SMW工法在基坑支护工程中的应用

摘要：SMW工法亦称型钢水泥土搅拌桩HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B0%B4%E6%B3%A5%E5%9C%9F%E6%90%85%E6%8B%8C%E6%A1%A9"＼t"_blank"墙，即在水泥土桩内插入型钢等（多数为H 型钢，亦有插入拉森式钢板桩、钢管等），把承受荷载和防渗挡水切实结合在一起，让这个支护结构具有抗渗和受力两种功能。本文主要介绍其主要特点、施工工艺、关键技术措施及其在基坑支护工程中的应用效果。

关键词：SMW工法桩；基坑支护；关键技术；应用效果

1 概述

SMW工法，即采用多轴搅拌机钻入切削土体，将水泥浆液从钻头端部位注进土体内部，并进行充分地搅拌，使其充分混合，在各施工单位之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体凝固之前及时将型钢插进搅拌桩内部，如此一来，形成了高强度、无接缝且连续的地下墙体。此地下墙体具有止水与挡土功能，能够作为地下基坑的挡土结构。就该结构而言，不仅止水效果明显，且结构较为单一，工期短、造价低、环境污染小，特别适合城市中的深基坑HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B7%B1%E5%9F%BA%E5%9D%91"＼t"_blank"工程。SMW工法最常用的施工机械是三轴搅拌桩机。本文主要介绍其在基坑支护工程中的应用情况。

SMW工法支护结构的主要特点有：

（1）施工的时候，基本上不存在噪音，其对环境的影响比较小，并且结构强度比较可靠，在松软地层中比较的适用。

（2）施工的时候不会给附近土体造成扰动，不会出现临近地面下沉、道路裂损以及房屋倾斜的情况。

（3）钻杆螺旋推进翼相间设置，在钻掘与搅拌功能下，能够对土与水泥系强化剂进行有力搅拌，再加上墙体是连续且无接缝的，相对于传统连续墙，该结构止水性更强，能够与多道支撑进行相互配合，并运用到深基坑。

（4）所需工期较其他工艺短，在一般地质条件下，所需工期为地下连续墙的三分之一左右。

（5）选择这种工法支护，在一定条件下，其可以代替地下连续墙，并且可以选择一些手段来将型钢等材料回收回来，其成本要远远比地下连续墙低，并且其发展前景比较好。

2 工程概况

某工程位于北京市昌平区北苑东路，为北苑污水工程工作井支护工程，基坑开挖深度8.0m。采用SMW工法支护形式，桩型采用Ф850@1200mm三轴搅拌桩，设计桩长17.0m，水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入比20%，桩内插H700×300×13×24型钢，H型钢长度同桩长，采用“隔一插一”的形式，桩顶设1200×700mm钢筋混凝土冠梁。

3 SMW工法施工

3.1 施工工艺流程

测量放线，开挖导沟→设置导向、定位型钢→桩机就位，校正桩机垂直度→搅拌钻进，水泥浆制作、注浆，搅拌提升→重复搅拌→型钢涂刷减摩剂，安插、固定型钢→重复下一组桩施工→冠梁施工→型钢的起拔回收。

3.2 主要施工技术措施

（1）测量放线。在施工前，将坐标基点以及设计的土质作为依据，合理的计算维护中心线交点坐标，并利用专门测量仪器来进行维护中心线的放样，在对坐标的数据进行复核之后，也可以做好护桩。

（2）开挖导沟。本次支护结构施工，根据结构内边控制线开挖沟槽，沟槽宽约1.2m，深约1.0m。并清除地下障碍物。开挖沟槽余土应及时处理，以保证三轴搅拌桩正常施工，并达到文明施工工地要求。

（3）导向、定位型钢放置。在平行沟槽方向放置两根定位型钢，长约5～7m，定位型钢必须放置固定好，必要时用点焊进行相互连接固定。

（4）桩机就位。移动搅拌桩机至设计桩位，偏差不得大于20mm。桩机移位要作到平稳、安全。

（5）桩机垂直度校正。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。

（6）水泥浆液拌制。水泥浆拌和过程中水和水泥的用量由电脑进行计量，水泥浆的拌合时间一般为2分钟。水泥掺入量按土体比重的20%进行控制，可根据现场施工情况进行适当调整。

水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，因故搁置超过2小时以上的拌制浆液，应作废浆处理，严禁再用。

（7）搅拌头下沉与提升。本工程采用“二搅四喷”施工工艺。下沉和提升过程中均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。钻杆提升完毕时，水泥浆液应全部注完，搅拌桩施工结束。在桩底部分宜重复搅拌注浆。

（8）选择合适的型钢，表面进行减摩剂的涂抹。型钢应该选择H700×300×13×24型钢，并且需要在型钢的顶端进行双面焊接加强版的焊接，并且在离型钢顶端0.02米的位置开一个孔径为10厘米左右的圆形孔，这能够给型钢的起拔和插入提供一定的方便。

在型钢使用之前必须进行减摩剂的涂抹，这样能够给拔出提供方便，对于型钢表面应该做好除锈工作，并且在干燥的条件下进行减摩剂的涂抹。

（9）做好型钢插入和固定。在水泥土搅拌桩施工结束后，吊机应该马上就位，并且进行型钢的吊放。型钢插入时间应该在搅拌桩施工结束三个小时内。

进行定位型钢卡的放置，然后把型钢沿着定位卡慢慢的插入到水泥搅拌桩中去，在插入一到两米之后，通过线坠来进行型钢垂直度的调整，在调整结束后，慢慢的把型钢插入到水泥土中去。在水泥土搅拌桩硬化达到相关要求后，可以撤除吊筋和槽沟定位钢以及吊筋。

（10）冠梁施工。水泥土搅拌桩施工完毕后，可进行设计桩顶标高以上土方开挖。破除桩头至设计标高，清理桩头浮渣。按设计和相关规范要求绑扎冠梁钢筋，安装模板，浇注冠梁混凝土。制作混凝土冠梁时，型钢须用牛皮纸包裹好，使混凝土与型钢不直接接触。否则型钢将无法拔出。

（11）型钢的起拔回收。将两台液压千斤顶组合成起拔器，对型钢进行夹持，对其进行松动处理，并运用振动锤通过振动，或运用履带式吊车将型钢强力拔出。在起拔过程中，应同时进行注浆，以填补空隙。

4 基坑的安全监測

基坑开挖过程中，对基坑的支护结构及止水效果进行了监测，通过监测数据分析，基坑支护结构的最大水平位移仅为13mm，周围邻近建筑物、地面道路的沉降几乎为零，基坑整体支护结构设计合理、安全可靠。开挖后坑内水量很少，坑壁无渗漏，基坑周围水位基本稳定，整个基坑止水较为成功。

5 结论

实践证明，该工程采用SMW工法施工是可行的，基坑支护安全可靠，型钢又可回收，造价明显降低，同时加快了工程进度，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]柳培育.SMW工法在深基坑支护工程中的应用[J].福建建材，2016（05）：6465+114.

[2]缪永山，潘华，贺柳艳.SMW工法在城市软地基复杂环境下深基坑支护工程中的应用[J].科技情报开发与经济，2011，21（21）：171174.

作者简介：王广超（1970），男，江苏丰县人，研究员级高级工程师，毕业于淮海工学院工业与民用建筑专业，现工作于江苏省矿业工程集团有限公司。