基坑工程SMW工法桩围护施工技术探讨

　　摘要：本文是笔者结合多年工作经验，以及工程案例，主要针对案例中的基坑工程SMW工法桩围护施工技术做出了简要阐述，以供参考。

　　关键词：基坑;SMW工法桩;围护施工技术

　　1.工程概况

　　大学生人才公寓(外来务工人员公寓)工程位于杭州市下城区,杭玻路北侧，华中路东侧。本工程总用地面积17197㎡，地上总建筑面积4176㎡，地下总建筑面积11995㎡。包括1#、2#、3#、4#、5#公寓，单体建筑高11～14层高层住宅。本工程±0.000相当于绝对标高6.60m。基坑四周自然地面平均相对标高为-1.10m，基坑开挖深度为5.75、5.25、4.25、6.45(开挖深度至底板垫层底,垫层考虑100素砼及200厚块石垫层)，坑中坑最大高差为2.4m。

　　工程基坑采用SMW工法直径650水泥搅拌桩内插H型钢作为围护桩，结合一道混凝土内支撑的围护体系;基坑长边的中段范围采用SMW工法桩复合土钉墙支护，同时结合坑内的被动区加固措施;坑内电梯井深浅坑交界处采用水泥搅拌桩重力式挡墙的围护形式。

　　2.基坑围护设计

　　根据地质及周边环境，基坑边线划分为8个剖面：

　　A1-A1剖面：开挖深度4.25m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长11.2m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900。

　　A2-A2剖面：开挖深度5.75m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长16.2m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900。

　　A3-A3剖面：开挖深度5.75m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长20.7m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900。

　　A4-A4剖面：开挖深度5.25m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长14.7m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900。

　　B1-B1剖面：开挖深度6.45m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长14.7m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900，加打四排锚杆(锚杆长度12m，水平间距1.35m，竖向间距1.1m)。

　　B2-B2剖面：开挖深度5.25m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长14.7m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900，加打三排锚杆(锚杆长度10.5m，水平间距0.9m，竖向间距1.1m)。

　　B3-B3剖面：开挖深度5.25m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长14.7m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900，加打三排锚杆(锚杆长度10.5m，水平间距0.9m，竖向间距1.1m)。

　　B4-B4剖面：开挖深度4.25m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，桩长11.8m，ø650@450三轴水泥搅拌桩，H500*300*11*8型钢间距900，加打三排锚杆(锚杆长度6m，水平间距0.9m，竖向间距1.1m)。

　　围护周围最大堆载为20kpq。典型工况剖面图详图：

　　3.SMW工法施工

　　3.1施工简介及要求

　　3.1.1SMW工法为三轴劲性水泥土搅拌桩内插入H型钢。工程基坑采用SMW工法直径650水泥搅拌桩内插H型钢作为围护桩，结合一道混凝土内支撑的围护体系;基坑长边的中段范围采用SMW工法桩复合土钉墙支护，同时结合坑内的被动区加固措施;坑内电梯井深浅坑交界处采用水泥搅拌桩重力式挡墙的围护形式。

　　3.1.2水泥土搅拌桩采用P42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.5，水泥掺入比20%;其中型钢用作立柱桩的水泥搅拌桩，水泥掺入比25%;

　　3.1.3桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土均匀拌合，下沉及提升均为喷浆搅拌，为保证水泥土搅拌均匀，必须控制好钻具下沉及提升速度，钻机钻进搅拌速度一般在1m/min，提升搅拌速度一般在1.0～1.5m/min，在桩底部分重复搅拌注浆;提升速度不宜过快，避免出现真空负压、孔壁塌方等现象;

　　3.1.4施工时保证水泥土能够充分搅拌混合均匀，并有利于型钢的顺利插入;桩施工时，不得冲水下沉，相邻两桩施工间隔不得超过12个小时;

　　3.1.5为了使H型钢能正确定位，宜在围护坑边做导墙;要求桩位偏差不大于±20mm，标高误差±100mm，垂直度偏差不大于0.5%;H型钢穿过压顶梁，定位误差应不大于±30mm;垂直度偏差不宜大于1%;

　　3.1.6型钢须保持平直，若有焊接接头，接头处须确保焊接可靠;型钢必须在搅拌桩施工完毕后3小时内插入;

　　3.1.7H型钢在地下结构完成后予以回收;故在施工前在型钢表面涂抹型钢起拔减摩剂;在拔出H型钢的同时对H型钢留下的缝隙及时填灌黄砂或注浆;

　　3.1.8钢构架的止水片应在挖土结束后，地下结构底板混凝土浇筑前施工，止水片设在底板厚度的中部附近，止水片与H型钢，止水片与止水片之间焊接，焊缝高度不小于4mm;

　　3.1.9当地梁纵向钢筋数量较多且难以穿越型钢立柱时，可在型钢立柱上开孔，但型钢开孔面积不得大于型钢全面积的30%

　　3.1.10水泥土搅拌桩养护期不得少于28天，无侧限抗压强度qu>1.5MPa时方可开挖基坑;桩体龄期达到28天后，抽取一定数量桩体钻孔取芯测试其强度。

　　3.2施工方法

　　3.2.1场地平整

　　三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物,素土回填夯实，路基承重荷载以能行走50t大吊车及履带式重型桩架为准。

　　3.2.2测量放样

　　根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作,并做好永久及临时标志。为防止搅拌桩向内倾斜,造成内衬墙厚度不足，影响结构安全使用，按设计要求每边外放10cm。确认无误后进行搅拌施工。

　　3.2.3开挖沟槽

　　根据基坑围护内边控制线，采用挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工,并做到文明施工。

　　3.2.4定位型钢放置

　　垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300×300，长约8-20m，转角处 H型钢采取与围护中心线成45度角插入，H型钢定位采用型钢定位卡。型钢定位卡于H型钢接触处，在型钢定位卡内侧包一圈橡胶，以防止在H型钢插入过程中减摩剂的损耗。

　　3.2.5三轴搅拌桩孔位定位

　　三轴搅拌桩中心间距为600mm，根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。

　　3.2.6桩机就位

　　由当班班长统一指挥，桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，垂直度偏差不大于1/100。三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于 30mm。

　　3.2.7SMW工法施工

　　SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证水泥搅拌桩的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。

　　3.2.8搅拌速度及注浆控制

　　三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。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，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。水泥采用32.5级新鲜普通硅酸盐水泥。水泥浆液的水灰比为 1.8～2.2，每立方搅拌水泥土水泥用量为360kg，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算,注浆压力以浆液输送能力来控制。

　　3.2.9H型钢插入

　　三轴水泥搅拌桩施工完毕后,吊机应立即就位，准备吊放H型钢。起吊前在距H型钢顶端0.10m处开一个中心圆孔，孔径约8cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，必须确保垂直。在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内。

　　3.2.10涂刷减摩剂

　　考虑H型钢回收，型钢必须涂刷减摩剂后再插入水泥土搅拌桩，结构强度达到设计要求后起拔回收。

　　3.2.11H型钢回收

　　待地下结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。用0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙，减少对邻近建筑物及地下管线的影响。

　　4.结束语：

　　本工程基坑采用SMW工法桩施工经济合理，安全可靠。目前该工程已验收通过并顺利交付使用，无任何质量与安全问题，为今后类似工程的施工积累了宝贵经验。

《基坑工程SMW工法桩围护施工技术探讨》

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