SMW 工法桩在高层建筑基坑支护中的应用

柯谋燕

厦门泰禾房地产开发有限公司，福建 厦门 361000

1 工程概况

拟建某工程由7 栋47～52 高层住宅楼，1-2 层商业裙房，设两层地下室组成。该工程室外±0.00 为罗零13.100，施工场地内相对高程为9.500～9.700，地下室连接体底板垫层底高程为罗零3.700，主楼承台底高程为罗零1.700，电梯井板底标高为罗零1.900 基坑开挖深度约5.80～6.10m，电梯井开挖深度为7.8m。

1.1 工程地质土层条件

①层杂填土；②层粉扑粘土；③层淤泥；④层粉质粘土；⑤层中砂；⑥层卵石；⑥层卵石中存在夹层⑥-1 夹层中砂和⑥-2夹层粉质粘土。

1.2 水文地质条件

拟建场地无常年性河流水系公布，受地形、汇水面积及季节控制，勘察期间，拟建场地范围内无地表水出露。施工地区潜水层主要集中在土层夹层内，且此部分结构的透水性为中下等，水量变化极大。日常生活中，该部分土壤主动接受大气补水，且借助地表径流结合蒸发的方式进行循环，勘察期间发现该地区水量变化较小，孔隙承压水主要赋存于⑤层中砂、⑥层卵石及⑥-1 夹层中砂中，赋水性较好、透水性均较强，属强透水层，主要受含水层的侧向径流补给。上部潜水与下部孔隙承压水和基岩风化带中孔隙-裂隙水之间存在相对隔水层，水力联系相对较弱。

1.3 基坑支护设计概况

本工程基坑安全等级为一级，基坑支护重要性系数为1.1，按设计要求，支护结构周边受荷不得超过15kpa（严禁超载），本工程基坑支护采用SMW 工法桩加钢筋混凝土支撑支护体系。按设计要求，具体见图1 剖面图。

图1 基坑支护剖面图

2 SMW 工法桩施工

2.1 施工要求

（1）本工程采用HN700×300×13×24mm型钢结构支护桩，具体布置、桩顶标高、桩长及桩距详见剖面图1 所示。

（2）钢材焊接位置尽量避开支锚受力核心点，且相邻衔接钢材的连接位置应错位性摆放，两者之间的距离应在1～2m 之间。此外，避免钢型接头离地面较近，间隔距离以＜2m 为佳。

（3） SMW 工法中型钢插入和回收要求：①型钢应用前将材料表面的杂物和锈迹进行清理，然后在表面涂刷一层保护漆，搬运过程中应尽量避免强烈的冲击的碰撞。如果材料搬运过程中存在局部损坏等问题，应及时进行处理。同时，材料应用过程中，应将型钢与冠梁相互分离，注重各类材料的保护［1］。②型钢插入时在搅拌桩成型半小时左右进行，且放入时需保障焊接头、材料的平整放置，避免局部问题的遗留。③型钢插入后借助定形结构固定，并采用悬挂构建进行标高顶部预留，底部确定无误后，再进行上部牢固衔接。④型钢宜依靠自重插入，但要注意下层辅助沉位时，应尽量保障周围安插衔接的合理性，以保障型钢部分的有序位移。严禁采用多次重复起吊型钢牢固连接。⑤型钢回收施工过程中，地下室部分要着重进行调节，待所有材料都固定后，将其拔出，并运用水泥浆将其灌满夯实［2］。

（4） 施工允许偏差：垂直度偏差≯1/200；型钢挠度≯L/500；型钢长度±50mm；型钢顶标高±50mm；型心转角3°。

2.2 SMW 工法桩施工要点

（1）放线测量。首先依据施工图纸进行坐标基点定位，并精准确定其维护坐标、核心施工建设区域。同时，运用测量仪器进行中心围线设定，并在坐标复核准的情况下，做好基桩建设区域保护工作。在平行轴支护和位移定位的情况下，按照支护监控的实际要求，再次进行放线复核调整。

（2）挖掘沟槽。结合施工现场状况，运用挖掘机在核心沟槽挖掘周围开展三轴泥土搅拌施工，沟槽的宽度应与现场围护结构相同。普通工程中的挖掘宽度一般为1.5m 左右，深度为0.8～1m。当挖掘期间遇到障碍物时，应先进行阻碍物清理，再进行挖掘，且挖掘部分要充分进行材料的相应性填充。

（3）基桩设备就位。现场指导人员统一进行基桩施工设备操控指挥，并将桩机缓慢、有序的进行位移，位移误差应在20mm 之内，且设定的立柱导架结构应≤0.004。

（4）定位线的确定。沟槽挖掘过程中，通过三轴机动设备中心线，进行机前距离定位，并采用三轴水泥搅拌施工跟踪策略，在区域范围之内进行标记定位即可。

（5）水泥浆搅拌。本项目施工期间主要运用P.O.42.5 水泥进行施工，水与煤灰的调节比例按照1.5:1 或者2.0:1 的标准，水泥掺入量应控制在≤360kg/m3，且膨润土的应用比重控制在5～10kg/m3即可。

（6）喷浆、搅拌成桩。本项目依据钻头下沉和提升的速率变化，进行土体搅拌泥浆混合，并在确保泥浆达到充分搅拌的状态下，继续加水、加土进行加固即可。

水泥浆制备程序设定时，可将其调节为间隔30～40min 自动加水一次。程序将配备处理好的原料集中存贮在保存设备内，并运用三轴搅拌设备持续性进行搅拌。同时，地下部分施工期间，严格控制搅拌机的做功速率，结合施工图纸的要求，进行钻机搅拌调节时期，搅拌设备的钻头速度多在0.5～1.0m/min左右，且转动速度为1.0～2.0m/min，实际操作时按照实际需求进行灵活调整即可。此外，现场勘察与分析过程中，适当的进行压浆流量调节，水泥浆配备比重调节，以及泥浆反馈数据的精准性监管等活动，也是施工人员不可忽视的点。

（7）泥浆交换。泥浆注入到小孔之内后，H 型钢结构也将随之插入，此时就会有一部分泥浆从槽内喷出。为了保障施工质量，技术人员要注意泥浆的补充和现场环境的清理。待所有环节处理完成后，再集中进行泥浆清理即可。

（8）H 型钢定型固定。①本项目在H 型钢起吊时采用钢丝绳加以固定，且加固吨位控制在50t 之内。起吊时应保持垂直状态，且尽量将其操作流程时间控制在30min 之内完成，避免了起吊钢丝绳出现脱落、超负荷负重的隐患现象。②H 型材料在沟槽边进行定位插入过程中，尽量在H 型钢结构中心放置基桩结构防护体，并进行经纬一起进行垂直跟踪调节。③运用H 型钢插入标高时时期，注意对操作过程中产生的溢出泥浆进行处理，以便于后续工作的顺利实施。④H 型结构顶部施工操作过程中，运用基桩结构控制体系进行标高辅助处理。⑤采用A22H 型钢结构进行固定。同时，运用振动机械设备进行标高振动辅助，以保障H 型刚插入和固定工作的有序化实施。

（9）H 型钢拔出与后续完善。本工程在收尾阶段将H 型钢拔出和完善要点整理为：①型钢围护结构下核心部分已经固定，此时施工人员应请技术监理进行施工情况勘察。确定施工操作合格后，形成书面文件下达清除指令。如果此环节质量隐患问题，应先进行后续弥补，再进行拔出。②H 型钢彻底拔出前，为避免拔出后出现局部坍塌等状况，技术人员还应采用外侧掉带进行回旋辅助。此时H 型钢周围的翼缘板应同时运用螺栓结构进行加固，然后采用千斤顶从高处逐步进行操作。待操作环节达到夹紧位置时，技术人员应时刻注意千斤顶操作与夹紧部分的变化情况，在确定无风险后，再直接运用吊车将其吊起拔除［3］。③H 型钢基桩部分完全露出地面后，施工人员再进行串联操作，这样可避免局部辅助部分受损的隐患。④基桩衔接接头部分所应用的两翼板应为A40 圆孔结构，检查桩头是否符合要求，若孔径与位置不准必须整改，每根桩头两面翼缘板必须有标准的A40 圆孔才能进行拔桩施工。

3 结束语

综上所述，本工程属软土地区深基坑，且工程地质、水文地质及周边环境条件较为复杂，在MW 工法桩施工中，明确施工要求、流程的基础上，通过施工参数的确定、测量放线、导沟开挖、水泥浆注入、钻进搅拌、插入H 型钢，完成了H 型钢水泥土搅拌桩施工，强化了基坑支护效果。