SMW 工法在市政工程深基坑支护的应用

2020-09-12章舒展

广东建材 2020年8期

章舒展

（杭州市市政公用建设开发有限公司）

深基坑支护具有复杂性，其涉及到的技术要点较多，但作为市政工程中的重点内容，必须依据规范将相关工作落实到位。作为施工单位，应遵循因地制宜的原则，选择与现场施工条件相适应的支护技术，全面确保深基坑支护施工质量。

1 工程概况

某市政工程建设于城市核心地带，地面施工内容为宽度36m 的市政道路，地下施工内容以综合管廊为主，基坑底部标高-8.15m。现场勘察结果表明，地质组成包含杂填土、粘土、淤泥及中砂。地层中赋存地下水但对钢混结构无腐蚀作用，钢结构在接触地下水后伴有微弱的腐蚀现象。工程周边既有建（构）筑物类型丰富、数量较多，工程基坑深度较大，施工期间易遇到软弱淤泥地层等特殊地质条件。

结合现场以及周边的实际状况，选择具有足够刚度和良好止水帷幕效果的支护方式，即SMW 工法桩。桩体桩径850mm，于内部插入700×300H 型钢，根据现场地质条件合理调整支护深度，集中在15m～24m。桩结构成型后，设@6000 的φ609mm 圆管支撑，深基坑内部每间隔30m 均布设一道降水井，避免基坑积水现象。通过此方案的应用，构成完整的基坑支护体系，可确保现场施工的安全性。

2 SMW 工法原理

SMW 工法是随着工程建设水平逐步提升而衍生出的新型工法，即水泥土搅拌桩墙。以水泥土桩为主体结构，向其中置入H 型钢，构成的结构兼具承受荷载与防渗挡水双重作用。施工所用设备以多轴型钻掘搅拌机为宜，按设计要求钻进成孔，钻头喷出水泥系强化剂，该部分材料与地基土混合，构成极具稳定性的桩体结构。SMW工法的综合应用效果显著，既保证了桩体结构质量以及基坑的稳定性，又可避免施工期间周边地面沉降、房屋倾斜等异常状况[1-3]。

3 SMW 工法的技术分析

3.1 施工工艺流程

SMW 工法得以有效应用的重要前提在于依据特定的流程有序施工，具体如图1 所示。

图1 SMW 工法桩施工工艺流程图

3.2 重点工序控制

⑴设置φ850@600 三轴搅拌桩。即桩体间通过连接措施构成稳定的整体，具体如图2 所示。

⑵清理作业。SMW 工法在实际应用中应遵循连续性原则，尽可能避免施工中断的情况。因此，需确定施工场地的覆盖范围，将该处的杂物清理干净。

图2 跳槽式双孔全套复搅式连接示意图

⑶测量放样。此项工作以业主提供的基准点坐标以及相关工程图纸为参考，经过准确的测量后放出桩位控制线，依次布设临时控制桩。

⑷开挖沟槽。以预先确定的基坑支护边线为基准，挖机开挖作业，形成宽1m、深1.5m 的沟槽，开挖期间产生的土体需得到及时的清理，以免阻碍后续施工作业的顺利开展。

⑸桩机就位。桩机运行期间伴有较明显的振动，易出现钻孔质量问题。为确保成孔尺寸的合理性，则要做好装机就位相关工作。桩机所处位置应具有稳定性，桩机平面偏差不超过±20mm，垂直度偏差不超过1%。此外，应加强对地基承载力的控制，需要满足三轴搅拌机的行走要求，否则需采取换填措施或是铺设适量钢板。

⑹灌浆作业。按照设计配比合理拌制水泥浆，产出的水泥浆应及时转入贮浆池备用。水泥浆易发生凝结现象，因此需缩短水泥浆的中途时间，自出厂开始直至投入使用前的时间应≤2h，以便充分发挥水泥浆的性能优势。注浆所用设备为2 台注浆泵，全程压力稳定在1.0～1.2MPa，单台设备的流量为150～200L/min。贯彻动态化施工的理念，根据实际情况合理调整搅拌桩的钻进速度，有序完成注浆作业。

⑺搅拌桩施工。本工程选择的是两喷两搅的工艺，要求水泥和原状土均得到充分的搅拌，下沉和提升期间采取注浆搅拌处理措施，桩底部应加强搅拌，保证浆液的均匀性。

⑻涂刷减摩剂。①做好刷涂前的清理作业，将H 型钢表面的污垢等杂物清理干净；②对减摩剂采取加热处理措施，可通过电热棒加热至熔化状态，刷涂时应确保H 型钢各处都具有均匀性；③遇雨天施工时，型钢表面易附着水分，需使用抹布将其擦拭干净，在此条件下方可均匀刷涂减摩剂，否则将导致减摩剂异常剥落；④型钢表面形成完整的涂层后，后续施工期间应加强检查，若存在开裂或剥落现象，则要将病害部位及时铲除，再均匀刷涂减摩剂；⑤冠梁浇筑期间应加强对H 型钢的防护，可使用10mm 厚的泡沫塑料片包裹严实，达到砼与型钢相互隔离的效果，此举可降低型钢的拔出难度。

⑼型钢安装。三轴水泥土搅拌桩成型后，利用吊机吊放H 型钢，部分H 型钢在后续需完整拔出，因此该部分需均匀刷涂减摩剂。对于H 型钢插入深度不足的情况，可适当朝上下方向反复移动H 型钢，直至其能够达到设计标高处为止[4]。型钢下插应始终保持垂直状态，先使用线锤检测，再通过经纬仪校核，保证型钢垂直度误差可控制在许可范围内。

3.3 基坑监测

深基坑施工期间应加强监测，及时掌握基坑稳定性等方面的情况，通过信息化的管理手段，准确分析施工状况，明确不合理之处并及时调整[5]。创建高效的信息沟通渠道，监测所得的信息应及时传输给有关部门。为确保监测结果的可靠性，需合理布设监测点，以便及时掌握基坑底部在沉降、水平位移等方面的具体情况。若施工期间遇到特殊水文条件，还需组织水文监测活动，根据所得信息指导施工作业。结束深基坑施工后，及时采取降水处理措施，于施工现场配置潜水泵，经过持续性的抽水作业后使坑内水位下降，具体以开挖面下方1.5m 较为合适。

4 施工效果及优势分析

4.1 施工效果

本工程中，三轴搅拌桩施工总量16464.16m，施工所用设备为1 台三轴搅拌机，正常工况下单日工作量可达到2000m，仅需10 个日历天便可完成所有三轴搅拌桩的施工作业，工期相对较短。从监测结果来看，自基坑开挖以来，最大水平位移量仅为28mm，位移、沉降等各项指标都可控制在合理范围内，且周边的建（构）筑物可稳定使用，总体施工效果良好。

4.2 优势分析

SMW 工法是一项随行业逐步发展而衍生出的新型方法，通过SMW 工法桩的应用，可形成具有稳定性的围护结构，给基坑施工提供良好的条件，具有地下连续墙等传统方式无法比拟的优势[6]。从投资方的角度来看，在经过技术可行性、经济效益性、工程安全性等方面的对比分析后，通常会优先选择SMW 工法。从施工企业的角度来看，合理应用SMW 工法可创造更丰厚的经济效益，使其在竞标等活动中更具优势，有助于推动企业的持续性发展。