的基坑围护结构。本文则在叙述了SMW工法的涵义及特点之后，在SMW工法在深基坑围护施工中的质量控制方法上有一定的分析研究。

关键字：SMW工法深基坑围护施工质量控制

SMW工法使用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材，固化后形成基坑挡土防水侧向支护结构。这种结构充分发挥了水泥土混合体和受拉材料的力学特性，同时具有经济、工期短、高止水性、对周围环境影响小等特点。SMW工法是我国建筑施工技术创新中技术引进与创新的典型。

一、SMW工法的涵义及特点

（一）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材，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。SMW工法施工顺序如下：导沟开挖，确定是否有障碍物及做泥水沟；置放导轨；设定施工标志；SMW钻拌，钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌；置放应力补强材（H型钢）；固定应力补强材；施工完成SMW。（二）SMW工法的主要特点：

第一，在现代城市修建地铁，经常靠近建筑物红线施工，SMW工法在这方面具有相当优势，其中心线离建筑物的墙面80 cm即可施工，这也是其他工法所无法比拟的。

第二，消除泥浆污染公害，促进城市文明建设。随着城市管理的规范化，由施工造成的泥浆污染成为日趋严重的问题。地下连续墙由自身的特性决定，在施工时将形成大量泥浆需外运处理，而SMW工法仅在施工后期将置换出来并已固结的干土外运。

第三，施工效率高，缩短工程建设周期，降低围护结构成本。SMW工法构造简单，施工速度快，可大幅缩短工期。另外，SMW工法用于围护墙体，其成本约为地下墙结构的70％，若考虑型钢回收可以降到50％，在现有围护结构中是最低的。

第四，对周边环境影响小。SMW工法施工对邻近土体扰动较小，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害；SMW工法施工占用场地仅为其它施工方法的60％一80％，有利于保护周边建筑、道路及其架空、地下管线。

第五，成桩质量可靠。目前，SMW工法采用的三轴搅拌钻机为中空叶片螺旋式钻机，在钻进土体的同时置换出大量的原状土。同时利用高压空气压入水泥浆使水泥土得到充分搅拌，使得桩体无分层夹泥现象。桩体中插入型钢后，型钢与水泥紧密结合增加了型钢翼缘厚度，使桩体强度大大增加。

第六，适用范围广。它能适应于多种地层条件，可在粘性土、粉土、砂砾石(卵石直径达100 mm)，和单轴抗压强度在60 MPa以下的岩石中应用，尤其是在深基坑中支护更适用。

二、SMW工法在深基坑围护施工中的质量控制方法

（一）桩位检查桩位要按设计尺寸放线定点，钻机定位要准确，以确保钻头不偏离设计的桩位，使成桩后的桩位偏差不大于±3cm。

（二）钻机就位检查钻机钻孔时，必须保证其下部基箱稳定，机身不晃动，机架横平竖直，水平度和垂直度误差其倾角不大于0．50。若桩机机座没有垫实或桩机置放于软弱地基上，在搅拌过程中就会因桩机振动导致桩架逐渐下沉、倾斜。因此每根桩施工前，必须校正搅拌轴两个不同方向的垂直度，其偏差不得大于1／400，以保证成桩垂直度。

（三）浆拌和检查根据设计规定选用合适的水灰比，水泥浆拌制过程中应有可靠的计量装置。

（四）桩过程检查搅拌喷浆过程中，应配备流量计及压力计等检测装置，搅拌头下降、提升过程中应有速度控制装置和措施，严格控制注浆量和提升速度，保证搅拌体质量均匀。在成桩过程中应对水泥土见证取样，取样数量为每台班每机架一组，每组6块，制成标准试块。

（五）型钢的检查H型钢插入前，应逐根对其长度、截面宽度、截面高度、腹板中心线、型钢对接焊缝、型钢挠度指标进行检查，发现弯曲变形的要修整平直，以满足设计和规范要求。同时应提供H型钢对接焊缝的探伤报告，探伤率不得少于5％。H型钢插入前，还应在型钢表面涂减摩隔离剂。H型钢对接焊的形式最好设计成蝴蝶形坡中焊。型钢插入过程的检查在地面安设型钢插入的导向孔，使型钢端部固定后，用经纬仪校其垂直度，调整吊点，然后沿孔依靠自重徐徐下沉，严禁将吊钩完全松脱。如H型钢不能靠自重下沉，可借助适当的外力(柴油锤或振动锤)将其插入到位，并用钢筋固定其标高位置。H型钢应在成桩之后,10min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。在插入过程中发现型钢倾斜时，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，应使搅拌钻机在原孔位重新钻孔搅拌一次，然后再插。

（六）相邻桩施工中的控制相邻两桩施工时间间隔不应大于12h，否则应有可靠的补救措施。SMW工法施工顺序一般采用以下两种方法：跳槽式双孔全套复搅拌连接，一般情况下均采用该方式进行施工；单侧挤压式连接，一般在围护墙转角处或有施工间断情况下采用此方法。这样重复套钻，保证了墙体的连续性和接头的质量。搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。

（七）H型钢的打拔

1、插入H型钢的施工管理。尽可能在搅拌桩施工完成后30 min内插入H型钢，若水灰比或水泥掺入量较大，H型钢的插入时间可相应增加。必须设置H型钢悬挂梁或其他可以将H型钢固定到位的悬挂装置，以免H型钢插入到位后再下沉。复合排桩完成后，凿除桩顶部水泥土，露出的H型钢表面需用隔离材料包扎或粘贴，然后制作压顶圈梁。

2、H型钢回收。采用2台液压千斤顶组成的起拔器夹持型钢顶升，使其松动，然后采用振动锤利用振动方式或采用卷扬机强力起拔，将H型钢拔出。采用边拔型钢边进行注浆充填空隙的方法进行施工。

参考文献：

[1]JGJ 79—91 建筑地基处理技术规范[s]2010

[2]归正，SMW工法及其应用[J]，建筑机械化，2006

[3]钱玉林， SMW支护结构及其经济分析[J]，水利水电技术，2007

[4]翟景文，SMW工法在天津地铁一号线二纬路站上的应用[J]，探矿工程，2008