浅谈SMW工法的施工管理与应用

摘要：SMW工法因为其具有结构简单、造价较低等优点已经广泛应用于基坑开挖的支护结构，本文重点介绍了SMW工法从施工准备到完成的全过程施工管理的重点与难点因素以及施工质量管理措施。

关键词：SMW工法；水泥搅拌桩；工字钢

中图分类号：TU71文献标识码： A

一、引言

SMW工法是指在施工水泥搅拌桩的过程中，在水泥搅拌桩初凝之前将工字钢插入到加固区域，在水泥搅拌桩内插入工字钢后，可以使桩身墙体的刚性得到了一定的增强。由于作为临时支护结构, 在主体建筑出±0.00进行回填之后，即可将工字钢拔出回收，可以在以后的工程中继续循环使用，这样就极大地节约了建设成本。这种围护结构抗渗性能较好、结构刚度较大、对现场施工场地要求较低、 施工简便、几乎不产生泥浆、工期可以大幅度缩短、成本可以大幅度降低，因此这种工法在基坑施工中已经得到了广泛地应用，效果良好，但是同时在施工过程中也存在着一定的风险因素，需要加强对施工方案进行全面地审查，对施工作业人员进行详细地技术交底，对施工过程进行严格地把控，才能避免施工中出现问题。

二、施工准备工作

在正式进行施工前，工程准备工作是必不可少的，施工单位必须首先熟悉施工现场情况，清除施工场地的地上障碍物，对施工现场的各类地下管线进行仔细地调查，对确实影响工程施工的管线进行拆改处理，完成场地平整工作，使场地道路能够满足吊车行走的负荷要求。然后根据甲方提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并提请监理方进行复核验收，确认无误。

水泥搅拌桩桩机由施工队当班班长统一指挥就位，用卷扬机或人力移动搅拌机到达指定作业位置。移动前应该仔细观察现场情况，保证移机过程中平稳、安全，桩机下铺设钢板，移动结束后应检查定位情况，及时进行纠偏使钻杆中心对准桩位中心。桩位偏差不得大于30mm，桩机安放应该保证平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保桩机的垂直度。

三、SMW工法桩施工

1、制备水泥浆液

水泥浆液及水灰比的设计要确保水泥土的强度要求，同时在插入工字钢时，应该尽量使工字钢依靠自重插入。如果工字钢依靠自重仍然不能顺利到位，则略微施加外力，就可以使工字钢插入到规定位置。水泥土和涂有隔离层的工字钢具有良好的握箍力，保证水泥土和工字钢共同发挥作用，起到一起止水挡土的效果，并且使工字钢易于拔出，重复使用。根据设计要求并结合工程实际情况确定其基本配合比是水灰比为1.5～1.8，32.5 级普通硅酸水泥掺量为20%，每立方米水泥掺量为360kg。SMW 搅拌桩施工时每班组需做试块进行同条件养护，28 天强度应达到1.0Mpa。桩机均采用自动拌浆设备，电脑控制配合比，严格控制水灰比和水泥掺量，将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后，停滞时间不超过2 小时，搭接施工的相邻水泥搅拌桩的施工间隔时间不超过10 小时。

2、水泥搅拌桩施工

SMW工法施工一般是按照下图顺序进行，其中阴影部分为重复部分，以保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥土搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度正是依靠重复部分来保证以达到止水作用。

三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时需要严格控制下沉速度和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，采用“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%。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。要严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度。相邻桩的施工间隔时间不能超过10h，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间的搭接强度。

3、工字钢加工及下插工字钢

在与生产厂方签订工字钢供货合同时，应该明确对材料的要求，工字钢进场要逐根进行吊放，其底部应该垫放枕木以减少工字钢的变形，工字钢到场后需得到监理确认，施工前应该逐一验货，不合要求的一律调换，待监理检查其平整度与焊接质量，认为其质量符合施工要求后才可以进行下插施工。施工管理人员应该根据所采用的水泥的初凝时间，掌握和控制好加固区域的初凝时间，在最佳地时段插入工字钢。一般情况下，搅拌桩完成后6小时内必须完成插入作业。工字钢使用前，在距其顶端25cm 处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处工字钢两面加焊两块各厚2cm 的加强板，其规格为400mm×400mm，中心开孔与工字钢上孔对齐。将高度控制点用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与工字钢顶标高的高度差，在工字钢两腹板处外侧焊好吊筋。根据测量放线的桩位，将导向架就位，校正平面位置和水平后，将架体的四脚固定，装好吊具，然后吊起工字钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直，工字钢起吊安装前必须重新检验表面的减摩剂涂层是否完整，工字钢在插入过程中的平面位置和垂直度由两台经纬仪采用前方直角交汇法控制，垂直度偏差控制在1%以内，在沉放过程中还应该随时进行观察测量，及时纠偏，保证工字钢的插入深度和留置长度满足要求。如果所需工字钢长度不够，须进行拼焊，焊缝应均为坡口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与工字钢面同样平整为止。在混凝土强度增长前，插入工字钢很容易，但是必须控制好工字钢标高，直到加固区域混凝土终凝之后为止，工字钢下插至设计深度后，可以用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥搅拌桩身强度达到一定程度后，再将吊筋及定位型钢撤除。

4、工字钢起拔方案

当建筑主体出±0.00，基坑回填后，即可以进行工字钢的拔除，根据基坑周围的基础形式及其标高，对拔出的区块和顺序进行合理划分，先拔较远处工字钢，后拔紧靠基础的工字钢，先短边后长边的顺序对称拔出。考虑到工字钢和水泥土的咬合力，将工字钢拔出非常困难，但只要减小和克服桩身摩阻力，一旦松动后就很容易拔出，可以用振动拔桩机夹住工字钢顶端进行振动，待其与搅拌桩体脱开后，边振动边向上提拔，直至工字钢拔出。工字钢拔出之后，同步用水泥浆灌入留下的孔洞中，可以减少周围土体的变形。根据实际情况，我们使用液压千斤顶，一般一根桩顶升3次左右，工字钢就已松动，此时用50吨履带吊就可以顺利将工字钢拔除。工字钢起拔时加力要垂直，不允许侧向撞击或倾斜拉拔。

工字钢的减摩是工字钢顺利拔出的关键工序。减摩剂要严格按试验配合比及操作方法并结合环境温度制备，用电热棒将减摩剂加热至完全熔化，均匀涂抹到工字钢表面2遍以上，厚度控制在3mm左右，工字钢表面不能有油污、老锈或块状锈斑。涂完减摩剂的工字钢在吊运过程中应避免变形过大和碰撞受损。在遇到雨雪天时，如果工字钢表面潮湿，应事先用抹布擦去表面积水，待其干燥后方可涂刷减摩剂。工字钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。

四、结束语

采用SMW工法施工基坑的围护结构可以贴近建筑或管线施工，而不会引起明显的沉降破坏，这在城市建筑密集的旧城改造中可以有效保护原有建筑安全，并将对交通影响减至最小，意义很大。采用SMW工法由于四周可不作防护，工字钢又可回收，造价明显降低，施工中无泥浆排放，对环境无污染。采用SMW工法不但可以在基坑支护中得以应用，也可以应用在市政排水管道顶管施工的工作井中。