SMW 工法桩在深基坑支护施工中的应用

李 涛

（山西工程职业学院，山西 太原 030011）

SMW 工法桩指的是向水泥土桩中置入H 型钢后形成的结构，又称为型钢水泥土搅拌墙，具有防渗挡水、承受荷载的作用，是深基坑工程中应用较为广泛的支护结构。SMW 工法桩施工技术细节丰富，各项工作具有专业性，需要深入探讨施工技术，掌握技术应用方法，采取施工质量控制措施，保证SMW 工法桩在深基坑中的支护效果。

1 工程概况

某安置房项目总建筑面积约20 万m2，容积率2.4，包括f、n 两个地块。其中，f 地块地上、地下总建筑面积分别为76 490.34m2、33 774.68m2，共110 265.02m2，包括11 栋住宅楼。

2 SMW 工法桩深基坑支护方案及要点

以连续套转法施工，设置Φ850@600 三轴搅拌桩，桩内插入H700×300×13×24 型钢。施工设备以JB-168 型三轴搅柱机、D290 型电动振动锤和50t 履带吊为主。

工程SMW 工法桩深基坑支护要点如下：

（1）质检员积极参与SMW 工法桩施工质量检验中，要求施工方法、施工流程、参数等均科学合理。严格按照质量体系文件及技术要求采取管控措施，保证每道工序的施工质量。

（2）放样定点、控制点必须准确，施工期间适时抽测，纠正偏差，确保所有SMW 工法桩的孔位偏差不超过5cm。

（3）孔斜控制：以源头防控为主要策略，开钻前检验搅拌机的平整度和垂直度，确认无误后正式施钻；钻进期间加强检测，要求孔斜偏差在1%以内。

（4）水泥浆控制：严格依据水灰比拌制水泥浆，遵循随拌随用原则，停置时间超过2h 的水泥浆不具备使用价值，视为废料处理；水泥浆制备完成后需经常搅拌，避免离析。钻进期间排出的土通常以泥浆形式沉积在导沟内，此部分泥浆将在短时间内快速固结。为处理该部分弃浆，首先用挖掘机将导沟的泥浆挖除，集中堆放在集土坑内，待泥浆固结后，统一外运至指定堆放区域。

（5）搅拌桩提升速度0.2～0.5m/min，提升全程连续、匀速。提浆时，先在孔底喷浆30～60s，做上下运动（活动范围必须在底部1m 以内），最后提升。

3 SMW 工法桩深基坑支护施工技术的具体应用

3.1 施工顺序

按跳槽式双孔全套复搅式连接施工顺序施作SMW 工法桩，具体流程如图1 所示。图中，阴影部分为重复套钻，目的在于保证接头的稳定性和提升墙体结构的连续性，从而达到止水、稳固深基坑的效果。

图1 跳槽式双孔全套复搅式施工示意图

3.2 施工准备

（1）适配合适形式、合适功率的三轴搅拌桩机，具体根据施工条件、桩径、成桩深度等进行确定，要求设备稳定运行。

（2）整平施工场地，保证桩机、起重机等设备行走时的平稳性。施工现场存在软弱道路时，设备行走期间发生晃动，不利于设备的正常使用，为此，以铺设钢板或夯实的方法进行处理。

（3）规划运输路线，搭建临时设施，配套性能可靠的供浆系统。

（4）全面清理SMW 工法桩施工现场的地下障碍物，回填黏性土至设计桩顶标高。

3.3 三轴搅拌桩施工

三轴搅拌桩施工工艺如图2 所示。

图2 搅拌桩施工示意图

3.3.1 测量放样

以图纸要求为准，结合业主提供的水准点和测量控制网引测围护结构轴线和高程，测量放样后安排复核，提高精度；布设临时控制桩，施工期间每日校核控制点。桩位中心外放5cm，避免因桩向内倾斜而导致内衬厚度不足。

3.3.2 成桩作业

①开挖沟槽。挖机开挖1.2m 宽、深度触及杂填土底部的沟槽，清除杂填土，为成桩施工创设良好的条件。工程地质勘察资料显示，局部的杂填土埋深达到3～4m，针对此类特殊条件，首先开挖至杂填土底部，再回填黏土并夯实，尽可能减小开挖对周边建（构）筑物的影响。

②放置定位型钢。在沟槽两侧打设4 根10#槽钢，形成固定支点；取两根长度为2.5m 的型钢垂直于沟槽方向布置到位，与支点焊接；取2 根长度为7～12m 的槽钢沿平行于沟槽的方向布置在上方，焊接两组型钢。

③孔位定位。在H 型钢表面划线定位，将定位偏差控制在1cm 以内。

3.4 SMW 工法桩施工

（1）启动桩机，钻头下沉并注入水泥浆液，持续向下钻进，到达桩底标高时重复搅拌注浆，随后提升钻头。提钻平稳进行，期间同步注入水泥浆液。施工时，各项参数均要得到有效控制，具体要求见表1。

表1 SMW 工法桩主要技术参数

（2）施工顺序。以重复套钻的方式施工SMW 工法桩，要求相邻两桩稳定搭接，保证成型墙体结构的连续性和稳定性。

（3）桩机就位。在当班班长的指挥下，由专员安排桩机就位。为使桩机平稳运行，在桩机下方铺设钢板，局部地质条件极差时，以开挖换填渣土的方法进行处理。桩机移动前，清理移动路径上的障碍物，检查桩机周边的情况，顺畅移动到位。保证桩机的垂直度，施工期间用线锤进行检测，及时调节装机偏差，以保证施工质量。成桩后，桩身垂直度偏差不超过1/200、桩中心偏差不超过50mm。

（4）搅拌下沉。根据现场土质条件计算搅拌下沉速度，以计算结果为准，平稳下放搅拌头，最终到达设计桩底标高处。

（5）注浆、搅拌、提升。灰浆泵注浆，浆液到达搅拌头时，开始提升搅拌头，提升期间同步进行搅拌和注浆，得到均匀性良好的混合料。搅拌头提升至离地面50cm 的位置时关闭灰浆泵。

（6）重复搅拌下沉。为保证桩体内部混凝土的密实性，完成搅拌提升后再次搅拌下沉至桩底，搅拌头同步进行搅拌、提升作业，但此阶段不注浆。

（7）其他方面。下沉速度不超过1m/s，提升速度不超过2m/s，以相对平稳的状态进行下沉和提升。在施工现场搭建拌浆平台，在平台附近搭建水泥库，存放浆液拌制所需的水泥，根据1.5～1.6 的水灰比拌制浆液，浆液通过质量检验后随即投入使用。

3.5 H 型钢减摩

为便于H 型钢的回收利用，插入H 型钢前先将表面杂物清理干净，再均匀涂刷减摩剂。具体方法如下：

（1）H 型钢表面附着的铁锈、污垢及其他杂物均要得到全面清理。

（2）减摩剂用电热棒均匀加热，待其达到融化状态后搅拌，随后均匀涂刷在H 型钢表面，按该方法操作后，可避免H 型钢表面减摩剂涂层剥落问题。

（3）如果减摩剂表面偏潮湿，涂刷前用抹布擦去水分，再用喷灯烘干。

（4）减摩剂的用量以1kg/m2为宜，经过涂刷后，形成厚度不少于1mm 的涂层。

（5）减摩剂涂刷完成后需注重防护，避免出现涂层开裂、剥落等问题，若涂层异常，重新涂刷。

3.6 H 型钢插入

（1）H 型钢的插入以自重下沉为主、90 型振动锤施振下沉为辅，保证H 型钢能够准确下放到位且无损伤。

（2）H 型钢起吊前，在顶端开设Φ100mm的中心圆孔，以便配置吊装所用的固定钩和吊具；根据H 型钢标高确定吊筋长度。

（3）在沟槽处设置H 型钢定位卡，用于控制H 型钢插入位置。在现场配置一部50t 履带吊，用此设备起吊H 型钢，调整形态后使H 型钢中心对准桩位中心，沿定位卡缓慢插入，下插过程中用经纬仪检测垂直度，保证H 型钢插入的精准性。前期依靠H 型钢的自重下沉，无法继续下沉时，用90 型振动锤辅助，最终使H 型钢下插到位。

（4）H 型钢下插期间加强检测和纠偏，若存在水平误差或垂直误差，立即进行调整。H 型钢偏差的纠正遵循“少量多次”原则，不宜一次大幅度纠偏。

3.7 H 型钢回收

基坑土方回填至冠梁底标高时，用顶拔装置回收H 型钢。拔除设备采用1 台液压泵、2 台200t 液压千斤顶、1 台15t 吊车及夹具等配套装置。正式拔除时，用液压千斤顶反复顶升H 型钢，使其松动，随后用吊车及其他配套装置拔出H 型钢。SMW 工法桩由于H 型钢的拔出而产生空隙，此部分用6%～10%的水泥浆填充，使结构具有完整性。空隙填充所用浆液采用的是水灰比为1.5 的水泥浆液，填充后，浆液流动至空隙内并发生固结。

H 型钢具有重复利用的价值，因此，回收后清理H 型钢表面的杂物，整形保养，挑选可重复使用的H 型钢存放至指定位置，由专员管理，后续有需求时可及时投入使用。

3.8 冠梁施工

（1）冠梁施工前，根据图纸要求进行冠梁定位和标高测量，于指定位置施工冠梁。

（2）围护桩桩头浮浆被凿除干净后，以30m为一段，分段绑扎钢筋；在钢制支撑部位放置厚度为12mm 的钢板作为预埋件使用。

（3）钢筋安装时，避免锚筋与冠梁主筋发生碰触，若因空间限制或其他原因导致两者相碰，适度调整，但不可对材料的使用及整体施工质量产生不良影响。

（4）钢板顶面与冠梁顶面平齐，与锚筋用穿孔塞焊。

（5）冠梁施工采取地面泵车泵送C25 混凝土，成型冠梁的截面尺寸为700mm×1 300mm。

4 SMW 工法桩施工质量控制措施

在本工程中，基坑支护周边分布居民楼，最近距离不足3.5m，同时周边建筑以自建房居多，建筑可能由于深基坑施工的扰动而失稳；从地质条件的角度来看，施工现场的砂层平均厚度约为10m，较厚。施工单位高度重视特殊的施工条件，加强质量控制，保证围护桩有良好的止水效果以及利用建设成型的SMW 工法桩支护深基坑，防护施工现场及周边环境。成桩施工时，桩体必须穿透透水层，且深入粉质黏土层的深度至少达到1m，这样有利于提升桩体的稳定性。此外，SMW工法桩施工中还采取如下控制措施：

（1）桩身垂直度控制。搅拌桩施工前用水平尺核对机械架，保证桩体垂直度。搅拌桩施工期间及时检测桩身垂直度并确定偏差，若偏差超过1/200，立即采取纠偏措施；同时，H 型钢的插入也需保持垂直，可用线锤或经纬仪检测，存在偏差时及时纠正，确保偏差不超过1/150。为桩身垂直度控制工作配置经纬仪，用此仪器对搅拌轴纵横向加以校正，及时纠偏，使搅拌轴保持垂直。桩身垂直度控制要及时，要求工作人员适时检测和及时纠偏。

（2）搅拌桩桩身质量控制。桩身水泥浆需均匀分布，以保证桩身结构具有连续性和均匀性。施工期间，灌浆作业连续进行，避免忽然中断和输浆管路堵塞。泵送混凝土量必须充足，下沉和提升速度需合理，并保证搅拌充分。在本工程的SMW 工法桩施工中，采用跳槽式全套复搅式连接，重复套钻的施工方法使搅拌桩的连续性良好，接头部位稳定可靠，可充分发挥搅拌桩的隔水帷幕作用，对深基坑产生良好的支护效果。

5 结语

综上所述，SMW 工法桩支护是建筑工程深基坑支护施工中的常见技术，妥善施作SMW 工法桩有利于维持深基坑的稳定性，保证施工安全，提高施工质量，相关人员仍需持续探索，提高SMW工法桩施工工艺的应用水平。