型钢水泥土搅拌墙施工在深基坑支护中的应用

摘要：型钢水泥土搅拌墙是近几年发展起来的一种新型支护施工工艺，具有诸多的优点，目前在城市深基坑支护中有所应用。本文结合工程实例，介绍了工程主要施工机具及前期施工准备工作，重点就型钢水泥土搅拌墙在深基坑支护中的应用进行探讨，并总结了施工过程中的注意事项，以供参考。

关键词：深基坑支护；SMW桩；施工工艺；注意事项

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市化水平的提高，城市建筑空间建设逐渐向地下空间发展，使得深基坑工程数量日益增加。基坑开挖深度越来越深，对深基坑支护工程的质量也提出了更高的要求。型钢水泥土搅拌墙作为一种新型的基坑支护方式，与传统的支护方式相比，具有构造简单、止水性能好、工期短、造价低、环境污染小等优点，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层，同时该项施工工艺挡水防渗性能好，不必另设挡水帷幕，可以配合多道支撑在较深的基坑中使用，目前已成为了城市深基坑工程主要应用的支护方式之一。本文通过探讨型钢水泥土搅拌墙的应用情况，总结了一些施工过程中要注意的问题，希望对业界人士有所帮助。

1 工程概况

某工程总建筑面积49283m2，地下2层，地上14层，为框剪结构。本工程基坑最大开挖深度8.60m。根据场地水文地质条件，深基坑支护设计采用SMW桩+一道钢筋混凝土内支撑+一道钢结构内支撑的支护形式。

2主要施工机具

ZKD85-3三轴水泥土搅拌机、DH558桩架、半自动拌浆系统（含散装水泥罐）、浆液制作桶、贮浆桶、BW-200可变流量泥浆泵、反铲挖土机、履带起重机、汽车起重机、空压机、CO2气体保护焊机、水准仪、经纬仪、钢卷尺等。

3施工准备

(1)SMW桩施工前应编制专项施工方案。

(2)设备进场前，场地须达到三通一平，清除施工区域内的表层硬物和地下障碍物。大型机械行走路线下的软弱地面须加垫料夯实夯平。杜绝不合格材料进入工地，对所需要的机械设备、工具进行调试保养，确保正常运转。

(3)保证施工期间供料、供水、供电连续正常，夜间施工应设置足够的照明。

4 SMW桩施工工艺

施工工艺流程见图1所示。

图1 施工工艺流程

4.1施工顺序

SMW桩的施工顺序如图2，其中阴影部分为重复套钻，以保证墙体的连续性和接头施工质量，三轴水泥土搅拌桩的搭接及施工设备的垂直度靠重复套钻保证。

图2 SMW桩施工顺序

4.2测量放线

施工前，先根据设计图和坐标基准点精确算出围护桩中心线角点坐标，放出围护桩中心线，并进行坐标数据复核，同时做保护桩，再根据已知坐标进行水泥土搅拌桩轴线定位，并提请监理复核。

4.3开挖导向沟

根据放出的围护桩中心线，用挖掘机沿围护桩中心线平行方向开挖导向沟，导向沟宽度根据围护桩宽度确定，槽宽约1.2m，深约1m。遇地下障碍物应清除干净，若清除后产生过大孔洞需回填压实，重新开挖沟槽。

4.4设置定位型钢

在平行导向沟方向设置两根定位型钢，规格为H300×300（或H700×300），长8～12m，定位型钢须固定，必要时用点焊相互连接固定（图3）。

图3 定位型钢设置示意

4.5桩机就位

在定位型钢上标出搅拌桩和H型钢插入位置。根据确定的位置进行桩架的就位和对中，桩位偏差不大于20mm。开钻前应调直桩架，确保桩架垂直度偏差不大于桩架高度的1/250。

4.6搅拌成桩

对硬质土层，当成桩有困难时，可采用预先松动土层的先行钻孔套打方式。搅拌下沉速度宜控制在0.5～1m/min，提升速度宜控制在1～2m/min，并保持匀速下沉或提升。

提升时不应在孔内产生负压，造成对周边土体的过大扰动，搅拌次数和搅拌时间应能保证水泥土搅拌桩的成桩质量。水泥浆液应按设计配合比拌制，并通过滤网倒入有搅拌装置的贮浆桶，以防浆液离析。配制的水泥浆液送至储浆罐为三轴搅拌机连续供浆。应严格控制水泥用量和水灰比，宜采用流量计计量。浆液泵送量应与搅拌下沉或提升速度相匹配，保证搅拌桩中水泥掺量的均匀性。

在正常情况下，搅拌机头应上下各一次对土体进行喷浆搅拌，对含砂量大的土层宜在搅拌桩底部2～3m范围内上下重复搅拌一次。施工时如因故停浆，应在恢复喷浆前，将搅拌机头提升或下沉0.5m后再喷浆搅拌。水泥土搅拌桩搭接施工的间隔时间不宜超过24h，超过24h，搭接施工时应放慢搅拌速度。

4.7 H型钢加工处理

(1)根据设计要求，本支护结构H型钢要全部拔出回收。在H型钢顶端双面焊加强板，且在距顶端200mm处开1圆形孔，孔径约100mm，用于H型钢插入和拔除时起重机吊钩钢丝绳与型钢的连接。若H型钢长度不够需进行拼焊，焊缝应采用坡口满焊，焊后用砂轮打磨焊缝至与型钢面持平。

(2)H型钢使用前表面须均匀涂刷减摩剂，以利拔出。如有铁锈应进行严格除锈，除锈后须先清理表面灰尘再涂减摩剂。减摩剂须加热至完全熔化才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀易剥落，若涂层开裂、剥落，须铲除并重新涂刷。

4.8 H型钢的插入

(1)水泥土搅拌桩施工完毕后，履带起重机应立即就位，准备吊放H型钢。吊放时应保证H型钢直立，插入时间须控制在搅拌桩施工结束后30min内。型钢插入须采用牢固的定位导向架，并宜靠自重插入。型钢插入有困难时可采用辅助措施下沉，但严禁采用多次重复起吊型钢并松钩下落的方法。

(2)当H型钢插入到设计标高时，用槽钢穿过8吊筋将H型钢固定在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定强度后，再拆除吊筋与导向沟定位型钢。

4.9回收H型钢

起拔型钢前，应确保型钢顶端两面用钢板贴焊加强完成，并将拆除支撑和腰梁时残留在型钢表面的腰梁限位或支撑抗剪构件、电焊疤等清除干净。宜采用专用液压起拔机，顶升夹具将H型钢夹紧后，用液压千斤顶反复顶升夹具，再用起重机配合直至将H型钢拔除。

(1)将2个千斤顶（BZ-350T）放在腰梁上，H型钢两边用起重机将型钢起拔机吊起，拔桩机前端圆孔对准插入H型钢上部的圆孔并将销子插入，销子两边用开口销固定以防销子滑落，然后插入起拔架与H型钢翼缘间的锤型钢板夹住H型钢。

(2)开启高压油泵，观测起拔压力，2个千斤顶同时向上顶住起拔架的横梁部分起拔，待千斤顶行程到位时，敲松锤型钢板，起拔架随千斤顶缓慢回到原位。待第二次起拔时，起重机须用钢丝绳穿入H型钢上部的圆孔吊住H型钢，重复以上工序直至H型钢拔出。

5施工注意事项

(1)材料运至施工现场时,应同时提交材料质保单,水泥要做安定性试验，测试报告应在正式施工前完成，确保使用设计强度等级达标的水泥。进场水泥及时送检，合格后方可使用。型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以减少变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保顺利下插。

(2)保证施工机械设备性能良好，随时对压浆泵进行压浆量检测，并准备应急备用压浆泵1套，确保喷浆均匀连续。

(3)浆液不得离析，严格按设计配合比制作。对已初凝的浆液应作为废浆严禁使用。

(4)成桩期间每台班应抽检1根桩，每根桩不应少于2个取样点，每个取样点应制作3件试件，取样点应设置在基坑坑底以上1m范围内和坑底以上最软弱土层处的搅拌桩内，试件及时密封在水下养护28d后进行无侧限抗压强度试验。

(5)施工过程中，如遇特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防出现不连续墙体。如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，对压浆管道及设备进行清洗，防止浆液硬结堵管。

(6)发现管道堵塞应停泵处理，处理结束后即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，10～20s后恢复向上提升搅拌，以防发生断桩。

(7)当水泥土搅拌桩无法搭接或搭接不良时，应作为施工冷缝记录在案，经设计单位认可后，在搭接处采取补救措施。

(8)在搅拌墙施工和内插型钢拔除时，应对基坑支护体系和周边环境进行检测。

(9)型钢水泥土搅拌墙施工期间过程控制的主要内容有：验证施工机械性能、材料质量，检查搅拌桩和型钢的定位、长度、标高、垂直度，搅拌桩的水灰比、水泥掺量，搅拌下沉与提升速度，浆液的泵压、泵送量与喷浆均匀度，水泥土试件的制作，外加剂掺量，搅拌桩施工间歇时间及型钢拼接焊缝质量等。在验收型钢水泥土搅拌墙的成墙质量时，主要应检查搅拌桩体的强度、搭接状况和型钢的位置偏差等。

6 结语

通过探讨型钢水泥土搅拌墙在深基坑支护中的应用可知，型钢水泥土搅拌墙具有噪音小、对周围环境影响小和结构强度可靠等优点，适用于粉土、粘性土为主的软土地基中，也可在一定条件下代替作为地下围护的地下连续墙，降低施工成本。同时型钢水泥土搅拌墙的施工工艺正逐步趋于完善，相信以后会有更为广泛的应用。

参考文献

[1] 许彩英.型钢水泥土搅拌墙在太原地区的设计应用[J].山西建筑.2013年第03期

[2] 宋林毅.型钢水泥土搅拌墙施工(SMW工法)在深基坑支护中的应用[J] .福建建筑.2011年第07期