浅析SMW工法在深基坑围护工程中的应用

摘要：SMW工法是近年来兴起的一种新的深基坑围护形式，由于其具有无渗漏水、造价低等优点，已得到越来越广泛的应用。从SMW工法的各工序介绍了其施工方法及其操作要点，供参考。

关键词：SMW工法，深基坑围护

一、SMW工法概述

近年来，随着大量深基坑工程的出现， SMW工法作为一种新型的基坑支护技术，在深基坑开挖支护工程中得到很大推广和应用。

1、SMW工法的原理

SMW工法也被称为加筋水泥地下连续墙工法，它是在一排相互连续搭接（通常搭接20cm）的水泥土搅拌桩中插入加强芯材（通常用H型钢）的一种地下搅拌连续墙施工技术，它适用于基坑支护深度≤15m。

SMW工法以搅拌土为基料、H型钢为劲性钢材作基坑围护结构，共同承担基坑的稳定。目前由于地质条件的变化、环境条件的不同，为安全起见，计算时H型钢水泥搅拌墙的弯矩和剪力全部由型钢单独承担，搅拌土作为防水围幕，在施工期起到止水，不产生流砂等作用，当型钢一隔一设置时，为使搅拌土防水围幕稳定，应对水泥土搅拌墙按最薄弱断面的局部抗剪验算。

2、SMW工法的优点

（1）SMW工法对周围地层影响小，因水泥浆在原状土中搅拌混合而成墙体，不存在塌孔现象，且对周围构建物影响很小。

（2）SMW工法防渗性好，水泥土本身的渗透性极小（10-7~10-8cm/s），由于搅拌叶片交互配置，搅拌形成了均匀连续的墙体，从而提高了墙体的抗渗性能。

（3）SMW工法与地下连续墙相比，它不需挖槽、泥浆护壁制作、安放钢筋笼和水下混凝土浇筑。与钻孔桩施工相比，它不需钻孔、泥浆护壁、制作安放钢筋笼和进行水下混凝土浇筑。因此，此工法施工比上述其它工法施工工期可大大缩短。

（4）SMW工法不需要泥水处理，仅在开槽时有少量土方外运，残土处理较少，无泥浆污染，施工作业面较小，有利于施工现场的有序管理。

（5）SMW工法噪音及振动很小，便于文明施工。

（6）SMW工法由于H型钢可以起拔回收利用，因而具有良好的经济效益。

二、SMW工法施工方法

本文结合基坑支护的实例，对SMW工法施工工序进行阐述。本基坑周围有污水管道。沟槽SMW工法桩各边长约45m、H型钢内侧净宽4.5m。施工现场自然地面标高：3.214。工程开挖深度：约为10.473m，地下水位约0.8m，基坑四周无污染源。

1、SMW工法施工主要工艺流程

根据上述基坑的技术要求及现场条件，使用常规的DH608桩机，实行一次钻搅达到，施工顺序如下：

（1）场地平整

设备进场前必须先进行场地平整，清除施工区地上障碍物, 同时对影响围护桩施工的地下管线进行迁移，场地承载满足50t大吊车及履带式重型桩架为准。

（2）测量放线、开挖导沟

测量放线，确定围护结构的轴线，机械开挖施工沟槽。清除地下障碍物，清障后产生过大的空洞，用水泥土压实或固化，重新开挖沟槽以保证SMW工法施工顺利进行。

（3）定位、钻孔、移机

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，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轴线移动，采用施工顺序如下图①、②所示方法套钻，二种方法均安全可靠。依次循环直至围护墙体成型。水泥土搅拌桩为基坑内外隔水围幕，施工时不允许出现施工冷缝，如出现超过24小时的冷缝，需采用搭接套钻或在后排补桩工艺。

（3）搅拌注浆

根据设计所标深度，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动、匀速下沉、匀速提升（下沉速度可由电机的电流监测表控制），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。

（4）H型钢的插放和固定

在钻孔的水泥土充分搅拌均匀后，开始初凝硬化之前，采用大型吊装机械将定尺的H型钢吊起，插入指定位置，依靠H型钢的自重下插到设计规定深度，并固定在沟槽两侧铺设的定位型钢上直至孔内的水泥土凝固。

（5）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，应及时清理出沟槽，以确保桩体的硬化成型和下道工序的继续。

（6）H型钢回收

型钢回收应在主体地下结构施工完成后方可进行。H型钢桩拔除施工前，应保证围护外侧满足履带吊＞6m回转半径的施工作业面。H型钢拔出后，水泥土中的空隙采用水泥浆填充，水灰比1：1.5以减少对邻近建筑物及地下管线的影响。

2、应急预案

（1）停机、停电机械故障处理

如施工现场由于停电、设备故障等因素而产生断桩、空桩及插入H型钢困难等情况，施工现场应准备应急预案。

①当H型钢不能靠自重完全下插到位时，采取SMW钻管头部静压或采用挖机送压。

②当上述方案失败时，应果断地割除露出地面部分的型钢，在外档加一幅水泥土搅拌桩，加插(相对应)H型钢作强度补偿。

（2）采用SMW工法施工搅拌桩，一般不可能出现渗漏水情况，如地下土层变化较大而出现意外渗漏水情况，处理措施为：

①出现轻微渗漏水时，可采用基坑内侧注浆堵漏方法进行处理。

②发生严重渗漏水时一般采用基坑外侧双快速凝注浆堵漏方法（注浆凝固时间数秒至数分钟）：

三、总结

1、SMW工法是目前较为新颖的深基坑围护施工方法，由于它具有其它围护方法不具有的优越性：造价低、止水性好、无污染，因此有着日益广泛的应用前景。

2、SMW工法应在检测单位的搅拌土样配比得出后再搅拌施工，搅拌时应严格控制钻杆的下沉、上提和喷浆速度。

3、H型钢约占施工成本的一半，因而要重视对型钢起拔回收利用，掌握H型钢起拔回收技术。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。