【摘 要】本文首先介绍了SMW工法及其特点，结合SMW支护结构在某工程基坑支护工程中的成功应用，论述了SMW支护结构的设计和施工工序流程，指出该支护结构具有防渗性能好、构造简单、施工速度快 不影响周围环境及工程造价低等优点。
【关键词】SMW工法；基坑支护；施工工艺
0.工程概况
长乐“皇庭丹郡”为我司在长乐市开发建设的高层超高层商业住宅项目，本项目为地下1层，地上18-43层，总占地面积78000m2，总建筑面积为272411m2，其中地下室建筑面积为57120m2，项目位于长乐市商业交通密集区，东侧为长乐市城市之春高层住宅小区，西侧为绕市区小溪属闽江支流，南面为进城路（为城市一级主干道），北面为农田。基坑周围环境具体情况如下：基坑开挖面积约50000m2，基坑围护周长约1205m，基坑呈不规则长方形，南北向长约335m，东西向长约192m。本项目地位于长乐市城西片区，为闽江一级阶地地貌单元，场地原为菜地、农田、池塘、河道。开挖深度为5.2m～12m，电梯井、集水坑等局部落深1.25m-4.70m，最深处达12m。
1.岩土工程地质情况
拟建场地地形基本平坦，实测勘探点的地面黄海标高在3.86m～3.56m之间，高差0.30m。拟建工程的地下室基坑高度为：位于桩承台上的基坑高度约7.0m（1层），或12.0m（2层）；没有桩承台的基坑高度约5.0m（1层），或10.0m（2层）。
基坑开挖深度范围内分布的土层主要为：①杂填土、②粘土、③淤泥。其中：①杂填土、②粘土层降水后，基坑坑壁较稳定；③淤泥为软土层，基坑坑壁不稳定
2.基坑围护方案设计
根据总体计划，本工程分东西侧两期实施：二期工程为东侧4栋18～32层商住楼，基坑开挖面积约20500m2，呈长方形（200*100m），基坑开挖深度5.2m～8.9m；二期工程施工阶段，东侧为长乐市城市之春高层住宅小区，小区主楼离本工程主楼最小距离为17.7m，地下室外墙离城市之春主楼最小距离为14.3m，东侧为基坑围护重点考虑的保护对象； 南面为城市一级主干道进城路，本工程主楼离进城路道路红线最小距离15.4m。根据其开挖深度、地质情况及周边环境情况，基坑围护应按一级基坑工程进行设计。本工程的基坑支护方案可采用如下方案：
对①杂填土、②粘土段，采用放坡方案；但对位于“内河1、内河2、内河3、内河4、内河5”中的①杂填土、①-1填砂、②粘土层，不能采用放坡方案！
3.SMW工法施工
SMW工法围护桩施工工艺流程如下图（图1）。
3.1测量放线和开挖导沟
根据测设的主轴线，按基坑围护设计图纸标注的尺寸，测放SMW工法围护内边线，提请监理复核认可，采用0.5m3挖机开挖施工沟槽，沟槽宽度为l200mm，深度为1000mm。遇到有地下障碍物时，利用挖土机清除。
3.2设置导向定位型钢
在开挖的工作沟槽两侧铺设导向定位型钢，按设计要求在导向定位型钢上划出钻孔位置和插H型钢的位置，操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，桩体垂直度偏差不大于1/200，桩位偏差不大于10mm。同时确保钻孔下钻深度达标，利用钻杆和桩架相对错位原理，在钻管上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升的速度和深度。机械设备沿基坑围护边线移动，采用如下图（图2）所示施工顺序进行套钻。
图2 跳槽式双孔全套复搅式连接方式
3.3水泥土配合比
根据SMW工法桩的特点， 水泥土配比的技术要求如下：
（1）设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度； 水泥掺入量不小于23%。
（2）水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时环境的扰动影响。
（3）确保水泥土发挥复合效应，起到共同止水挡土的效果。
（4）根据设计要求并结合工程实际情况确定其基本配合比，配合比为1.5～2.0之间。SMW工法桩施工时每班组需做试块标准化养护，28天强度应达到1.5Mpa以上。
3.4制备水泥浆液及浆液注入
（1）在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近摆设水泥筒仓， 在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆池内备用。
（2）水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过24小时。注浆时通过2台注浆泵2条管路混合注入。
（3）根据具体施工情况，搅拌桩钻进速度，合理控制供浆量，确保每幅桩水泥用量。
3.5钻进搅拌
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，单幅桩水泥浆需供用量，喷浆下沉、不大于1.5～2.0/min，提升的速度不大于1.0m～2.0m/min，在水泥搅拌桩底部分重复搅拌注浆，停留1分钟左右，并做好原始记录。如下图（图3）
图3 搅拌时间-下沉、提升关系图
3.6 H型钢的插放和固定
在钻孔的水泥土充分搅拌均匀又无开始初凝硬化之前，采用大型吊装机械将规定尺寸的H型钢吊起，插入指定位置，其垂直度控制在1/200以内，型钢与吊机钓钩采用卸扣钢丝绳柔性连接，保证型钢吊起时能垂直，依靠H型钢的自重下插到设计规定深度后H型钢插放即完成。为保证质量，型钢的插入应在搅拌桩施工结束后的半小时内进行。需要拔出回收的H型钢在插放前先必须涂抹高分隔离材料，在浇混凝土圈梁时，埋设在圈梁中的H型钢部分必须用泡沫板将其与混凝土隔开，否则将影响H型钢的起拔回收，而且H型钢必须超出混凝土圈梁500㎜。
本工程型钢较长，需进行焊接，焊接方式采用坡口等强焊接，焊接接头保证在坑面以下位置。接头位置和连接形式应由设计认可。定位型钢示意图见图4。
图4 定位型钢示意图
3.7施工冷缝处理
施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。如下图所示（图5）
图5施工冷缝处理
3.8挖除置换泥土
由于水泥浆液的定量注入和H型钢的插入，将有部分水泥土被置换出沟槽，须采用挖机将沟槽内水泥土清除，保持沟槽沿边整洁，确保桩体的硬化成型和下道工序的继续。
3.9 H型钢拔除：
（1）H型钢拔除应具备的现场环境。
A、现场要留出一定的空间，保证拔除H型钢的履带吊车的旋转、起拔余地和空间。如没有履带吊车的施工位置，就必需现场施工的塔吊协助或采取其他的措施。
B、要有H型钢临时堆放整理的场地，原则上每一天或每二天外运一次。
C、要有卡车装车的场地。
D、在H型钢拔离地面的过程中，严禁吊车把杆下端进行施工操作。
E、在H型钢拔除前，基坑四周应该进行回土、压实。
（2）拔除H型钢的操作工艺
A、采用液压千斤顶，利用混凝土圈梁的反力座，在H型钢端头上装上插板，把H型钢接长，再安装上夹具、液压千斤顶将H型钢顶松，并顶起2米左右。如下图（图6）
B、拆除插板，用夹具、液压千斤顶，逐步将H型钢顶出地面。
C、用吊车吊牢H型钢，待H型钢全部拔起后吊离现场。
D、整理装车离场。
3.10施工技术要求
（1）保证桩体垂直度的措施。在铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上；
开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求；用两台经纬仪对搅拌轴纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直；施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测。
（2）保证加固体强度均匀的措施。压浆阶段不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。若发生断桩，则在向下钻进50cm后再喷浆提升；采用商住楼“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆量控制在40%；严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度；搅拌头下沉到设计标高后，开启灰浆泵，将已拌制好的水泥浆压入地基土中，并边喷浆边搅拌约1min～2rain；控制重复搅拌提升速度在0.8m/min～1.0m/min以内，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌；相邻桩的施工间隔时间不能超过24min，以保证桩间搭接强度；预搅时，软土应完全搅拌切碎，以利于与水泥浆的均匀搅拌。
4.技术经济分析
-，基坑开挖面积约20500m2，呈长方形（200*100m），基坑开挖深度5.2m～8.9m；周边环境复杂。本工程采用SMW工法外加钢筋混凝土支撑，结合了本工程的地质特点和周边情况，较好地控制了基坑变形 和周边建筑物的沉降，确保了施工安全，工期效果和经济效益明
显。采用SMW工法施工，施工速度快，对环境污染小，无废弃泥浆，耗用水泥钢材少，特别是H型钢能够回收，成本大大降低。本工程因为采用SMW工法施工，缩短了工期20天左右，节约费用约100万元。
5.分析及思考
目前高层建筑物地下部分挖深越来越大，相应地对基坑围护和围护止水提出了更高的要求，由于长乐市内地下土层分布不均匀，有极强的区域性，因此在基坑止水帷幕的设计上也必须针对工程具体特点进行处理，而在施工中一旦发生漏水则应采取断然措施，避免大量夹泥漏 水对围护本身和周围环境造成损害以及可能带来的其它不可预料的损失。
（1）对工程地质勘探资料、地质剖面图如渗透参数、软土地层颗粒级配、土壤标准贯入度试 验值、地下水位等要有一定的了解，通过分析确定最薄弱的土层。
（2）在围护工程施工过程中，应对围护桩及止水帷幕施工状况作书面详细记录，除在施工过程中随时消除异常情况外，可对预计止水帷幕薄弱或软弱地层进行预注浆，以增强止水效果，减少漏水几率。
（3）一旦发生侧壁土层漏水，必须根据出水点位置、标高、所处土层土质、出水量大小确定堵漏方案，对漏水点位置较低，又处于薄弱土层如本例中粉砂土层的漏水，切不可大意
（4）对地下水来源较丰沛的地区，在止水帷幕设计时当条件允许时应避免止水帷幕与围护结构（如钻孔灌注桩）之间留有间隙，防止当发生止水帷幕局部失效时，在此间隙中形成漏水环 形通道，从而导致漏水源点查困难和漏水范围的扩大。
（5）采用双管注浆法具有止水迅速、持效时间长、施工简便的优点，其成功关键在于截断漏水通路。由于不可能直观探明漏水路线、位置，因此具体操作时可按“222”的方法执行，即双管插入间距2cm，插入深度比出（漏）水点浅2m，插入位置在漏水点后2m，且凝结剂必须 在确认水泥浆液从出水点溢出后才能投放，注浆时注浆管压力可控制在1.0～1.5MPa之间，而对诸如注浆管垂直度、桩机成孔直径等因要求不严格，仅需满足一般施工水准即可。
6.结语
SMW工法是建设部推广的10项新技术之一，该工法在本工程基坑围护中得到成功地运用。实践证明，该工法具有施工快、无污染、刚度大、变形控制好、能确保周边建筑物安全、施
工方便的特点。由于H型钢能回收再利用，施工造价低，利于资源的节约，符合国家建设节约型社会和发展循环经济的政策，具有较好的经济效益和社会效益。
发布评论