SMW工法桩在深基坑中的运用

刘 建

(武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北 武汉 430061)

SMW工法又称劲性水泥土搅拌桩法，可在粘性土、粉土、砂砾土等地层中应用，施工不扰动临近土体，不会产生临近地面沉降等危害，特别适合城市中的深基坑工程，结合以下工程实例来探讨。

1 工程实例

1.1 工程概况

荆州恒大翡翠华庭基坑工程位于荆州市江津西路与白云路交汇处。工程建筑面积127 923 m2，距离长江约2 km。主要由1栋47层,3栋33层,2栋20层住宅楼，1栋地上3层的综合楼、2层独立商业及2层地下室组成。本工程±0为绝对标高33.7 m；基坑周边地面标高按29 m～29.5 m考虑；基坑计算开挖深度为5.15 m～6.85 m；基坑支护面积约22 000 m2，支护轴线总长约620 m。支护主要形式采用SMW工法桩悬臂支护，桩长10.5 m～13.5 m，三轴搅拌桩桩径850 mm@600，型钢为H582×300×12×17,H692×300×13×20。型钢间距1.2 m(0.6 m)。桩顶设1 000 mm×600 mm冠梁。此外本工程临白云路一侧边坡不放坡，其他边坡支护采取一级放坡开挖，放坡深度1.5 m～2.0 m。

1.2 工程地质及水文地质条件、周边环境

本基坑从上往下依次为：①杂填土；②粉土；③淤泥质土；④粉砂；⑤圆砾,基坑底在粉砂层内。

拟建场地有两种类型地下水：一是赋存于杂填土中的上层滞水，二是赋存于粉砂、圆砾、卵石层孔隙中的承压水。1)上层滞水与地表水水量一般不大，水位随季节变化，雨季水位高，旱季水位较低。2)赋存于砂卵石层孔隙中，上部粉土层为隔水顶板，与长江有密切的水力联系，呈互补关系，洪(丰)水期具有承压水特征，枯水期具有潜水特征。根据现场水位观测结果，本场区承压水具有稳定连续的承压水位，承压水位高程为27.14 m～27.70 m，承压水位埋深1.90 m～-3.00 m。

周边环境：1)基坑北面为市房管局、市公交局;2)基坑西面为仁信置业文湖怡景小区;3)基坑南面为白云路;4)基坑东面为江津西路，东南角红线外侧有天然气井、天然气管线，最近处约1 m。

1.3 主要施工工艺

三轴搅拌桩施工。

本工程三轴搅拌采用“二搅二喷”、套接一孔。

1)地基处理。对于无法满足地基承载力要求的土层区域，可铺设钢板以满足三轴搅拌桩机对地基的承载力要求。

2)测量放样。本工程三轴搅拌桩作基坑围护止水用，数量较多，施工时必须确保其桩位精确度。

3)挖设沟槽。依据测量放线结果，用挖机分段挖设沟槽，沟槽宽1 m左右，深0.6 m～0.8 m；同时清除桩位施工区域地上地下一切障碍。

4)三轴搅拌桩孔位定位。根据测量放线确定桩位，三轴搅拌桩机就位后，用全站仪设备对桩位点进行二次校验，发现有偏位，及时纠正，桩偏小于50 mm，确保定位准确。三轴搅拌桩机的垂直度也要进行校验，确保施工时的垂直度。

5)水泥浆液制备。依据规范、设计蓝图和编制的专项施工方案对进场施工班组，进行安全技术交底，并签字留存归档。因SMW工法桩的水泥掺量，人工难以精确控制，本项目引进市场先进的电脑计量和自动化搅拌系统设备，能精确控制水泥的掺量和水泥浆液的成品质量。

成品的水泥浆液经监理工程师验收合格，投入使用。水泥浆储存时间要小于2 h，因各种原因导致水泥浆液放置时间大于2 h，将视为不合格浆液处理，禁止投入使用。

6)二搅二喷。三轴搅拌桩在施工过程中要遵循“二搅二喷”的施工工艺要求，注入的水泥浆液与地层土体搅拌均匀，使水泥浆液充分拌和土体。因三轴搅拌机钻杆下沉和提升为注浆过程，为保证每根桩水泥的注入量满足设计要求，必须严格控制钻杆下沉和提升速度，从而保证SMW工法桩的成桩质量。

7)H型钢安插及回收利用。a.材料进场。按图纸规格及数量进场满足要求的型钢材料。b.涂刷减摩剂施工。H型钢涂刷减摩剂是H型钢插入(如图1所示)后回收成功的关键工序。c.H型钢安插。三轴搅拌桩注浆完成移机后，用50 t履带吊进行H型钢的起吊，精准吊放至设计孔位处，过程中用全站仪控制垂直度、方位及型钢顶标高控制(见图2)。d.H型钢回收利用(见图3，图4)。基坑验收合格，回填处理后，H型钢进行回收处理。型钢的回收大大减少了SMW工法的施工成本和地下污染。

2 施工过程质量控制

2.1 三轴搅拌桩施工质量控制

三轴搅拌桩设计参数：水泥掺入量为20%，水灰比为1.5～2，搅拌下沉速度为0.5 m/min～1.0 m/min，提升速度为1 m/min～2 m/min，并保证匀速下沉或提升。现场安排技术员对水灰比、水泥用量、下沉和提升速度、桩位复核、间距、钻头直径进行跟踪检查，并做好记录，严格按照设计图纸及规范要求进行施工。

2.2 H型钢涂刷减摩剂

由于后期型钢需回收，涂刷减摩剂是H型钢插入后回收成功的关键工序；在涂刷减摩剂前，应将H型钢表面的铁锈及灰尘清除干净，涂刷1 mm厚减摩剂，保证减摩剂材料的粘结质量。

2.3 H型钢插入过程中垂直度、方位及型钢顶标高控制

H型钢在插入过程中采用全站仪全程对垂直度、方位及下沉后顶标高进行控制。

3 施工重难点应对措施

1)因三轴搅拌桩要求连续施工，而往往由于各种原因，导致相邻2幅桩施工时间间隔超过24 h而产生冷缝。在施工中冷缝是施工质量的薄弱地方，若不能处理好施工产生的冷缝，将来基坑开挖将导致桩身漏水。项目部经过专题质量分析会议决定采用在施工产生冷缝位置外侧增加几根三轴搅拌桩，将冷缝处围起来，且增加的三轴搅拌桩与原施工的三轴搅拌桩要有10 cm搭接。在增加的三轴搅拌桩施工过程中，要保证其施工的垂直度，保证补桩后的效果。

2)在基坑开挖时，每天要密切关注SMW工法桩侧壁渗漏情况和监测位移情况，若发生危险情况，具体应对措施如下：

a.SMW工法桩侧壁渗漏：若渗漏点为清水且水量不大，可以考虑增设引流管处理；

b.若引流无法满足要求，可以在SMW工法桩外侧渗漏点位置打设勘察孔，进行注浆压浆处理，具体材料可以考虑水玻璃和水泥等注浆材料；

c.若基坑开挖后，监测数据显示冠梁位移速率较大，已达报警值。可以采用在基坑底SMW桩侧堆载、较少坡顶堆载、坡顶卸载及增加临时支撑等措施。

4 SMW工法桩成果及行业前景

本项目紧邻长江水系，地下水较丰富，施工难度大，采用SMW工法桩施工较为成功，得到了业主好评。基坑开挖过程中，降水井部分已全部关闭，部分正常开启，地下水位保持于基坑底以下，基坑侧壁未出现渗漏现象；基坑监测报告显示，基坑周边地面沉降、冠梁位移等基本趋于稳定状态，未出现报警值，目前基坑部分区域已验收回填。

SMW工法桩以构造简单、止水性能好、工期短、造价低、环境污染小、对周边地基影响小等优点，相比地下连续墙成本要经济很多，在沿海城市深基坑工程施工中广泛应用。