ＳＭＷ工法与传统基坑支护技术比较分析

孙建中　郭素娟

摘要：介绍了SMW工法的施工工艺，并与传统基坑支护技术进行比较。

关键词：SMW工法；传统基坑支护技术

1 前言

SMW是Soil Mixing Wall的缩写，SMW工法也叫柱列式土壤水泥墙工法，即利用多轴型长螺旋钻孔机在土壤中钻孔，达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合不同工程连续墙的水泥浆，将其与原土壤进行搅拌，在原位置上建成一段土壤水泥墙。然后再进行第二段墙施工，使相邻的土壤水泥墙彼此有重合段，连续重叠搭接施工即可做成地下连续墙。同时根据不同需要，插入工字钢，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体，作深开挖基础维护或止水之用。

2 施工技术措施

2.1 SMW 搅拌桩施工顺序

一般采用单侧挤压式连接方式，特殊情况可作出调整。

2.2 障碍物清理

因该工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行探测清理，以保证施工顺利进行，减少施工冷缝的数量。

2.3 测量放线

根据边轴线基准点、围护平面布置图，按图纸尺寸放出围护桩边线和控制线，设立临时控制标志，做好技术复核单。

2.4 开挖沟槽

根据基坑围护边线用挖掘机开挖槽沟，沟槽尺寸为 1000×1000mm，并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证 SMW工法正常施工。

2.5 桩机就位

桩机就位应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于20mm。成桩后桩中心偏位不得超过50mm，桩身垂直度偏差不得超过1/150。

2.6 水泥土配合比

根据SMW工法的特点, 水泥土配比的技术要求如下:

设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度的同时，在插入型钢时，尽量使型钢靠自重插入。若型钢靠自重仍不能顺利到位，则略微施加外力，使型钢插入到规定位置。

水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时环境的扰动影响。

水泥土和涂有隔离层的型钢具有良好的握箍力，确保水泥土和型钢发挥复合效应，起到共同止水挡土的效果，并创造良好的型钢上拔回收条件，即在上拔型钢时隔离涂层易损坏，产生一定的隔离层间隙。

根据设计要求并结合工程实际情况确定其基本配合比。

SMW搅拌桩施工时每班组需做试块同条件养护，28天强度应达到1.0Mpa。

2.7 制备水泥浆液及浆液注入

在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。

水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过10 小时。注浆时通过2台注浆泵，2条管路，同Y 型接头从H口混合注入。注浆压力：4-6 Mpa，注浆流量：150-200L/min/每台。

2.8 钻进搅拌

三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，喷浆下沉，不大于 1m/min，提升的速度不大于2.0m/min，在桩底部分重复搅拌注浆,停留1分钟左右,并做好原始记录。

2.9 清洗、移位

将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下一根桩的施工。

2.10 施工冷缝处理

施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。 在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。

2.11 涂刷减摩剂

清除H 型钢表面的污垢及铁锈。

减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化，用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀，才能涂敷于 H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。

如遇雨天，型钢表面潮湿，先用抹布擦干其表面后涂刷减摩剂。不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。

如 H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。

型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。

浇筑连接梁时，埋设在梁中的 H 型钢部分必须用 10mm 厚泡沫塑料片包裹好。使型钢与砼隔离良好，以利型钢拔除。

2.12 插入型钢

三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放 H 型钢。H 型钢使用前，在距其顶端25cm处开一个中心圆孔，孔径约 8cm，并在此处型钢两面加焊两块各厚2cm的加强板，其规格为400mm×400mm，中心开孔与型钢上孔对齐。

根据高度控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与型钢顶标高的高度差，在型钢两腹板处外侧焊好吊筋，误差控制。

型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。

安装好吊具及固定钩，然后用吊机起吊H型钢，用线锤校核其垂直度。

在沟槽定位型钢上设H型钢定位模具，固定插入型钢平面位置，型钢定位模具必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位模具徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，采用线锤控制垂直度。

H型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。

若H型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程中始终用线锤跟踪控制 H 型钢垂直度。

型钢插入左右误差不得大于 30mm，宜插在靠近基坑一侧，垂直度偏差不得大于 1/150，底标高误差不得大于200mm。

2.13 基坑开挖过程中渗漏水处理

在基坑开挖阶段，密切注意基坑墙体渗漏情况，发现渗漏及时封堵。具体采用埋设引流管或双液注浆两种方法补漏。

3 与传统工法比较

3.1 与深层搅拌桩成桩机理比较

SMW工法与传统的深层搅拌桩施工的区别在于，深层搅拌桩是采用传统的双轴十字头搅拌钻机，施工时水泥浆液充填在原土间隙中；而新型三轴中空叶片螺旋式搅拌机则在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并置换出大量原状土。

由于采用的设备不同和成桩机理不同，新型的三轴钻机成桩的桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的双轴钻机，桩体的垂直性、桩与桩的平行性和搭接程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收。

3.2 与传统基坑围护灌注桩工艺比较

由于SMW工法挡墙施工现场没有泥浆污染，施工无振动，噪声很小，对周围场地不扰动、不产生挤压，对周围建筑物和地下管线影响很小，并且可保护基坑外地下水位保持不变，所以这种施工工艺不但给城市施工创造了条件，也为文明施工奠定了基础。

3.3 经济效益比较

SMW工法由于型钢能够回收，使成本大大降低。一般情况一台SMW工法成墙机每天成墙6~10m，施工效率是钻孔灌注桩挡墙的1.5倍。SMW工法挡墙的成本仅为地下连续墙成本的45%~50%，是柱列式钻孔灌注桩挡墙外加水泥搅拌桩成本的75%~80%，其经济效益十分明显。

4 结语

SMW工法作为一种新型的基坑支护方法，其经济效益和社会效益比较突出。随着施工工艺及设计方法日趋成熟，一定会逐渐替代日益落后的传统基坑支护工艺，应用前景十分明朗。

参考文献

[1]刘建航，侯学渊.基坑工程手册.北京：中国建筑工业出版社，1997.