杨庆华　（安徽省第一建筑工程公司，安徽　合肥　230031）

浅谈SMW工法在深基坑中的应用

杨庆华（安徽省第一建筑工程公司，安徽合肥230031）

SMW（Soil Mixing Wall的简写）工法，是以3轴型钻掘搅拌机切削搅拌周围土体，并向其内高压喷射水泥胶凝材料并反复混合均匀搅拌，二桩间相互搭接，咬合紧密，形成严密的止水帷幕。在水泥土桩初凝前插入H型钢，增加强度和刚度，承担基坑外土、水推动所产生的弯矩和剪力而形成的一种挡土兼止水的复合连续墙体。

三轴水泥搅拌桩；SMW工法；型钢；土层锚杆；土钉墙

0　前言

三轴水泥搅拌桩支护技术可以在黏土、粉土、砂砾中使用，可在开挖深度15m以下的基坑围护工程中应用，适用性极广，具有明显的经济效益和社会效益。下面具体说明SMW工法在某工程项目上的应用。

1　工程案例

1.1工程概况

某工程建筑面积29211.06m2，地上20层，地下2层；建筑高度79.90m；结构类型为框剪结构。土方开挖深度约8.55m（垫层底标高），局部分开挖深度约9.9m（垫层底标高），电梯井开挖深度约11.42m（垫层底标高）。

1.2周边环境

基坑西侧、北侧、南侧均为农田，基坑东侧为钱江三桥连接公路，基坑开挖顶边线距离用地红线约1.2m～1.3m。红线外即道路，该道路为双向两车道，路宽20m，车流较大，道路下无铺埋市政管线，具体见图1。

图1　基坑平面图

1.3地质情况

本工程主要挖土为耕土、砂质粉土，坑底土层为砂质粉土，属于软弱土层。

2　支挡结构方案

结合该项目的基坑特点、周边环境及地质情况，为达到安全、经济、合理、科学的目的，最终确定支挡方案为：西侧、北侧采用二级放坡+土钉墙；东侧、东南侧采用SMW工法桩+一道钢筋混凝土内支撑，内支撑置于东南角（考虑公路侧动荷）与SMW桩冠梁相连，形成复合体系；东南侧以外的南侧部分采用SMW桩+土层锚杆；东南角、西南角局部考虑截面突变，在水泥土桩（没有插入型钢时）中加作沉管灌注桩进行加强，其它复合部分不变。所有桩顶放坡部分均采用土钉墙护面。

3　SMW施工技术

本项目的SMW工法桩采用DH608三轴搅拌桩机以及与之配套的拌浆系统和输浆系统进行水泥土搅拌成桩，桩体内插一跳一布置H型钢，采用吊机起吊型钢靠自重插入，必要时用液压振动锤进行压入。

3.1施工工艺流程（见图2）

图2　SMW工法桩施工工艺流程

3.2主要施工工艺

①三轴搅拌桩3Φ850，轴间距600，相互搭接250，幅与幅间搭接850。本项目水泥土桩桩体长14.5m，H型钢长14m。

②施工前应通过成桩试验确定搅拌下沉和提升速度、水泥浆液水灰比等工艺参数及成桩工艺，成桩试验不宜少于2根，浆液水灰比1.5～2.0。

③搅拌桩桩位偏差不超过50mm，桩身垂直度误差不超过1/200，桩径偏差不大于10mm，桩底标高偏差不超过+50mm。

④正常情况下成桩采用一喷一搅的搅拌工艺，根据该项目的地质情况（主要为砂性土地层）宜采用两喷两搅：第一次喷浆70%，第二次喷浆30%；水泥和原状土需均匀拌和，下沉及提升均为喷浆搅拌，下沉速度为0.3～1.0m/min，提升速度为1.0～2.0m/min；下沉时喷浆量一般为额定总浆液量的70%～80%；压浆速度应和提升（或下沉）速度相配合，确保额定浆量在桩身长度范围内均匀分布；提升时不应在孔内产生负压造成周边土体的过大扰动，搅拌次数或搅拌时间应能保证水泥土搅拌桩的成桩质量。

⑤对基坑东侧临近公路当重点保护对象，搅拌下沉速度宜控制在0.3m/min～0.8m/min范围内，提升速度宜小于1m/min，喷浆压力不宜大于0.8MPa。

⑥因故搁置超过2h以上的拌制浆液应作废浆处理；施工时因故停浆，应在恢复压浆前将三轴搅拌机提升或下沉0.5m后再注浆搅拌施工。

⑦搭接施工的相邻桩，施工间歇时间不应超过16h，当超过16h，搭接施工时应放慢搅拌速度；若无法搭接或搭接不良，应作为冷缝记录在案，并经支护设计单位认可后，在搭接处采取相关补救措施。

⑧根据本项目基坑支护的特点，结合施工经验及设计计算，本项目内插型钢采用H700×300×13× 24@900/1200。

⑨H型钢经监理单位验收合格后进场，型钢接头焊接质量应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）的有关规定，且接头形式与焊接质量须满足型钢起拔要求，为利于起拔回收，内插型钢表面涂抹减摩剂。

⑩H型钢宜采用整材，当因施工需要采用分段焊接时，宜采用坡口焊接，焊缝质量等级不得低于二级；单根型钢中焊接接头不宜超过2个，焊接接头位置应避免设置在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处，型钢接头距离坑底面不宜小于2m，相邻型钢的接头竖向位置宜相互错开，竖向错开距离不宜小于1m。

⑪H型钢插入宜在搅拌桩施工结束后水泥初凝前，插入前必须检查其直线度、接头焊接质量确保满足垂直度要求；H型钢插入宜依靠自重插入，严禁采用多次重复起吊型钢并松钩下落的插入方法；本项目桩体采用插一跳一间隔插入H型钢垂直于基坑边。

⑫H型钢回收应在主体地下结构施工完成、地下室外墙与搅拌桩之间回填密实后方可进行；H型钢起拔宜采用液压起拔机；H型钢拔除回收时应按先短边后长边的顺序拔出，即：先从东北面再拔东面及南面。拔除时采用间隔对称拔除的方法，以利于桩体受力均匀。

⑬对于型钢拔除后留下的空隙应及时注浆填充，并应编制包括浆液配比、注浆工艺、拔除顺序等内容的专项方案。

⑭基坑开挖前应检验水泥土搅拌桩的桩身强度，强度指标应符合设计要求；搅拌桩桩身强度宜采用浆液试块强度试验确定，也可采用钻取桩芯强度试验确定。

⑮搅拌桩钻芯数量不宜少于总桩数的2%，且不应少于3根，钻孔取芯完成后的空隙应及时注浆填充。

3.3施工注意事项

①吊机及桩机行走路线应先进行路基处理，路面平整且具有足够的承载力，以能确保桩机、吊车安全顺利通过。

②根据支护设计图纸，提前做好测量放线工作，准确放出SMW桩位，为开挖导向沟槽和搅拌桩孔位定位提供依据。

③根据基坑周边特点和地质情况，正确选择SMW工法成桩的施工顺序（本项目采用跳槽式双孔全套复搅式连接，如图3、4所示）。

图3　基坑东侧（临近公路一侧）SMW桩成桩顺序

图4　基坑东北（南）角处SMW桩成桩顺序

④SMW成桩过程要有专人指挥、专人进行监测控桩机垂直度。

⑤制备水泥浆液及浆液注入按相关要求控制用量及压力，防止四处漫流，影响文明施工。

⑥注意掌握H型钢的插入和回收的时间，以免桩体强度增长过快H型钢难以插入和拔出。

4　SMW桩与其他支护结合

SMW桩施工完成后与钢筋混凝土内支撑（设于东北角处，钢筋混凝土内支撑采用Φ800直径钢筋混凝土钻孔灌注桩作竖向立柱桩）、土层锚杆（南侧）、土钉墙护面（放坡处）形成复合支护体系。

图5　复合内支档示意图

5　结语

SMW工法桩在本项目深基坑工程中的应用，通过变形沉降观测，东面的城市道路，北面、西面、南面的农田土质均无扰动、下沉开裂、变形等现象的发生，为该项目的地下室施工创造了条件、节约了时间，对项目的整体推进也提供了一定的保障。SMW工法桩与混凝土灌注桩支护相比，能节约大量工时，且水泥材料便宜，插入的型钢还能拔出重复利用，经济效益显著。SMW工法桩与其它支护结构配合使用得当，同时又能提高支护结构的安全系数。综上述，SMW工法桩在本项目中的应用取得了良好的经济效益和社会效益，在深大、软弱的基坑支护工程中应用的优势尤为突出，值得在相应的基坑支护中推广和使用。

［1］JGJ120-2012，建筑基坑技术规程［S］.

［2］刘建航，侯学渊.基坑工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

［3］赵志缙，等.简明深基坑工程设计施工手册（第四版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

TU473.2

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1007-7359（2016）04-0157-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.062

杨庆华（1966-），男，安徽合肥人，毕业于合肥联合大学；工程师，国家注册一级建造师。