摘要：SMW工法桩是利用专门的多轴搅拌桩就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，在各单位水泥土搅拌桩之间采取重叠搭接施工，在水泥土搅拌桩强度达到75%且未达到100%时将H型钢或其他型体插入搅拌桩体内，形成具有设计强度和刚度的连续完整地、无接缝的地下墙体，该墙体可以作为地下开挖基坑的挡土和止水结构。
关键词：深基坑支护；SMW工法桩；施工工艺；SMW工法桩优点
1 军粮城示范镇二期项目繁荣路地道工程简介及基坑支护设计参数要求
1.1 工程概况
本工程为天津市东丽区军粮城示范小城镇二期农民安置用房南部安置区项目繁荣路地道，坐落于天津市东丽区军粮城街。北起隆华道，南至津塘路。结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。
1.2 繁荣路地道工程概况
繁荣路地道共分为U1-U11节段U型槽、景雅道箱体、U12-U15节段U型槽、津山铁路框构箱体、U16-U24节段U型槽。其中U型槽U15~U20结构主体已于2011年施工完毕。本次防水施工范围为：U1~U14节段U型槽、景雅道箱体、U21~U24节段U型槽。U1-U14节段U型槽及景雅道箱体长度约300m，宽度为42m；U21-U24节段U型槽长度约为80m，宽度为42m。
1.3 繁荣路地道基坑工程支护设计参数
繁荣路地道基坑长80m，宽42m，基坑支护采用SMW工法桩+高压旋喷桩作为基坑的围护及防水结构。具体设计参数及要求如下：SMW工法桩采用Φ850@600三轴水泥土搅拌桩（三轴桩长19m）内插700×300×13×24工字型钢，搅拌桩固化剂采用Po42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入比例不小于25%，水灰比1.5-2.0，要求全程复搅复喷，必须确保搅拌均匀，桩体搭接严密。搅拌桩施工需要定位准确，相邻桩施工间隔不得超过10小时，否则应在相应部位外侧补桩。水泥土28d无侧限抗压强度不得小于1Mpa。SMW工法桩定位原则采用基坑内侧平齐。SMW工法桩与原有围护结构搭接区域采用高压旋喷桩进行封堵止水，高压旋喷桩Φ800@500，相互搭接300mm，桩长15m。
2 SMW工法桩概念、工艺流程
2.1 SMW工法桩概念
SMW工法桩是Soil Mixing Wall的简称，最早由小日本成幸工业株式会社研究开发的。SMW工法桩又称加劲水泥土桩，是一种在互相咬合的水泥土搅拌桩中，插入型钢或钢管而形成的复合性结构。它主要使用多轴型钻掘搅拌机，在施工地挖掘一定深度，通过喷出水泥强化剂与现场地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间采取重叠搭接施工，待水泥土复合体未结硬前插入H型钢、钢管或钢板作为其应力补材料，等到水泥和应力补材料完全融合并结硬后，形成一道连续完整、具有高强度和高硬度的、无接缝的地下墙体。
进行基坑支护施工设计时，应当综合考虑基坑挖掘深度、基坑类型、工程地质条件以及周边环境对基坑侧壁位移的要求。
2.2 SMW工法桩施工工艺流程
测量放线→开挖沟槽→定位型钢轨道→多轴搅拌桩钻机就位→定位放线→喷浆、搅拌桩→型钢插入与固定→冠梁施工→基坑开挖及地下结构施工完毕→拔除H型钢。
3 SMW工法桩施工质量控制要点
（1）水泥厂必须满足现场施工用量，根据需要随时供货到现场。
（2）固定水泥供应车辆。水泥厂对本工程供应水泥的运输车辆要相对固定，并将车号报送施工单位和监理单位及咨询管理单位和业主备案，如中途有更换必须及时通知。
（3）加强现场水泥罐的管理。现场杜绝出现罐内断料及罐内水泥非用于本工程施工，现场按规范要求频率对水泥材料进行送检。
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（4）检查试桩参数。施工前，应通过成桩试验确定输浆压力、输浆量、搅拌头的喷浆搅拌提升速度和下沉速度，以确定施工参数，作为施工控制标准。
（5）根据设计给定的水泥掺量（25%）、水灰比（1.5）要求。
（6）检查搅拌桩机就位的准确性（桩位偏差<20mm、垂直度偏差3‰桩长）。检查桩的输浆量、浆液比重、搅拌速度、风压。
（7）检查喷浆的连续性。每根桩的喷浆过程均须连续进行，不得人为中断，如因停电等特殊原因造成输浆中断，必须将喷浆口下沉至停浆点0.5m以下，待恢复输浆时，再喷浆提升。
（8）检查喷浆、搅拌、提升速度。必须符合成桩试验所确定的工艺和施工参数要求。下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于1m/min。
（9）检查搅拌桩的长度（深度）。搅拌桩的长度必须符合设计要求。
4 SMW工法桩优点
4.1 对周边环境影响小
SMW工法桩的施工对邻近土体扰动较小，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害；对施工操作面要求也很低，不产生大量泥浆，减少了对周围环境和施工场地的污染，且不存在挤土作用，对周围建筑物和地下管线的安全极为有利；同时施工噪音小，具有环保的概念。
4.2 成桩质量可靠
目前SMW工法采用的三轴搅拌钻机为中空叶片螺旋式钻机，在钻进土体的同时置换出大量的原状土。同时利用高压空气压入水泥浆使水泥土得到充分搅拌，使得桩体无分层夹泥现象。桩体中插入型钢后，型钢与水泥紧密结合增加了型钢翼缘厚度，使桩体强度大大增加。
4.3 连续施工防水效果好
SMW工法钻机的钻杆具有螺旋翼与搅拌翼相间设置的特色，随着钻掘与搅拌反复进行，可使水泥浆与土体得到充分均匀的搅拌，而且水泥掺入量高，水灰比大，墙体全长无接缝，这样一方面使得形成的水泥土墙具有较高的抗压、抗剪强度，使它比传统的连续墙具有更可靠的止水性。
4.4 施工进度快，经济效益好
SMW工法所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70-80 m2，且可成墙厚度较大（550-1300mm），常用厚度为600mm；成墙最大深度目前为65m，视地质条件尚可施工至更深，因而施工进度快；另一方面该工法的水泥使用量远低于其它围护施工方法，且其 H型钢可以多次重复使用，实现循环使用，提高资源利用率，另外在压缩工期的同时节约了人工费，可大大减少投资，因此与传统的灌注桩加搅拌桩或混凝土连续墙的维护结构相比具有经济效益好的优势，一般可节约费用20-50%。
4.5 SMW工法桩施工能降低钢铁等资源的能耗
SMW工法桩的H型钢可以循环使用，一般对于地下支护结构墙体的施工，都必须使用大量的钢筋，这些钢筋的数量几十吨，基本上很难再回收利用，造成了极大钢铁资源浪费以及严重占用了地下空间资源。我国在铁矿资源上是紧缺的，采用像SMW工法桩这样的基坑支护工艺能有效降低钢铁等资源的消耗，对降低钢铁等资源消耗具有积极的意义。
结 语：
SMW工法桩施工具有诸多的优点，在当前社会生产力和科学技术大力发展的形式下，城市轨道交通全面发展，地下管廊项目的大力推广，海绵城市概念不断深入，SMW工法桩在房建、市政配套、地下轨道交通等工程领域的基坑支护中有着巨大的应用潜力。利用SMW工法桩的施工工艺，并从中钻研总结更高效的利用空间，以期在深基坑支护的应用中发挥更大的效用从而真正地节约工程建设成本，有效提高工程质量和施工经济效益。
参考文献：
［1］程毅. SMW工法桩在深基坑围护工程中的应用［J］，广东建材2013（05）76-78。
［2］李春林. SMW工法桩在深基坑工程中的应用［J］，中国高新技术参照2010（04）143-145。
论文作者:郑江鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/24
标签：基坑论文; 工法论文; 水泥论文; 型钢论文; 地下论文; 工程论文; 繁荣论文; 《基层建设》2017年第17期论文;