浅析SMW工法桩施工对深层土体水平位移影响

文/赵云蕾、蒋邦金、陈凯、刘璋、张龙磊 中建八局第一建设有限公司 山东济南 250000

浅析SMW工法桩施工对深层土体水平位移影响

文/赵云蕾、蒋邦金、陈凯、刘璋、张龙磊 中建八局第一建设有限公司 山东济南 250000

SMW工法又被称为新型的水泥土搅拌桩墙，就是在水泥土装内部插入H型钢筋，也有用插入拉森式钢板桩和钢管，将承受荷载和防渗挡水结合在一起，这种方法同时具有抗渗透能力和受力这两种功能，这种工法用于支护结构的围护墙十分有效，文章以此为基础，选择特定的区域为实验地区，对SMW工法桩施工技术对于深层土体水平位移影响进行了简要分析。

SMW工法；深层土体；水平位移

SMW工法桩施工技术对施工设备要求比较简单，所以这种施工方法的成本相对较低，并且没有大量的排土，SMW工法就是使用专业的多轴搅拌就地钻进切削土体，然后在钻头的顶部将水泥砂浆注入土体内部，经过这个过程的反复搅拌，使得水泥砂浆充分的混合，各个施工单位之间使用重叠搭接的方式进行施工，水泥混凝土在没有凝结之前将H型刚才或者其他类型的材料插入搅拌桩内部，构成一个高强度、连续完整且没有接缝的地下连续墙体，使用这种施工技术建造的墙体能够作为地下开挖基坑的挡土以及止水结构层。这种施工技术总的来说构造相对简单，墙体止水性能较好，施工工期段，工程造价小，对环境造成的影响比较小，所以适合城市建筑深基坑工程，文章以某城市地铁隧道施工工程为例，对施工技术以及相应的参数进行了分析介绍。

1、工程试验区域地质状况分析

该工程试验区域地势较为平坦，由于是地铁隧道施工工程，区域内地下水属于浅水类型，稳定水位位于地表下1m左右，水位类型以及深度对混凝土没有腐蚀作用，杂填土含水量33.4%，灰色粘土含水量39.7%，灰色粉砂土层含水量26.1%，灰色细粉砂土层含水量26.3%，灰色粉质粘土层含水量34.7%，暗绿色粉质粘土层含水量21.2%。

2、土层深层水位位移检测

对于SMW工法桩施工对深层土体水平位移影响文章采用的试验方案如下：

使用三轴搅拌棒（规格Φ850mm），每一个桩有效宽度为1.8m，长度为30m，选择试验区域总长度为10m左右，在满足水泥渗入量的状况下，对不同土层使用的水灰比例以及下钻速度等条件确定之后，对深层土体唯一状况进行对比检测。试验参数选择：水灰比例1:1.2:1.5，钻头下钻速度和钻头提升速度05.m/min，试验一共有六个桩，分别按照不同的水灰比进行对比检测，通过对不同状况下的SMW工法桩对深层土体位移影响监测分析，可以得出不同条件下的施工技术选择，降低这种施工技术对于铁路隧道工程结构的影响。

3、土层深层水位位移监测

3.1 位移监测方法选择

对于土层深层水位位移的检测使用SX-20型伺服机测斜仪，因为每一个桩的长度为30m，所以检测孔深设置在30m以上，测斜管稳定之后收集原始数据，之后沿着深度检测方向每过1m收集以此读数，深层水位土体变形观测误差控制在1mm左右。

3.2 水位位移监测结果分析

试验一共选择6个桩，分别标号为Z1,、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，对于6个桩监测时间间隔为36小时，下面对不同水灰比状况下的监测结果进行介绍：

（1）水灰比1状况下的监测结果

Z1桩使用的是水灰比1，钻进施工过程中因为水灰比相对较小，所以钻进设备出现过大的超负荷电流，进而导致跳闸现象，经过调整将水灰比提升到1.2.

（2）水灰比1.2状况下的监测结果

Z2桩使用的水灰比1.2，钻进施工下钻速度平均每分钟0.3m，测斜孔最大的水平位移是2.05mm，位置在地表下方4m处，对应的铁路隧道中心线位置土体位移1.5m。

（3）水灰比1.5状况下的监测结果

Z3桩使用的是水灰比1.5，钻进施工下钻速度平均每分钟03.m，测斜孔最大值在地表下方4m处，水平位移3.43mm，对应的铁路隧道中心线位置土体的水平位移2.68mm，对应的测斜孔位置水平位移是2.35mm。

因为本次试验选择的区域铁路隧道中心点位于地面下方10m位置，为了更好地研究SMW工法桩施工对深层土体水平位移的影响，试验一共持续一周，试验结果显示这种施工技术对于深层土体水平位移的影响主要体现在成桩阶段，施工过程结束之后，被挤压的土体会出现回弹现象，水平位移变形状况逐渐降低，基本上在24小时以内能够保持稳定。

4、SMW工法桩施工对深层土体水平位移影响试验分析和讨论

从上述的试验结果可以看出SMW施工技术对于水平位移的影响主要体现在成桩过程中，同时对于深层土体水平位移造成的影响和水灰比、下钻速度、浆液注入量以及施工地区的地形地势有很大的关系，不同要素之间也会产生一定的影响，例如当水灰比过低的时候，钻进施工的速度也会降低，与此同时浆液注入量会相应的增加，在这种情况下，深层土体会产生较大的水平位移。所以对于地铁侧方位的钻孔施工工程来说，施工阶段必须适当的控制水泥的渗入量，这样能够通过强度的提升，来抵抗基坑开挖过程中隧道结构产生的水平位移。

总的来说，使用SMW工法桩施工技术的时候，深层土体水平位移主要会出现在承装过程中，成桩结束之后24小时以内基本上是处于稳定状态，而这种稳定状态在24小时之后会产生变化，水平位移会逐渐的减小，实际施工过程中，要控制好浆液注入量和下钻速度，协调两者的关系，和两个因素是影响深层土体水平位移的关键环节，由于深层土体水平位移对施工区域的影响非常大，所以在具体施工过程中，一定要从具体的施工区域地质状况出发，选择合适的水灰比，控制好下钻速度，保证工程质量和施工区域结构的稳定。

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