SMW工法桩在深基坑支护中的应用与研究

王涛

（中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司福建省福州市　350013）

SMW工法桩在深基坑支护中的应用与研究

王涛

（中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司福建省福州市350013）

SMW工法桩是在最近几年从国外引进到我国的，其在建筑基坑支护施工中被广泛应用，这种施工技术就是利用搭接水泥土桩，往其里面插入型钢，然后制成一种复合型支护结构。这种施工技术具有很多优点，其中包括占地面积不大以及抗渗性非常强等，在基坑支护施工中的应用效果非常优异。可是由于SMW工法桩这种技术在我国的引进时间不长，同时相关设计理论还没有得到完善，所以在一定程度上对其在深基坑支护项目中的推广以及应用造成了影响。本文以福州市警卫处营房基坑支护桩工程为例，对SMW工法桩在建筑深基坑支护中的实际应用进行研究，提出笔者的思考和建议，仅供参考。

SMW工法桩；深基坑支护；实际应用

所谓SMW工法桩，就是型钢水泥土搅拌桩，这种桩是由地下连续墙以及水泥搅拌桩发展而来的，并在这个基础上得到进一步发展[1]。把H型这种刚性复合桩插到还没初凝的水泥搅拌桩里面，可以有效增强水泥搅拌桩所具有的抗拉强度以及抗压强度等物理性质，同时还可以有效提升桩体所具有的抗弯能力以及抗压承载力。SMW工法桩具有的特点主要有：造价比较低、构造非常简单、工期不长、止水性能非常好以及不会给周围环境带来较大的影响等。所以，这种桩型比较适宜用在深基坑支护项目施工中。

1　工程概况

根据支护施工图要求，本工程场地相对标高为罗零高程8.50m，地下室桩顶标高为罗零高程3.5m，按开挖至罗零高程3.3m，开挖深度按5.2m考虑，基坑周长约为215m。基坑支护采用内撑式排桩支护结构，支撑采用钢筋混凝土对撑，角撑及边桁架。基坑开挖分2级进行，第一级高度约1.7m，剩余高度为第二级。第一级边坡坡度1：1，坡面挂钢筋网喷射混凝土面层，由于基坑开挖深度较大，考虑到对周边邻近建筑和地下管线的保护，在平整的地面开挖沟槽进行SMW工法桩施工，在三轴水泥搅拌桩内插入HN488×300×11×18型钢，间距1350mm，三轴水泥搅拌桩桩径φ650mm，桩中心距450mm，共160根HN488×300型钢.采用6φ650@450三轴水泥搅拌咬合桩内插HM300×500型钢作为立柱，型钢长15m，设置12根立柱桩，水泥搅拌桩底标高进入④（含泥）中细砂不少于4m。图1为其平面布置图。

2　SMW工法桩具体施工要点

2.1SMW工法桩施工工艺流程

首先应该开挖沟槽，同时进行测量放线工作，然后铺设相应的导向定位型钢以及开挖沟槽两侧，对复合桩机进行校正，准备好三轴搅拌桩机[2]。然后启动空压机，拌制水泥，往桩机钻头里面送浆。钻头开始切割土体，同时喷气和浆，在竖直吊起以及定位相应的H型钢之前，需要对设计桩顶进行标高测量之后再开始作业，把型钢插到里面并固定住，图2为SMW工法桩具体施工工艺流程。

2.2施工重点

图1

图2

为了确保SMW工法桩实际施工能够连续进行，应该在进行施工前，探测清理以及维护施工现场地下存在的障碍物。为了确保施工作业能够顺利开展，需要做以下处理：①需要把型钢拼接场地设置在施工现场；②施工场地地面承重荷载以能行走50t大吊车为基本，桩机行走路线软弱地面必须铺设施工便道（或采用25mm钢板代替施工便道），桩机作业便道≥12m[3]；③挖沟槽前划定三轴机动力头中心线到机前定位线的距离，并在线上做好每一幅三轴水泥土搅拌桩机施工的定位标记（可用短钢筋打入土中定位）。根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3挖土机开挖沟槽，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工；④在平行沟槽方向放置一根定位型钢，规格为500mm×300mm，长约8～20m，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；转角处H型钢采取与围护中心线成45°角插入，H型钢定位采用型钢定位卡（图3为定位型钢图）；⑤三轴搅拌桩机行走就位，将机台基座调整至水平，通过立杆上的对中器检查钻杆垂直度[4]。三轴搅拌桩施工过程应连续并保证施工机械的平整度和机架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过0.5%，桩位偏差不得大于50mm.且当搅拌头下沉到设计深度时，应再次检查并调整机械的垂直度；⑥三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。后台配备一整套自动拌浆系统，水泥与水都是采用电脑计量自动控制。根据设计要求和有关技术资料规定，喷浆时的下沉速度为0.5～0.8m/min，提升速度为1.0～1.5m/min，在钻杆上用红漆喷上标记，确定钻杆钻深长度，钻头插在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。水泥浆液应按设计配合比拌制，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，不得中断.相邻桩喷浆工艺的施工时间间隔不大于10h。

图3　定位型钢示意图

2.3插入H型钢

需要在规定场地里面制作型钢，首先应该平整场地，然后搭设型钢制作平台，可以选择枕木，并采用Z型接头[5]。通过打磨、校正以及抛光等工序来对型钢进行处理。在将支护水泥土桩里面的型钢拔出来前，需要做好回填工作。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型钢桩的桩顶标高偏差应小于100mm。根据甲方提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定吊筋长度，在型钢两腹板外侧焊好吊筋（≥φ12线材），误差控制在+ 5cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷隔离剂。装好吊具和固定钩，然后吊起H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保其足够垂直。在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，必要时用点焊与定位型钢连接固定；型钢定位卡位置必须准确，要求H型钢平面度平行基坑方向L+4cm（L为型钢间距），垂直于基坑方向S+4cm（S为型钢朝基坑面保护层）；将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡将型钢徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内。图4为H型钢现场施工图。

在型钢插入过程中，若遇型钢插入困难，或顶标高过高，应立即将型钢拔出，重新进行搅拌，保证型钢完全靠自重下插，待型钢顶至地面1m左右利用动力头自重或送桩器下压至设计顶标高。施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间和H型钢的下插情况。及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。

图4

2.4拔出H型钢

在地下室结构施工至±0.00楼板，混凝土强度满足设计要求后，同时土方回填密实后，割除掉焊接在H型钢上的支撑钢筋，并修割平整后（在割除钢筋时不得伤及H型钢母材），回填沙或填土，且预留出拔除型钢的工作面，即可以开始拔除H型钢。将钢整材（口焊接为了保证H型钢顺利拔出，在结构施工完成混凝土支撑破除后及时割除圈梁处焊接在H型钢上的附属物（不得伤及母材），机械打磨光滑涂上减磨剂后方可实施土方回填工序。拔除型钢的时候，应该开启高压油泵，两个千斤顶同时向上顶住起拔架的横梁部分进行起拔，待千斤顶行程到位时，敲松型钢，起拔架随千斤顶缓慢放下置原位。待第二次起拔时，吊车须用钢丝绳穿入H型钢上部的圆孔吊住H型钢，如图5所示。重复以上工序将H型钢拔出[6]。

图5

型钢拔除后及时装车运输出场。吊车需配备专人进行指挥，杜绝在施工中吊机碰撞围墙，做好围墙的保护工作。

3　结束语

随着我国科技实力的不断提高，建筑行业也得到了进一步发展，很多新的技术被应用到建筑施工中，有效提升了工程的施工质量以及效率，其中就包括SMW工法桩，这种基坑支护技术是最近几年才引进到我们国家的。在实际建筑深基坑支护施工中，SMW工法桩因为具有很多优点而得以广泛应用，使施工过程更加环保，不仅降低了施工危险性，同时还有效减少了工程成本投入，并且基坑监测具体数据和国家安全标准相符，是一项在建筑基坑项目中，具有非常高的实用性的技术。想要扩大深基坑支护工程中这项技术的发展空间，就必须对施工工艺以及施工质量进行严格的控制。

[1]谢绍岐，杨宗华.SMW工法桩在深基坑支护中的应用[J].商品与质量·建筑与发展，2014（11）：331.

[2]陈晟.福州世欧·王庄城C-a1地块深基坑支护体系——以双排SMW工法桩加内斜撑的工程实践为例[J].建材发展导向（下），2014（11）：242.

[3]童旭良.深基坑支护工程中的SMW工法桩施工技术应用[J].新材料新装饰，2014（9）：175.

[4]孙宏彧.SMW工法桩和灌注桩基坑支护体系比较[J].建筑，2014（2）：67～68.

[5]蔡鸣刚.SMW工法桩深基坑支护施工技术与质量控制[J].商品与质量·建筑与发展，2013（8）：258，259.

[6]刘朝辉.浅谈SMW工法桩在深基坑支护中的应用[J].地球，2015（3）：232.

TU753

A

1673-0038（2015）48-0009-03

2015-11-10

王涛（1977-），工程师，本科，毕业于合肥工业大学，土木工程专业，从事建筑工程施工管理工作（项目经理）。