浅析SMW工法桩在某工程的应用

朱 美 军

(广州工程总承包集团有限公司，广东 广州 510310)

0 引言

SMW工法桩亦称新型水泥土搅拌桩墙，即在水泥土桩内插入H型钢等，能够承受荷载且能够有效止水，成为受力与抗渗两种功能兼具的支护结构围护墙。该技术引进我国后，广泛应用于基坑支护工程，适用于粘性土、粉土、砂土、砂砾土、φ100以上卵石及单轴抗压强度60 MPa以下的岩层。同时，该技术施工时不会对邻近土体产生扰动或破坏，对邻近地面、房屋、道路及地下设施等产生的危害极少；所需工期较其他工法短、废土外运量远比其他工法少、比传统的连续墙具有更可靠的止水性等优点。

1 工程概况

本工程属于基坑土石方及支护结构分部工程，基坑周长约1 300 m，基坑开挖面积约330 m×300 m，基坑开挖深度范围为8.4 m～12.12 m。基坑支护采用土钉喷锚支护体系，部分地段采用三轴水泥搅拌桩+H型钢支护，支护设计安全等级按二级设计，使用年限为1年。该工程SMW工法桩采用搅拌桩直径为850 mm，间距600 mm，间隔一条搅拌桩插入一条HM600×200的H型钢，西北(JZK12)区段型钢长度为9.5 m，东南(JZK47)区段支护型钢长度为7.5 m～9.5 m，型钢通过1 100 mm×600 mm混凝土冠梁和400 mm×400 mm混凝土腰梁连成一个整体，冠梁和腰梁中设置φ63.5钢花管土钉，西北(JZK12)区段φ63.5钢花管土钉长度为12 m～20 m，东南(JZK47)区段φ63.5钢花管土钉长度为12 m，SMW工法桩平面位置如图1所示。

2 SMW工法桩工程做法

2.1 SMW桩技术参数

1)三轴钻机钻孔直径为850 mm，轴孔间距为600 mm，重叠部分为250 mm。

2)所有SMW桩的桩顶标高均为低于自然地坪500 mm，西北(JZK12,JZK11)区段桩长为9.5 m，东南(JZK47)区段桩长为7.5 m～9.5 m。

3)水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比1.0～1.2，水泥掺量为每米15%。

4)搅拌桩采用“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆量控制在40%；要求严格控制好水泥用量及液面高度，对用水则采用总量控制，严禁桩顶漏喷现象发生，为确保桩顶水泥土的强度，控制下沉速度V≤1.0 m/min，重复搅拌提升速度不大于0.8 m/min，搅拌速度大于40 r/min；在现场施工时，输浆速度用流量泵控制一个固定值不变，注浆泵的出口压力保持在0.8 MPa～1.0 MPa。

5)搅拌机机架应水平安装就位，导向塔垂直度偏差应不大于1/300，桩位偏差应不大于30 mm，桩径偏差应不大于2%。

6)搅拌桩桩端须进入硬塑状土层3 m，桩体28 d无侧限抗压强度不小于0.6 MPa。

2.2 SMW桩的特点

1)对原土反复搅拌，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，出现护壁塌方现象概率极少。

2)型钢可回收循环使用，有效减少工程造价。

3)废土外运量较少，施工现场环境能保持较整洁。

4)施工周期较短，比地下连续墙工期减少2/3，能最大限度满足进度要求。

2.3 SMW桩主要施工工艺

该项目地势较高，施工前需挖运土方、清理旧桩头及移走树木，确保现场场地方便施工；拼装桩机并安装灰浆制备系统，管线连接要正确，最后开展桩机调试。

SMW工法桩施工过程中应着重做好以下施工要点：

1)桩基就位控制，包括桩机平面位置控制、垂直度控制、桩长控制标记等。

2)水泥浆液拌制控制，采用复合硅酸盐水泥，三轴搅拌桩水灰比为1～1.2。水泥浆搅拌时间不小于3 min，滤浆后倒入储浆池中并不断搅拌，防止水泥离析，压浆要连续不可中断。

3)三轴水泥搅拌桩浆液泵送量要与搅拌下沉或提升的速度相匹配，下沉和提升过程中均要注入水泥浆液，并严格控制下沉和提升速度。搅拌桩机钻杆下沉到SMW桩的设计桩顶标高时，开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，下沉搅拌头。钻孔过程中，要时刻关注注浆、搅拌、下沉状态，必须一边注浆、一边连续搅拌、一边匀速下沉，让水泥浆和原状地基土充分混合搅拌在一起，并通过查看钻杆上桩长标记的记录，直到达到桩底的设计标高为止。

4)型钢插入控制，三轴水泥搅拌桩施工作业结束前，吊机应提前做好准备工作待三轴搅拌桩结束后必须立即就位，吊放H型钢建议采用“隔一插一”方法进行施工，H型钢插入时应严格按定位卡的位置沉入施工，确保H型钢施工位置准确。

3 SMW工法桩质量控制措施

SMW工法桩质量控制措施见图2。

SMW工法桩施工质量直接影响基坑的支护安全，根据以往工作经验，应从以下几个方面做好SMW工法桩的质量控制。

1)水泥流量、注浆压力采用人工控制，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[1]。

2)桩体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，下沉和提升力求匀速，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和[2]。

3)根据设计要求，制备的水泥浆液不得有离析现象存在，配置的水泥浆液不得放置时间过长，超过2 h必须降低其强度等级使用。

4)压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层[3]。

5)压浆过程中若发生管道堵塞，需马上停泵，不得继续作业。管道堵塞故障排除完毕后，立刻将搅拌机具上提和下沉1.0 m，并采取有效的措施后方能继续注浆，避免断桩、空桩现象发生。

6)钻机提升过程中需安排专人铲除钻头上粘附的泥块，同时，钻机移位、开钻、提升过程中均需有现场专人指挥负责，确保各工序施工精准。

7)项目部试验人员要及时根据施工进度开展试块养护和试验，如水泥土试块要做抗压强度试验，相关的试验报告要及时反馈业主和监理，并做好资料存底工作。

8)搅拌桩出现渗水现象，应及时进行封堵，封堵方法通常有两种，一种是采用引流管，另一种是采用双液注浆。引流管封堵法，应在基坑渗水点插引流管，用速凝防水水泥砂浆在引流管的周围进行封堵，待水泥砂浆达到设计强度后，再将引流管打结；化学注浆法需控制流量和压力，防止浆液流失。

4 结语

该项目基坑开挖面积大，主要采用的是放坡加土钉喷锚支护体系，只有部分地段采用SMW工法桩支护。该工程部分地段采用SMW工法桩能够很好地满足主体结构施工的要求，能够确保基坑的安全，保证施工进度符合合同要求。