SMW工法在深基坑支护中的应用分析_严勇

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ＳＭＷ工法在深基坑支护中的应用分析

严　勇（）湖北省电力勘测设计院，武汉４３００５１

摘　要：具有地层适用性强、成本低、施工周期短、环境污染小、挡水性　ＳＭＷ工法是从日本引进的新型施工工艺，

强等优点。该文首先对Ｓ然后在此基础上，对ＳＭＷ工法的设计要点进行了较详细的介绍，ＭＷ工法在深基坑工程中的应用经验作了重点介绍。

关键词：　深基坑；　支护；　施工　ＳＭＷ工法；

ＡｌｉｃａｔｉｏｎＡｎａｌｓｉｓｏｆＳＭＷ　ＭｅｔｈｏｄｉｎＤｅｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＰｉｔＳｕｏｒｔ　　　　　　　ｐｐｙｐｐｐ　

ＹＡＮ　Ｙｏｎｇ（，）ＨｕｂｅｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｕｒｖｅ＆ＤｅｓｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＷｕｈａｎ４３００５１，Ｃｈｉｎａ　　　　　ｙｇ　

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随着近年来我国城市化建设速度的逐步加快，越来越多的地下工程涌现出来，对地下空间进行开发利用的要求日益紧迫和突出。随之而来的大量深基坑工程的出现，在很大程度上对设计计算理论的完善和施工）工艺的发展起到了促进作用，工法便是一种新型的基坑支护技术。该文从ＳＭＷ（ＳｏｉｌｃｅｍｅｎｔＭｉｘｅｄＷａｉｌ－　　设计与施工２个方面，简要探讨Ｓ以期促进该技术的推广和应ＭＷ工法桩在深基坑支护工程中的应用情况，用。

１　ＳＭＷ工法概述

于１主要应用于软土基坑围护中。１ＳＭＷ工法也称劲性水泥土搅拌桩法，９７６年在日本问世，９９３年通

该工法现已在我国中南部地区得过技术引进，ＳＭＷ工法率先在上海得到应用。经过近２０年的发展改良，到了普遍的应用，尤其是在市政建设工程、建筑基坑工程、地铁基坑工程及海岸防渗工程等大型工程中，应用更为频繁，成为目前国内常规支护结构形式之一。作为一种新型围护结构，ＳＭＷ工法是在深层搅拌桩施工方法的基础上发展起来的，因此在保留深层搅拌桩施工方法优点的基础上，还具有自己独特的优点。该法是利用多轴钻掘搅拌机将钻头处喷出的水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，搅拌体之间重叠搭接，然后在水泥土未结硬前插入Ｈ型钢等应力补强材料，至水泥结硬，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无

接缝的地下墙体。Ｓ具有施工扰动小、无泥浆污染、振动噪声小、止水性ＭＷ工法作为一种新型的施工技术，能好、使用范围广、施工工期短、施工场地小、废土外运少、安全性较高、工程造价低等优点，具有较大的发展潜力。

２　ＳＭＷ工法设计要点

以Ｓ其设计需满足３个原则：安全（满足稳定条件和各部分材料强度ＭＷ工法桩用于地下挡土墙为例，

收稿日期：２０１２０８２２．－－：（，：作者简介严　勇１工程师．９８０Ｅ－ｍａｉｌ９９２６３２８０＠ｑ．ｃｏｍ－）ｑ

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，，条件）经济（保证Ｈ型钢能够回收）施工方便。主要的设计内容包括以下几个方面：２．１　水泥土配合比的确定

一般取泥土质量的７％、ＳＭＷ工法桩设计中的一项重要内容就是水泥土配合比的确定，９％、１１％、通过一系列的现场试验来确定水泥和各种外掺剂的掺加量。１３％、１５％，２．２　入土深度的确定

型钢的入土深度主要从基坑抗隆起稳定性、挡土墙的内力、变形、型钢拔出等几个方面来决定，可稍小于水泥土搅拌桩的入土深度。判断据此得出的水泥搅拌桩的入土深度是否合适的条件是必须保证基坑内降水必须防止管涌和底鼓发生。不会对基坑外环境产生影响、２．３　截面形式的确定

隔孔设置、组合设置、半位满堂设置和半位隔孔设置，可根据具体Ｈ型钢的设置形式主要有全孔设置、工程条件灵活选用。２．４　内力计算

即认为全部水土压力均由Ｈ型钢承担，ＳＭＷ工法挡土墙内力计算模式可参照壁式地下墙的计算方法，水泥土搅拌桩主要是作为安全储备并起到止水作用。具体计算步骤为：

）；计算挡土墙折算厚度（按刚度等效原则）１

）；计算每延米墙的内力和位移（视为等效厚度的混凝土墙）２

）根据布桩型式换算得到每根型钢承受的内力和位移。３

２．５　强度验算

主要对抗弯强度和抗剪强度进行验算。验算抗弯强度时认为型钢承担全部弯矩，验算抗剪强度时需分别对型钢抗剪强度和水泥土局部抗剪强度进行验算。２．６　型钢抗拔验算

前文已经介绍过Ｓ从而节约工程成本。为确定型钢的ＭＷ工法的一大特点是型钢的回收及循环利用，最大抗拔力，保证型钢顺利回收，一般采用抗拔验算并结合现场试验的方法来确定。２．７　型钢底部水泥土强度校核

型钢底端截面为一变刚度截面，须校核水泥土的抗剪切强度。

３　ＳＭＷ工法的施工要点３．１　工艺流程

施工放样—开挖导沟、清除地面、地下障碍物—导向定位型钢设置—三轴搅拌桩孔位定位—桩机就位、复核桩机水平和垂直度－拌制水泥浆液、开启空压机、泵送至桩机钻头并注浆—搅拌桩２次喷浆、气，４次搅拌工艺成型—Ｈ型钢垂直起吊、定位—校核Ｈ型钢垂直度—Ｈ型钢准确垂直插入搅拌桩—临时固定—施工完毕—Ｈ型钢起拔—Ｈ型钢回收。３．２　施工质量控制要点３．２．１　搅拌桩的制作

）与常规搅拌桩比较，考虑到型钢的插入和后期拔出的顺利以及墙体的防渗性能，需要特别注重桩的间１

距和垂直度。现行施工规程要求施工中桩体的垂直度不大于１％。

）桩机架行走线铺设导木。桩机就位后应对机架垂直度进行检查，确保机架垂直度不超过０．桩机２３％，上下误差不大于５需随机复测机座四周标高，同时还０ｍｍ的水平。为确保施工过程中机械处于水平状态，从而通过控制机械达到控制桩体垂直度的目的。应经常性用经纬仪复测搅拌轴的垂直度，

）浆液配合比除了应满足强度要求和抗渗要求外，还应能保证型钢能够顺利插入。为此，施工中需加强３

对水泥浆参数（如密度等）的抽查，保证不少于４次／工作台班。

／／在搅拌下沉及提升过程中，控制下沉速度不大于２．提升速度５４）０ｍｍｉｎ，０ｃｍｍｉｎ左右。控制重复搅８６

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／拌提升速度在０．以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。８～１．０ｍｍｉｎ以内，

）做好桩与桩间搭接的工作。桩与桩搭接时间不应大于２如由于不可避免的原因导致搭接时间超５４ｈ；，过２则需加大第２根桩施工时的注浆量（一般增加２同时应缓慢提升；如因相隔时间太久，以上措４ｈ，０％）可经过设计人员认可后采取局部补桩或注浆措施。施起到的作用不显著，３．２．２　Ｈ型钢的打拔

）型钢表面应进行除１Ｈ型钢涂减摩剂。涂减摩剂对Ｈ型钢的顺利拔出起到至关重要的作用。因此，并在干燥条件下涂抹减摩剂，搬运时应防止碰撞和强力擦挤。同时，搅拌桩顶制作围檩前，事先用泡沫板锈，

（或牛皮纸等可隔离材料）将型钢包裹好进行隔离，以利Ｈ型钢的起拔回收。

）置放Ｈ型钢。制桩完毕后，搅拌机移位，用５２０ｔ吊车将Ｈ型钢置入桩内。置放过程中要严格按照导轨上的标志，同时利用２台经纬仪在９方向监测Ｈ型钢的垂直度，及时纠偏、找正，保证Ｈ型钢的垂直度０°故对搅拌桩与Ｈ型钢沉放的时间间隔应严格控制。要求。Ｈ型钢在自重作用下沉放，

）型钢必须在搅拌桩施工完毕后３ｈ内插入。施工在插入Ｈ型钢时，必须做到垂直不斜，插深控制，严３

防错位、插偏、扭歪。型钢插入左右定位误差不得大于１垂直度偏差不得大于ｌ基底标高误差不大０ｍｍ，％，于±３型钢的有效长度误差不大于±１０ｍｍ，０ｍｍ。

）基坑回填后，用专用引拔机配合履带式吊车，拔出回４Ｈ型钢的起拔回收。基坑混凝土结构施工完毕，收Ｈ型钢。

３．２．３　沟槽内泥浆的清理

加之插入了Ｈ型钢，必将从沟槽内置换出一部分水泥土。为了由于需在搅拌孔内定量注入水泥浆液，

确保后续工序的正常施工，需要及时将沟槽内置换出的水泥土清理出来。由于清理出保持沟槽边沿的整洁，

来的水泥土具有较长的硬化时间，为方便统筹工序，降低成本，可将清理出的水泥土同日后基坑开挖出的土体一起运出场地。

４　施工过程中常见问题的处理与预防方法

４．１　压浆管堵塞

为保证施工安全和施工质量，必须时刻保证输浆管道不被堵塞。如有不可避免原因导致堵管现象出现，则必须立即停泵采取处理措施，处理后不能立即注浆，而需先把搅拌钻具上提或下沉１ｍ后方能继续注浆，等待１需待水泥浆到达浆管喷头后再按要求速度提０～２０ｓ后恢复正常搅拌。为防止供浆不连续产生断桩，升或下沉。

４．２　施工冷缝的处理

防止施工冷缝出现。当由于不可避免原因导致施工过程中断超过２ＳＭＷ工法的施工原则上应连续，４需采用补救措施，较常用的措施为采用双套孔施工。但考虑到水泥土凝结硬化后施钻难度较大，可通ｈ时，

过在冷缝处围栏桩外侧补浇索桩的方法克服。在围栏桩达到一定强度后进行补桩，补桩与围栏桩搭接厚度约１０ｃｍ。

４．３　增强水泥土强度的改进施工措施

水泥土的强度与挡土结构的抗渗效果息息相关。钻孔取芯法水泥土强度试验结果显示，水泥土强度随深度增加而减小，且具有很大的离散性，因此必须重视水泥土的拌制质量，以保证其强度。

目前水泥浆液多采用人工拌制而成，浆液的质量很容易受到人为因素的影响。因此有条件时应优先采用自动拌浆系统，以最大限度地降低人为误差。如无条件，则应加强操作人员的控制，提高工人素质。在保证Ｈ型钢下沉到位的要求能够满足的基础上，尽量采用较低的水灰比，并可以采取有助于Ｈ型钢下沉的措如为了有效减小Ｈ型钢下沉所受的阻力，可向水泥浆液中掺加膨润土以增加水泥土的触变性。施辅助施工，

４．４　基坑渗漏的处理措施

尽管Ｓ其整个施工工艺已经较为成熟，但考虑到施工质量问ＭＷ工法的工艺经过较长时间的应用发展，

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题或者设计阶段未考虑到的地面荷载等因素可能造成桩身产生不均匀变形以及其他，会出现止水帷幕渗漏水的情况。一旦出现这种问题，必须及时进行封堵，避免长时间渗漏引发的流沙、流泥甚至管涌等严重问题，进一步避免对基坑和环境安全造成危害。

基坑围护止水帷幕渗漏产生的原因多，情况也较为复杂。总体来说，可将这些渗漏问题根据渗漏深度位置的不同进行划分，主要分为基坑开挖面以上渗漏和基坑开挖面以下渗漏２种情况，工程中各有与之相对应的堵漏措施。

４．４．１　基坑开挖面以上渗漏的处理

若基坑开挖过程中发生渗漏水情况，要充分利用劲性水泥土搅拌桩强度高、胶接性能良好的特性，进行堵漏。可采取先疏导后堵漏的方案，先将导流水管预埋在渗漏处，导出渗漏出来的水，然后用瞬凝混凝土封堵缝隙，待混凝土强度达到一定值后，再将导流管封堵。４．４．２　基坑开挖面以下渗漏的处理

使用粘土和编织袋围成一固定区域，中间充填黄沙和瓜子片对漏水点进行临时处理。判断漏水点水道，对漏水点止水帷幕进行处理。个别基坑漏水点比较严重的，可以采用坑内注浆固结基坑底部土体，然后在开挖的地方进行继续开挖，即对漏水部位周围土体进行加固，使基坑底部成为一个整体后再开挖坑内土体。

５　结　语

总之，采用Ｓ既能减少工期，又能降低工程费用，与其他工法相比对周围环境的污染降到ＭＷ工法施工，这与我国建设节约社会，发展循环经济和环境保护的要求是一致的。但同时我们必须注意，施工质了最低，

量关系重大，若忽视了施工中的任一环节，极有可能埋下安全隐患，最终导致险情发生。因此，我们必须严格控制施工中的每一环节，不可掉以轻心。随着Ｓ工艺的不断完善和提高，应用工程逐渐ＭＷ工法成桩设备、增多，适用的基坑深度也不断加深，还可能出现更多问题。我们应与时俱进、开拓创新，在确保安全的前提下，将先进的科学技术转化为生产力，为国家建设服务。

参考文献

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