浅谈SMW工法在国信世纪海景园深基坑围护工程中的应用

【摘要】国信世纪海景园工程大面积深基坑围护成功应用了SMW工法。本文详细介绍了该工程施工重难点，并就其SMW功法的设计及施工进行了详细分析。实践证明该方法安全有效，为类似工程提供了借鉴和参考。

【关键词】深基坑维护；软土地基；SMW工法；施工工艺

1 工程概况

本工程位于上海市浦东新区塘桥地区，基地南侧临塘桥路，西侧接临居住休闲综合功能区，北侧现状为已建住宅小区“雍江星座”。为三幢近100m高、外型相近的短板式高层序列式布置，北侧1、2号楼为31层高档商品住宅楼，南侧3号房为24层高档公寓式办公楼。基地面积为20592m2，地下1～2层，建筑面积21496.84m2，总建筑面积约97394.15m2。

本工程根据开挖深度不同分为A区和B区两个区域，由北向南依次为A区、B区，1#、2#31层高档商品住宅楼和相应部分的地下一层车库合称为A区，3#24层高档公寓式办公楼及相应部分的地下二层车库为B区。本工程相对标高±0.000等于相对标高+4.90。施工区域自然地坪相对平均标高为-0.70m。

2 本工程特点及难点

2.1 闹市中心深基坑综合施工

闹市区中进行深基坑施工不同于一般地段，它在环保、交通、安全等方面有极高的要求。本工程位于闹市中心，基坑深度9.2m，周边环境复杂。施工过程中应严格控制以下几个方面：

2.1.1 确保地下混凝土灌注桩施工质量，保证水泥搅拌桩（包括地基加固）的质量，确保混凝土灌注桩和被动区土体加固的深度、水泥含量以及垂直度。

2.1.2 实行坑内降水并在坑外适当部位设观测井和回灌井防止坑外地下水位降低。

2.1.3 严格按时空效应规律，分皮分层、对称平衡挖土；挖土采用盆式开挖法，由中间向四周放坡开挖，分层厚度不大于2.5m；制成紧跟挖土流水操作，最大限度减少围护墙体无支撑暴露的时间。

2.1.4 当土方挖到设计坑底标高后及时形成150厚垫层，不得出现坑底土方暴露过夜现象。

2.1.5 确保井点降水的质量。

2.1.6 施工过程中加强对周边环境的监测，采取适当的加固和保护措施确保地下地上管线、设施、建筑的安全，主要对象为：地铁4号线隧道、塘桥路、浦明路路下管线、雍江星座2层混合结构建筑。

2.2 基坑围护体系的变形控制

基坑围护体系产生变形的原因有很多方面，我们将保证围护桩、地基加固的深度和质量；遵循时空效应理论，协调好挖土和支撑施工的关系，减少围护桩无支撑暴露的时间；控制好支撑形成的顺序和时间等关键方面。另外我们还将严格控制好降水、挖土等工序的技术和质量，将围护体系的变形控制在最小范围内。

2.3 地下管线的监测、保护和加固

对监测数据做严格的全过程跟踪，及时收集各类监测信息并进行分析、总结、汇报。采取坑内预降水、坑外设水位观测井和回灌井等措施及时观测和补充地下水，保持地下水位，防止地下管线、设施下沉；重要管线预留注浆管，一旦管线下沉过快，及时进行注浆加固；按照前文所述控制基坑变形；按照时空效应规律坚持分区、分皮、分层开挖；支撑施工和开挖工作紧密配合，每一区域土体开挖完成后及时形成混凝土支撑；减少地下设施和管线的不安全因素，防止重车直接碾压管线（位置），从而保证地下设施和管线的安全。

3 SMW工法围护桩施工方案

SMW工法桩在本工程中用于两处施工区域，A区采用三轴650工法围护桩，B区采用850工法止水帷幕。本工程工法桩采用二喷二搅施工工艺。根据本基坑的施工技术要求，使用常规的DH608桩机2台。

3.1 SMW 工法工艺流程

测量放线开挖导沟导向架设置三轴搅拌桩孔位定位桩机就位搅拌及注浆H 型钢插放和固定

3.2 施工准备

踏勘现场，熟悉地下管线及地下障碍物。开挖样沟，暴露地下管线，经总包确认管线废弃后，清除。设备组装保养，按规定搭设制浆系统和水泥筒仓。

3.3 测量放线、开挖导沟

在施工现场放置围护结构的轴线，提请监理复核认可，采用0.6m3挖机开挖施工沟槽，沟槽宽度为1200mm，深度为800mm。遇到有地下障碍物时，利用挖土机清除，清障后产生过大的空洞，需回填水泥掺量为10%的水泥土压实，重新开挖沟槽以保证SMW工法施工顺利进行。

3.4 定位、钻孔、移机

在开挖的工作沟槽两侧铺设导向定位型钢，在导向定位型钢上划出钻孔位置和插H型钢的位置，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，同时控制钻孔下钻深度的达标，利用钻杆和桩架相对错位原理，在钻杆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轴线移动，直线段施工采用图1顺序的方法套钻，优点是施工速度较快。转角处搭接按图2顺序的方法套钻。

直线段施工顺序（图1）

转角处搭接施工方法（图2）

3.5 搅拌注浆

钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻，匀速提升，同时根据下钻和提升二种不同的速度，注入不同掺量的水泥浆液，并采取高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和，在桩底部分必须重复搅拌注浆，保证整桩搅拌充分，均匀，确保搅拌桩的质量。搅拌时间――下沉、提升关系如图3所示：

图3搅拌搅拌时间――下沉、提升关系

3.6 H型钢的插放和固定

三轴水泥搅拌桩施工完毕后在3小时内必须插入H型钢。H型钢使用前，在H型钢顶端0.2m处开一个中心圆孔，孔径约10cm，并在此处型钢两面加焊厚≥20mm的加强板，中心开孔与型钢上孔对齐。若所需H型钢长度不够，须进行拼焊，焊缝应均为破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。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确定吊筋长度，在型钢两腹板外侧焊好吊筋

（≥Φ12线材），误差控制在±30mm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。装好吊具的固定钩，然后用50T吊机起吊H型钢，用线锤校核垂直度，垂直度偏差不得大于1/200，底标高误差不得大于200mm。

型钢的插入宜在搅拌桩施工结束后30min内进行插入前必须检查其直线度，接头焊缝质量并确保满足设计要求。在槽沟定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，必要时用点焊与定位型钢连接固定；型钢定位卡必须准确，将H型钢底部中心对正桩位忠心并沿定位卡靠型钢字中徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤或经纬仪控制垂直度。用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。若H型钢插放达不到设计标高时，则采用提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。型钢插入宜依靠自重插入，也可借助带有液压钳的振动锤等辅助手段下沉到位。

3.7 清理沟槽内泥浆

由于水泥浆液的定量注入搅拌内和H型钢的插入，将有一部分水泥土被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内的水泥土清理出沟槽，保持沟槽沿边的整洁，确保桩体的硬化成型和下道工序的继续。

3.8 H型钢拔出回收

本支护结构待地下结构出土±0.00并达到设计强度的H型钢必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，以利拔出。H型钢的起拔力包括静摩擦阻力、变形阻力和H型钢自重，其中主要是静摩擦阻力。拔除设备:两台100t液压千斤顶,一台液压油泵,一台15t吊车以及自制顶升夹具装置等，液压千斤顶冲程1m。

4 结语

本工程属软弱地基土，基坑围护采用SMW 工法，坑内设一道钢筋混凝土支撑和一道钢支撑，施工监测SMW 墙水平位移和侧斜，累计最大变化量不超高30 mm，实践证明是成功的由于SMW 墙H 型钢可回收，每m3 造价不超过700元，其经济效益是显而易见的。与其它常规施工工艺相比较，钻孔灌注桩和水泥土桩费用高、占地大；地下连续墙虽然刚度大，造价更高；而重力式水泥土桩不能用于较深基坑。SMW工法兼备了上述各种支护结构的优点，它还具备止水性好，占用空间小，对周边环境影响小，施工周期短，造价合理等优点，将越来越多应用于基坑支护结构。

参考文献：

[1] 用于深基坑围护的SMW工法施工技术 .葛汉明; 魏劲松.[期刊]建筑施工.2008.

[2] SMW工法在基坑围护中的运用技术.马士民.[期刊]能源技术与管理.2010.