地铁工程中SMW工法桩施工技术及质量控制

王雷

（中铁上海工程局集团华海工程有限公司　上海市　201100）

1　SMW工法桩应用于地铁工程中的优势

SMW工法桩应用于地铁工程中的优势有以下几点：①对地铁建设周边地基的影响小。该发就地与水泥搅拌成桩，因此对周边土质的撼动较小，避免破坏邻近地基导致地面下沉、房屋倾斜、道路裂损以及地下设施破坏等严重后果。②高止水性。此法实施过程中钻掘和搅拌重复进行，提升了水泥与土的搅拌强度，后期墙体全长无接缝，由此阻止水体渗漏方面有极佳的效果。③广泛的适用性。地铁建设各路段土质分布不均，该法能适应粘性土、粉土、砂砾土等各种土质，均能有效应用。④环保性强。主要体现在废土外运量少，施工过程不产生较大的噪声和震动，有效降低了噪声和环境污染的几率。⑤工期短、造价低。采用此法设备投资并不高，并且能够以原土加固的方式施工，流程简单，易于操作，可有效缩短工期，提升整体建设进度。

2　SMW工法桩施工技术要点及控制措施

2.1　场地要求

该法对施工场地的平整要求较高，因此做好施工前准备十分必要，如果地表较硬，则可以注水预搅的方式解决，建设场地周边设置排水沟和集水井。若地表较软则以粗砂或者细石进行铺设的方式解决。

2.2　型钢、桩孔定位

型钢沿垂直位置，桩孔定位沿水平位置，以导向沟为基准，各放置两根符合项目要求尺寸的型钢完成定位，对于转角处的H型钢，以中心为基准，设置45°角完成定位[3]。

2.3　H型钢插入

喷浆完成之后立即插入H型钢。确保H型钢的插入切合围护结构，需注意的是H型钢在插入之前必须做好相应的处理，以便能顺利拔出，主要为涂刷减摩剂。型钢起吊后，要核查其以标准的垂直度下插，避免冲击打入，也避免自重坠入。

3　工程实例

本文以苏州地铁4号线的工程为例，这是一个基坑围护工程，在施工之前，项目部就对比了几种常见的施工技术，包含了SMW工法、挖孔灌注桩以及地下连续墙，最后对比结果显示，SMW工法相比另外两种施工技术，其施工占用地更少、工期更加节省、钢材更加节省。而且相比灌注桩施工技术，节省桩基用地每侧为3m，大约可以节省20～50%的费用，且环境污染小，所以说综合考量，最后确定了SMW工法。

施工中主要技术参数，由水泥土搅拌桩内插H型钢+压梁+围囹+水平钢支撑构成支护系统。在水泥土搅拌桩的施工中，水泥掺入量为20%，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1.6～2.0，桩经约为650mm，最大的桩长为16.5m，两个桩进行搭接时搭接长度为200mm。H型钢采用的是A3钢，长度为16m，尺寸为450mm×200mm，插入方式为间隔插入。

SMW工法桩施工的质量控制。

4　机械设备

SMW工法桩中应用到的搅拌机械，一般以2轴或者3轴为主，目前我国一般采用步履式和履带式两种桩机，步履式桩机占地面积大但对场地要求不高，履带式桩机占地面积小但对场地要求高，在地铁出入口施工中由于履带式桩机占地面积小被广泛采用。而机械的选择则应该结合项目实际情况，考虑多项因素确定，不能盲目选择，一般来说，成桩的均匀性、水泥的强度、抗渗性能等都是搅拌机械选择的参考因素。

各组hucMSCs细胞培养72 h后，Western blot结果显示，与Control及PBS组相比，Piwil2-iCSC来源的外泌体干预组的hucMSCs细胞MMP2、MMP9蛋白表达量均明显升高，Control与PBS组之间差异无统计学意义（图7）。

4.1　桩机垂直度控制

在施工之前，必须是坑底进行障碍物的清除，确保施工安全。需要进行回填土的地方，进行分层回填，并夯实基地。在施工时，桩机行驶路轨和轨枕不得沉，以确保桩的质量。

4.2　桩机垂直度校正

在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高度悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。

4.3　桩长控制标记

由于本工程搅拌桩桩长变化较多，因此施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。

4.4　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100m2水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。水泥浆液的水灰比为1.5，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，注浆压力为1.0～2.5MPa，以浆液输送能力控制。

5　施工冷缝的处理

采用SMW工法桩施工，在施工过程中需要注意的是，应该尽量保证施工操作连续进行，避免不必要的间断产生，避免围护结构的强度和止水性减弱。如果在施工过程中，遇到不可预见的停工问题，在必须要停止操作的情况下，应该及时采用有效措施处理施工冷缝进，例如冷缝补强方式的应用，在外围增设水泥土搅拌桩，确保其与主体之间的紧密性。若无意外，应该连续性施工以确保围护结构的强度和止水性能。施工过程中一旦出现意外情况导致施工冷缝的产生，必须采取在冷缝处搅拌桩外侧补搅素桩，以此确保将来基坑开挖时不出现大量渗水现象。在SMW桩与围护桩相交的三角地带，用旋喷水泥浆进行补强止水。

图1　

6　确保桩身强度和均匀性要求做到

（1）由于机器设备没有随带水泥流量、注浆压力等计量器具，所以采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。

（2）要充分确保土体的均匀性，在搅拌时做好充分搅拌。钻孔时要严格控制其下沉和提升的速度，让原状土能够充分破碎，从而有助于土与水泥浆搅拌均匀。

（3）水泥浆液要按照一定的配合比进行制作，不能发生离析，存浆桶要放置搅拌设备，防止灰浆离析。

（4）压浆阶段要保持输浆管道的畅通，千万不能堵塞，否则容易出现断浆现象，注浆时要保持注浆均匀，尽量不要出现土浆夹心层。

（5）如果管道被堵塞，则需要立即停泵进行处理。处理结束后，把搅拌钻具上提和下沉1.0m后才能继续注浆，然后等10～20s恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。

7　插入H型钢质量保证措施

（1）型钢到场需得到监理确认，由监理进行相应的质量检查，对于型钢的平整度、焊接质量都要确保符合施工要求。

（2）型钢进场时要逐根吊放，在底部垫放枕木，防止型钢变形，下插H型钢之前要检查型钢的平整度，确保型钢顺利下插。

（3）型钢插入前必须将型钢的定位设备准确固定，并校核其水平。

（4）型钢吊起后用铅垂线调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后下插H型钢，保证H型钢的插入深度。

H型钢的插入尽量保证在搅拌桩施工完成后的半小时之内，插入之前要再次检验钢的平整度、垂直度和焊缝厚度，为防止焊接型钢断裂，要求必须采用二氧化碳保护焊。如果H型钢的水灰比或水泥掺入量大，可适当延长插入时间。

8　结束语

地铁工程中采用SMW工法桩具有显著的应用优势，近年来我国应用SMW工法的地铁工程项目众多，尤其是地铁出入口一般均采用SMW工法桩施工，因此已经具备了较为成熟的施工经验，该方式工艺简单，在具体施工过程中做好质量控制，能够有效保障最终的施工质量，使SMW工法发挥技术价值，缩短工期，降低成本的同时有效推动地铁工程的进步与发展。

[1]刘泽胜.地铁车站暗挖工程（PBA工法）施工技术控制要点[J].山西建筑，2015（16）：97～98.

[2]陈思宏.地铁车站围护结构SMW桩质量控制技术体会[J].科技促进发展，2011（S1）：109.

[3]翟景文，李承光，姜立峰.SMW工法在天津地铁一号线二纬路站上的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2005（05）：15～16.