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摘要：在SMW工法桩施工过程中，在地质情况复杂程度较高的区域，地下土层分布及不良施工条件无法准确预见，给SMW工法桩施工带来一定的难度。通过对SMW工法桩施工工艺的分析，结合工程实例中出现的问题，总结了各类常见施工难点的处理方式。
关键词：工法桩；隧道；围护结构；施工工艺；
1 引言
SMW工法又称加劲水泥土桩，是一种在互相搭接的水泥土桩墙中插入型钢而形成的复合结构。该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥浆与地基土反复混合搅拌，各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材料，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。它与传统的地下连续墙、钻孔排桩围护形式比较，具有工期快、造价低、对周围环境影响小的特点和优势，尤其适应软土地基深基坑的围护要求。该技术已大量应用于轨道交通、市政基础设施和地下建筑工程中，取得了较好的社会效益和经济效益。
2 工程概况
江阴市芙蓉大道快速化改造工程虹桥隧道为双向六车道隧道，设置于芙蓉大道主线，西起虹桥路西侧，向东分别下穿虹桥路、工农河、花山路，直至花山路东侧接地，隧道全长1038m。隧道采用采用明挖顺作法施工，部分基坑采用Φ850mmSMW工法桩支护与止水。
虹桥隧道工程场地处于既有道路和绿化带位置，地貌类型属长江冲海积平原区。地基土构成除表层填土外，其余均为第四系滨海、河口海湾、河泛、河床相沉积物，主要由淤泥质土，粘性土及粉（砂）性土组成。结合现场基坑开挖深度、工程地质等条件，在K9+998~K9+166及K9+572-K9+894段落采用SMW工法桩的支护形式。
3 场地工程地质及水文地质条件分析
对工程场地进行地质勘探时围护结构施工的关键要素之一，准确的地质勘探资料为后续围护结构施工提供便利条件。
在地表45.15m深度范围内地基土构成除表层填土外，其余均为第四系滨海、河口海湾、河泛、河床相沉积物，主要由淤泥质土，粘性土及粉（砂）性土组成。
根据含水层分布项目地下水分为潜水层和微承压水层。潜水主要赋存于浅部填土、粘性土层中，富水性差，主要受大气降水入渗及地表水侧向补给以地面蒸发为主要排泄方式；微承压水主要赋存于地下粉土粉砂中，各含水层相互连通，整体厚度较大，富水性、透水性好，主要补给来源为浅部地下水的垂直入渗及地下水的侧向径流，以民井抽取及地下水侧向径流为主要排泄方式。
因地下水位高，富水性、透水性大，地质 较差等特点，对SMW工法桩施工中水泥浆液配比选定、型钢插打时间控制等方面造成了较大困难，需在施工中加强施工质量控制，严格按照规范组织现场施工，以确保施工质量。
4 SMW工法桩关键施工工艺
4.1 施工工艺
施工准备→测量放样→开挖沟槽→定位型钢放置→钻机就位→三轴水泥搅拌桩施工→下插H型钢施工→H型钢回收（结构施作完毕且达到设计强度）
4.2场地平整
SMW工法桩施工前，先将场地整平，清除施工区域内的表层硬物，素土回填夯实。对临时道路进行整修，确保能够承受50t吊车的行走及步履式重型桩架的承重荷载。
4.3测量放线
（1）定位力法
1）根据甲方提供的坐标点，按设计图纸规定的尺寸，定出一个原点和四条主控轴线，然后根据原点和主控轴线建立区域直角坐标，由原点开始分别依次定周边轴线，最后与原点闭合。
2）钢尺分别丈量出每根轴线，做出醒目标记。
3）有轴线控制点必须远离挖土影响线（桩外1m），每周对控制点进行一次复核。
4）控制点的埋设必须稳固，每次观测前应进行检查。
5）根据本 工程的实际情况及相关资料，围护结构外放尺寸为100mm。
（2）检测维护
1）根据施工进度安排，组织不定期检测，均须进行检测调整，确定控制符合精度，并记录在案。对各测量桩、水准点进行保护，避免人为的破坏。
2）测量精度的控制及误差范围。
测角：采用三测回，测角误差5”以内，总误差5mm以内；
测距：采用往返测法，取平均值；
量距：用鉴定过的钢尺进行量测并进行温度修正与测距仪并用。
4.4开挖沟槽
根据基坑围护内边控制线，采用200mm型挖机开挖1.4mx0.9m沟槽，并清除地下障碍物。开挖沟槽余土及时处理，以保证SMW工法正常施工，达到文明工地要求。
4.5定位型钢
垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200mm的槽钢，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格850mmx30mm的工字钢，长约10m，H型钢定位采用型钢定位卡。具体位置及尺寸见图1（视实际情况而定）。
图2 跳槽式双孔全套复搅式施工顺序图
4.7 H型钢插入
三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，在搅拌桩施工完成后的30min内插入H型钢，型钢插入前，应涂抹好减摩剂。
（1）起吊前在距H型钢顶端200mm处开一个中心圆孔，孔径为40mm，装好吊具和固定钩，然后采用吊机起吊H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。
（2）在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对准桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，垂直度控制用线锤控制。
（3）根据高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差，在定位型钢搁置槽钢，采用吊筋控制H型钢顶标高，误差控制在土5cm以内。
（4）待水泥土搅拌桩硬化后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。
（5）若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线睡跟踪控制H型钢垂直度，并用经纬仪校核。
4.8 H型钢拔除
待圈梁达到设计强度且隧道主体结构施工完成后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢；起拔过程中始终用吊车提住顶出的H型钢，千斤顶顶至一定高度后，用吊车将型钢拔出桩体；型钢拔除时应跳孔拔出，同时需加强对基坑周边环境的监测，H型钢拔出后在指定场地堆放好，分批集中运出工地。为避免拔出H型钢后，必须及时采用M20水泥砂浆及时进行填充。
5 SMW工法桩施工特殊情况处理
因现场地质情况较为复杂，土质不好、作业面受限导致无法施工等情况，针对相应特殊情况应采取适当的处理措施。
（1）施工冷缝处理
1）由常规套钻1孔改为套钻2孔来增加搭接的强度和抗渗性。
2）严格控制上提和下沉的速度，做到轻压慢速以提高搭接的质量。
3）如上述方法无法满足要求，采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm，确保围护桩的止水效果。
4）搅拌桩应连续施工，当相邻桩施工间隔大于8小时时，应重新进行套打搅拌，桩与桩的搭接时间不应大于24小时，如因特殊原因超过上述时间，搭接施工中必须放慢搅拌速度保证搭接质量。
（2）桩身强度和均匀性处理措施
1）水泥流量、注浆压力采用电脑自动控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。
2）土体应充分搅拌，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。
3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。
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。
5）发生管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。
6）钻机提升时应有专人铲除钻头上粘附的泥块，以确保钻头再次下沉时，泥土搅拌充分、均匀及提升时桩身不出现空心。
（3）插入H型钢质量控制措施
1）型钢到场需得到监理确认，待监理检查型钢的平整度、焊接质量，认为质量符合施工要求后，进行下插H型钢施工。
2）型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以减少型钢的变形，下插H型钢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）型钢吊起后用全站调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后下插H型钢，利用水准仪控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度。
5）型钢吊起前必须重新检查表面的减摩剂涂层是否完整。
6 结语
SMW工法桩与其它支护方式相比具有施工速度快，所需工期短的优点，在当前的项目工程施工中，需对其进行全面的施工工艺总结以提高。应善于利用SMW工法桩的施工工艺，并从中钻研总结更高效率的利用空间，以期在深基坑支护的应用中发挥更大的效用，从而做到节约工程建设成本，有效提高工程质量与施工经济效益。
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论文作者:刘新忠,班学峰,肖水泉,宗朝阳,王森林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/11
标签：型钢论文; 工法论文; 沟槽论文; 水泥论文; 标高论文; 基坑论文; 隧道论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;