SMW工法樁在工程深基坑加固中的應用

趙鐵軍

（日月光集成電路制造（中國）有限公司 201210）

引言

近年來，隨著我國城鎮化進程的不斷推進，每年的建筑工程數量逐年增加，隨之而來出現了大量深基坑工程，在這一過程中，大量的基坑支護技術得到應用，與此同時也出現了一系列問題，因此對于工程施工的技術優化也越來越重視，在一大背景之下，SMW工法樁在工程深基坑加固中的研究和應用在國內得到了越來越多的重視，在多行業，多方面的工程深基坑加固中相當普遍，伴隨著經濟的快速發展和全球化進程，各個行業服務面快速擴張，節奏普遍加快，為了適應形勢，需進一步提升工程深基坑加固的經濟性，但除生產和維修成本以外，SMW工法樁施工的經濟性在很大程度上取決于廣泛適用性[1]。

為提高廣泛適用性，當前的措施是采用新技術，提高自動化的控制程度，同時減輕對操縱人員的工作依賴，除此之外，正確選擇和提升SMW工法樁質量也是一個重要途徑[2]。因此必須加強SMW工法樁技術優化研究，這就要求必須根據目前現有的施工程序去嚴謹地執行深基坑施工技術，在建設工程的每一個過程中，特別是對于一些重大設計的變更，更加應該嚴格按照設計、施工與監理這三大步驟進行會審，及時的分析和探討在施工過程可能出現的深基坑加固的技術問題，以此找尋出最好的解決方案，避免出現技術失誤，保證SMW工法樁在工程深基坑加固中既應有良好的機動性和行駛穩定性，同時還應保證工程質量可靠。因此本文主要討論SMW工法樁在工程深基坑加固中的改進應用方案。

1 SMW工法的優點分析

常規的加固方法隨著地下深基坑工程進度的進行，在地下二層完成以后，結構外墻承受著裙樓結構的自重力，隨著裙樓高度增加，外墻的沉降也發生著變化。而地下連續墻已經和結構完全分離。兩個墻沉降不一樣，之間產生了剪力，可能導致地下連續墻出現裂縫。地層水可能會在外部壓力之下滲入到地下連續墻可能出現的裂縫之中，進而通過這一系列裂縫進入到結構墻體表面的裂縫之中，最后進入室內。

而SMW工法與常規工法相比，因其在前期的施工攪拌的過程中同樣是采取施工攪拌樁，因此抗滲效果能滿足要求，且與常規工法相比，其對現場場地要求低，SMW工法在攪拌樁內插入型鋼后，進一步增強了結構外墻墻體的剛性。而在施工成本方面，SMW工法與常規方法相比，成本大幅度降低，適應性更廣。在施工工期方面，SMW工法施工時型鋼在攪拌樁初凝前插入加固區域，這一施工過程可以與攪拌樁同時進行，且幾乎沒有泥漿產生，同時在之后回填好主題建筑出土之后，就可以將型鋼及時回收，這一過程中以保證了工期大大縮短，也減少了成本的投入。基于該功法的兩點優勢，投資方以及設計方在進行經濟、技術方面論證工作，一般都會優先考慮在施工圍護結構時采用SMW工法。

2 深基坑加固中SMW工法應用

2.1 SMW工法原理

SMW工法的全稱為加筋水泥地下攪拌連續墻工法，具體施工方法是首先在一排水泥土攪拌樁相互之間進行搭接，相互搭接之后，將其插入加強H型鋼材之中，之后再地下進行攪拌。該方法要求基坑支護的深度不大于15m。

SMW工法所采用的基料為攪拌土，基坑圍護結構的材料一般選用H型鋼材，在具體施工的過程中，根據不同的施工環境和地質條件不同，為確保施工安全，在設計計算時，型鋼應是唯一材料來計算H型鋼水泥攪拌墻的剪力和彎矩，攪拌土只是作為防水帷幕的材料，不參與之前的設計計算，在計算過程中，從施工期開始，到后期為止，應在進行局部抗剪驗算時按最薄弱斷面標準計算，以此確保攪拌土防水圍幕的穩定。

2.2 SMW工法主要施工流程

根據施工現場基坑的實際地質條件和技術需求，一般該工法使用的打樁機是常規的DH608樁機，一次鉆攪達到[3]。具體施工流程下：

（1）場地平整

施工設備進場之前，要求首先平整場地，及時將施工區域內的障礙物清除干凈。與此同時，施工現場進行地下管線摸排，將影響施工的地下管線及時遷移，場地平整的標準能以承載滿足履帶式重型樁架及50t大吊車及為準。

（2）測量放線、開挖導溝

場地平整之后進行測量放線，以此來確定圍護結構的軸線，進一步開挖施工溝槽。在開挖溝槽的過程中由于清障產生的地下空洞，壓實后用水泥土進行固化，以此確保SMW工法順利施工。

（3）定位、鉆孔、移機

定位即將導向定位型鋼鋪設在挖好的工作溝槽兩側，同時在導向定位型鋼上按設計要求劃出插H型鋼和鉆孔位置，之后在鉆管上劃出鉆孔深度的標尺線，標尺線的確定利用鉆桿和樁架相對錯位原理進行計算，在下鉆的過程要求嚴格控制下鉆、提升的速度以及深度。

3 SMW法施工重點

我國近年來從國外引進了一種相對較新穎的深基坑支護方法，也就是SMW工法樁，這種支護結構所占用的地面面積小，且在施工中無噪音、對周圍環境影響小，取得了較好的效果。下面結合施工項目實例對SMW工法樁施工重點進行分析。

2013年3月到2017年4月，上海市寶山日月光中心新建工程，項目由全球封裝測試龍頭“日月光集團”在上海重點打造的第三個商業廣場。建設用地面積 53，105.7m2，總建筑面積 192，200m2。

3.1 施工方案確定

在地下連續墻施工的過程中，技術重點主要有兩點，即穿土嵌巖施工技術以及關鍵質量控制技術，在這兩點技術要點把控的過程中，關鍵在于確定明確、穩定、可靠，及時有效的土體、結構受力傳遞體系。除此之外，每次施工過程中都應該提供相應的有效監測，這一點是實現和推進施工現代化，確保整個施工安全的基礎所在。

本次項目施工基坑周邊的環境較復雜，東側有較多的1～2層的企業用房，距離邊線最近的約5.3m；北側有建材市場和人防混凝土攪拌站的2～3層建筑，距離基坑邊線最近的約14m；南側和西側道路下市政管線距離基坑連線最近的約28～29m；西南角的軌道交通7號線大場鎮站出入口距離基坑邊線最近的也是14m，這就造成了在施工過程中除了需要考慮防水問題之外還需要充分考慮土體的側向壓力，結合本次施工工程項目所在場所，經過設計單位和施工單位多次現場結合，確定了在這次項目施工過程中采用SMW工法樁進行基坑圍護，并完成相應的施工總體部署。

3.2 施工要點

本次項目施工選用的是新型的三軸鉆機，這一新型鉆機成樁體無論是在自身強度上海市在樁身均勻性上都要明顯優于傳統的雙軸鉆機，與此同時，成樁體的垂直型、平衡性以及相互之間的搭接程度也是明顯優于傳統鉆機的，這一新型鉆機的使用大大提高了使用項目的防水性能，同時由于樁體之間的搭接型程度十分良好，也有利于后期型鋼的插入和整體回收，在于傳統的重力基坑圍護的方法相比較而言，這類施工明顯具有以下優點，擋水性強；對周圍地基影響小；多用途（能適應各種地層）；工期短；造價低。

通過針對基坑內外布置的完整水位監測數據的詳細分析認為，工程施工過程如果采取分層按需式動態降水模式，可以有效避免樓板結構的沉降變形，其主要作用過程如下：通過在施工過程中對土方以及在結構施工環節進行逐步的分層降水，保證在施工過程中以及施工之后排水問題，這樣施工方式既保證了土方開挖的具體要求，也在混凝土養護的過程中防止了由于排水問題導致的不良變形沉降。

此外，在施工過程中，需要控制好混凝土內外溫差，這就要求在澆筑的過程中，及時測溫，一旦發現溫度變化時，要及時調整養護水的溫度。如果施工現場地質條件復雜，環境脆弱，還應及時建立立體檢測系統。重點檢測在施工過程中可能出現的沉降與位移、地下水位變化、基坑圍護體系剛性、鋼筋應力計與混凝土應變計量等等[4]。在長達三年的施工期內，確保建立的立體檢測系統正常運作，長期有效，并在地質條件復雜區域和進行重點工序是加密測量，保證了在整個施工的過程中，各項指標始終處于安全范圍以內。

3.3 SMW工法樁改進

原設計采用直徑為850mm的型鋼水泥土攪拌墻進行基坑圍護（簡稱SMW工法樁），采用盆式開挖，待中部基礎底板形成后，坑內沿豎向加設鋼管斜拋撐，基坑角部設水平角撐。針對此設計組織了施工單位、監理單位進行了討論，認為：①850mm的型鋼水泥土攪拌墻進行基坑圍護，雖然能達到預期的止水的效果并有一定的剛度，但基坑實在較深且距離最近的建筑物僅5.3m，恐難以承受土體的側向壓力并最終導致變形基坑坍塌，建議外圍一圈的型鋼水泥土攪拌墻上應設置一道封閉的鋼筋混凝土壓頂圈梁，其費用雖有所增加，但安全保障有所提升且利于整個工期進度的推進；②坑內沿豎向加設鋼管斜拋撐的下支座基礎與主體結構板相連，原則上在施工過程中沒有問題，但地下室的外墻需空過鋼管斜拋撐，日后在拆除時也是個較頭痛的問題，首先地下室外墻距離水泥土攪拌墻距離僅800mm，其空間狹小難有拆除空間并吊裝且日后拆除后對地下室的外墻防水也帶來個嚴重挑戰，后多方咨詢并集思廣益，在原鋼管斜拋撐上安裝一個H型鋼的轉換接頭，地下室外墻施工時，轉換接頭上焊接止水鋼板直接澆筑在混凝土里，日后拆除時直接將轉換接頭割除，既解決了地下室外墻防水問題也解決了吊裝問題。

4 結語

近些年，隨著我國工業水平的發展，工程深基坑加固的技術優化勢頭很是強勁，SMW工法樁在工程深基坑加固中占據著重要的位置。工程需求規模越來越大，技術優化需求也越來越大。提高SMW工法樁在工程深基坑加固中的技術水平有利于更好的服務客戶，增強企業競爭力，為企業帶來效益。本文從時代背景切入，首先對當前項目中SMW工法樁在工程深基坑加固中的應用現狀進行分析，然后分析當前工程施工中存在的問題，接著探討了SMW工法樁技術的改進思路，最后總結一些方法。通過對SMW工法樁技術的改進，提高企業建筑工程質量，提高企業知名度，增加企業工程數量，為企業帶來收益。

[1]鐘宇.SMW工法的施工工藝及質量控制措施[J].福建建設科技，2008，5.

[2]宋林毅.型鋼水泥土攪拌墻施工（SMW工法）在深基坑支護中的應用[J].福建建筑，2011，07.

[3]肖德綱，唐昌堯.淺談SMW工法樁施工質量控制[J].科技創新導報，2010（08）.

[4]施慶熙，張健兒，呂艷斌.SMW工法在某工程基坑支護的應用[J].施工技術，2012（13）.