SMW工法在基坑支護工程中的應用

摘要：SMW工法亦稱型鋼水泥土攪拌樁HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B0%B4%E6%B3%A5%E5%9C%9F%E6%90%85%E6%8B%8C%E6%A1%A9"＼t"_blank"墻，即在水泥土樁內插入型鋼等（多數為H 型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等），把承受荷載和防滲擋水切實結合在一起，讓這個支護結構具有抗滲和受力兩種功能。本文主要介紹其主要特點、施工工藝、關鍵技術措施及其在基坑支護工程中的應用效果。

關鍵詞：SMW工法樁；基坑支護；關鍵技術；應用效果

1 概述

SMW工法，即采用多軸攪拌機鉆入切削土體，將水泥漿液從鉆頭端部位注進土體內部，并進行充分地攪拌，使其充分混合，在各施工單位之間采取重疊搭接施工，在水泥土混合體凝固之前及時將型鋼插進攪拌樁內部，如此一來，形成了高強度、無接縫且連續的地下墻體。此地下墻體具有止水與擋土功能，能夠作為地下基坑的擋土結構。就該結構而言，不僅止水效果明顯，且結構較為單一，工期短、造價低、環境污染小，特別適合城市中的深基坑HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E6%B7%B1%E5%9F%BA%E5%9D%91"＼t"_blank"工程。SMW工法最常用的施工機械是三軸攪拌樁機。本文主要介紹其在基坑支護工程中的應用情況。

SMW工法支護結構的主要特點有：

（1）施工的時候，基本上不存在噪音，其對環境的影響比較小，并且結構強度比較可靠，在松軟地層中比較的適用。

（2）施工的時候不會給附近土體造成擾動，不會出現臨近地面下沉、道路裂損以及房屋傾斜的情況。

（3）鉆桿螺旋推進翼相間設置，在鉆掘與攪拌功能下，能夠對土與水泥系強化劑進行有力攪拌，再加上墻體是連續且無接縫的，相對于傳統連續墻，該結構止水性更強，能夠與多道支撐進行相互配合，并運用到深基坑。

（4）所需工期較其他工藝短，在一般地質條件下，所需工期為地下連續墻的三分之一左右。

（5）選擇這種工法支護，在一定條件下，其可以代替地下連續墻，并且可以選擇一些手段來將型鋼等材料回收回來，其成本要遠遠比地下連續墻低，并且其發展前景比較好。

2 工程概況

某工程位于北京市昌平區北苑東路，為北苑污水工程工作井支護工程，基坑開挖深度8.0m。采用SMW工法支護形式，樁型采用Ф850@1200mm三軸攪拌樁，設計樁長17.0m，水泥采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比20%，樁內插H700×300×13×24型鋼，H型鋼長度同樁長，采用“隔一插一”的形式，樁頂設1200×700mm鋼筋混凝土冠梁。

3 SMW工法施工

3.1 施工工藝流程

測量放線，開挖導溝→設置導向、定位型鋼→樁機就位，校正樁機垂直度→攪拌鉆進，水泥漿制作、注漿，攪拌提升→重復攪拌→型鋼涂刷減摩劑，安插、固定型鋼→重復下一組樁施工→冠梁施工→型鋼的起拔回收。

3.2 主要施工技術措施

（1）測量放線。在施工前，將坐標基點以及設計的土質作為依據，合理的計算維護中心線交點坐標，并利用專門測量儀器來進行維護中心線的放樣，在對坐標的數據進行復核之后，也可以做好護樁。

（2）開挖導溝。本次支護結構施工，根據結構內邊控制線開挖溝槽，溝槽寬約1.2m，深約1.0m。并清除地下障礙物。開挖溝槽余土應及時處理，以保證三軸攪拌樁正常施工，并達到文明施工工地要求。

（3）導向、定位型鋼放置。在平行溝槽方向放置兩根定位型鋼，長約5～7m，定位型鋼必須放置固定好，必要時用點焊進行相互連接固定。

（4）樁機就位。移動攪拌樁機至設計樁位，偏差不得大于20mm。樁機移位要作到平穩、安全。

（5）樁機垂直度校正。在樁機上焊接一半徑為5cm的鐵圈，10m高處懸掛一鉛錘，利用經緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘正好通過鐵圈中心。

（6）水泥漿液拌制。水泥漿拌和過程中水和水泥的用量由電腦進行計量，水泥漿的拌合時間一般為2分鐘。水泥摻入量按土體比重的20%進行控制，可根據現場施工情況進行適當調整。

水泥漿配制好后，停滯時間不得超過2小時，因故擱置超過2小時以上的拌制漿液，應作廢漿處理，嚴禁再用。

（7）攪拌頭下沉與提升。本工程采用“二攪四噴”施工工藝。下沉和提升過程中均勻、連續注入拌制好的水泥漿液，同時嚴格控制下沉和提升速度。鉆桿提升完畢時，水泥漿液應全部注完，攪拌樁施工結束。在樁底部分宜重復攪拌注漿。

（8）選擇合適的型鋼，表面進行減摩劑的涂抹。型鋼應該選擇H700×300×13×24型鋼，并且需要在型鋼的頂端進行雙面焊接加強版的焊接，并且在離型鋼頂端0.02米的位置開一個孔徑為10厘米左右的圓形孔，這能夠給型鋼的起拔和插入提供一定的方便。

在型鋼使用之前必須進行減摩劑的涂抹，這樣能夠給拔出提供方便，對于型鋼表面應該做好除銹工作，并且在干燥的條件下進行減摩劑的涂抹。

（9）做好型鋼插入和固定。在水泥土攪拌樁施工結束后，吊機應該馬上就位，并且進行型鋼的吊放。型鋼插入時間應該在攪拌樁施工結束三個小時內。

進行定位型鋼卡的放置，然后把型鋼沿著定位卡慢慢的插入到水泥攪拌樁中去，在插入一到兩米之后，通過線墜來進行型鋼垂直度的調整，在調整結束后，慢慢的把型鋼插入到水泥土中去。在水泥土攪拌樁硬化達到相關要求后，可以撤除吊筋和槽溝定位鋼以及吊筋。

（10）冠梁施工。水泥土攪拌樁施工完畢后，可進行設計樁頂標高以上土方開挖。破除樁頭至設計標高，清理樁頭浮渣。按設計和相關規范要求綁扎冠梁鋼筋，安裝模板，澆注冠梁混凝土。制作混凝土冠梁時，型鋼須用牛皮紙包裹好，使混凝土與型鋼不直接接觸。否則型鋼將無法拔出。

（11）型鋼的起拔回收。將兩臺液壓千斤頂組合成起拔器，對型鋼進行夾持，對其進行松動處理，并運用振動錘通過振動，或運用履帶式吊車將型鋼強力拔出。在起拔過程中，應同時進行注漿，以填補空隙。

4 基坑的安全監測

基坑開挖過程中，對基坑的支護結構及止水效果進行了監測，通過監測數據分析，基坑支護結構的最大水平位移僅為13mm，周圍鄰近建筑物、地面道路的沉降幾乎為零，基坑整體支護結構設計合理、安全可靠。開挖后坑內水量很少，坑壁無滲漏，基坑周圍水位基本穩定，整個基坑止水較為成功。

5 結論

實踐證明，該工程采用SMW工法施工是可行的，基坑支護安全可靠，型鋼又可回收，造價明顯降低，同時加快了工程進度，取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]柳培育.SMW工法在深基坑支護工程中的應用[J].福建建材，2016（05）：6465+114.

[2]繆永山，潘華，賀柳艷.SMW工法在城市軟地基復雜環境下深基坑支護工程中的應用[J].科技情報開發與經濟，2011，21（21）：171174.

作者簡介：王廣超（1970），男，江蘇豐縣人，研究員級高級工程師，畢業于淮海工學院工業與民用建筑專業，現工作于江蘇省礦業工程集團有限公司。