SMW工法桩在工程深基坑加固中的应用

赵铁军

（日月光集成电路制造（中国）有限公司 201210）

引言

近年来，随着我国城镇化进程的不断推进，每年的建筑工程数量逐年增加，随之而来出现了大量深基坑工程，在这一过程中，大量的基坑支护技术得到应用，与此同时也出现了一系列问题，因此对于工程施工的技术优化也越来越重视，在一大背景之下，SMW工法桩在工程深基坑加固中的研究和应用在国内得到了越来越多的重视，在多行业，多方面的工程深基坑加固中相当普遍，伴随着经济的快速发展和全球化进程，各个行业服务面快速扩张，节奏普遍加快，为了适应形势，需进一步提升工程深基坑加固的经济性，但除生产和维修成本以外，SMW工法桩施工的经济性在很大程度上取决于广泛适用性[1]。

为提高广泛适用性，当前的措施是采用新技术，提高自动化的控制程度，同时减轻对操纵人员的工作依赖，除此之外，正确选择和提升SMW工法桩质量也是一个重要途径[2]。因此必须加强SMW工法桩技术优化研究，这就要求必须根据目前现有的施工程序去严谨地执行深基坑施工技术，在建设工程的每一个过程中，特别是对于一些重大设计的变更，更加应该严格按照设计、施工与监理这三大步骤进行会审，及时的分析和探讨在施工过程可能出现的深基坑加固的技术问题，以此找寻出最好的解决方案，避免出现技术失误，保证SMW工法桩在工程深基坑加固中既应有良好的机动性和行驶稳定性，同时还应保证工程质量可靠。因此本文主要讨论SMW工法桩在工程深基坑加固中的改进应用方案。

1 SMW工法的优点分析

常规的加固方法随着地下深基坑工程进度的进行，在地下二层完成以后，结构外墙承受着裙楼结构的自重力，随着裙楼高度增加，外墙的沉降也发生着变化。而地下连续墙已经和结构完全分离。两个墙沉降不一样，之间产生了剪力，可能导致地下连续墙出现裂缝。地层水可能会在外部压力之下渗入到地下连续墙可能出现的裂缝之中，进而通过这一系列裂缝进入到结构墙体表面的裂缝之中，最后进入室内。

而SMW工法与常规工法相比，因其在前期的施工搅拌的过程中同样是采取施工搅拌桩，因此抗渗效果能满足要求，且与常规工法相比，其对现场场地要求低，SMW工法在搅拌桩内插入型钢后，进一步增强了结构外墙墙体的刚性。而在施工成本方面，SMW工法与常规方法相比，成本大幅度降低，适应性更广。在施工工期方面，SMW工法施工时型钢在搅拌桩初凝前插入加固区域，这一施工过程可以与搅拌桩同时进行，且几乎没有泥浆产生，同时在之后回填好主题建筑出土之后，就可以将型钢及时回收，这一过程中以保证了工期大大缩短，也减少了成本的投入。基于该功法的两点优势，投资方以及设计方在进行经济、技术方面论证工作，一般都会优先考虑在施工围护结构时采用SMW工法。

2 深基坑加固中SMW工法应用

2.1 SMW工法原理

SMW工法的全称为加筋水泥地下搅拌连续墙工法，具体施工方法是首先在一排水泥土搅拌桩相互之间进行搭接，相互搭接之后，将其插入加强H型钢材之中，之后再地下进行搅拌。该方法要求基坑支护的深度不大于15m。

SMW工法所采用的基料为搅拌土，基坑围护结构的材料一般选用H型钢材，在具体施工的过程中，根据不同的施工环境和地质条件不同，为确保施工安全，在设计计算时，型钢应是唯一材料来计算H型钢水泥搅拌墙的剪力和弯矩，搅拌土只是作为防水帷幕的材料，不参与之前的设计计算，在计算过程中，从施工期开始，到后期为止，应在进行局部抗剪验算时按最薄弱断面标准计算，以此确保搅拌土防水围幕的稳定。

2.2 SMW工法主要施工流程

根据施工现场基坑的实际地质条件和技术需求，一般该工法使用的打桩机是常规的DH608桩机，一次钻搅达到[3]。具体施工流程下：

（1）场地平整

施工设备进场之前，要求首先平整场地，及时将施工区域内的障碍物清除干净。与此同时，施工现场进行地下管线摸排，将影响施工的地下管线及时迁移，场地平整的标准能以承载满足履带式重型桩架及50t大吊车及为准。

（2）测量放线、开挖导沟

场地平整之后进行测量放线，以此来确定围护结构的轴线，进一步开挖施工沟槽。在开挖沟槽的过程中由于清障产生的地下空洞，压实后用水泥土进行固化，以此确保SMW工法顺利施工。

（3）定位、钻孔、移机

定位即将导向定位型钢铺设在挖好的工作沟槽两侧，同时在导向定位型钢上按设计要求划出插H型钢和钻孔位置，之后在钻管上划出钻孔深度的标尺线，标尺线的确定利用钻杆和桩架相对错位原理进行计算，在下钻的过程要求严格控制下钻、提升的速度以及深度。

3 SMW法施工重点

我国近年来从国外引进了一种相对较新颖的深基坑支护方法，也就是SMW工法桩，这种支护结构所占用的地面面积小，且在施工中无噪音、对周围环境影响小，取得了较好的效果。下面结合施工项目实例对SMW工法桩施工重点进行分析。

2013年3月到2017年4月，上海市宝山日月光中心新建工程，项目由全球封装测试龙头“日月光集团”在上海重点打造的第三个商业广场。建设用地面积 53，105.7m2，总建筑面积 192，200m2。

3.1 施工方案确定

在地下连续墙施工的过程中，技术重点主要有两点，即穿土嵌岩施工技术以及关键质量控制技术，在这两点技术要点把控的过程中，关键在于确定明确、稳定、可靠，及时有效的土体、结构受力传递体系。除此之外，每次施工过程中都应该提供相应的有效监测，这一点是实现和推进施工现代化，确保整个施工安全的基础所在。

本次项目施工基坑周边的环境较复杂，东侧有较多的1～2层的企业用房，距离边线最近的约5.3m；北侧有建材市场和人防混凝土搅拌站的2～3层建筑，距离基坑边线最近的约14m；南侧和西侧道路下市政管线距离基坑连线最近的约28～29m；西南角的轨道交通7号线大场镇站出入口距离基坑边线最近的也是14m，这就造成了在施工过程中除了需要考虑防水问题之外还需要充分考虑土体的侧向压力，结合本次施工工程项目所在场所，经过设计单位和施工单位多次现场结合，确定了在这次项目施工过程中采用SMW工法桩进行基坑围护，并完成相应的施工总体部署。

3.2 施工要点

本次项目施工选用的是新型的三轴钻机，这一新型钻机成桩体无论是在自身强度上海市在桩身均匀性上都要明显优于传统的双轴钻机，与此同时，成桩体的垂直型、平衡性以及相互之间的搭接程度也是明显优于传统钻机的，这一新型钻机的使用大大提高了使用项目的防水性能，同时由于桩体之间的搭接型程度十分良好，也有利于后期型钢的插入和整体回收，在于传统的重力基坑围护的方法相比较而言，这类施工明显具有以下优点，挡水性强；对周围地基影响小；多用途（能适应各种地层）；工期短；造价低。

通过针对基坑内外布置的完整水位监测数据的详细分析认为，工程施工过程如果采取分层按需式动态降水模式，可以有效避免楼板结构的沉降变形，其主要作用过程如下：通过在施工过程中对土方以及在结构施工环节进行逐步的分层降水，保证在施工过程中以及施工之后排水问题，这样施工方式既保证了土方开挖的具体要求，也在混凝土养护的过程中防止了由于排水问题导致的不良变形沉降。

此外，在施工过程中，需要控制好混凝土内外温差，这就要求在浇筑的过程中，及时测温，一旦发现温度变化时，要及时调整养护水的温度。如果施工现场地质条件复杂，环境脆弱，还应及时建立立体检测系统。重点检测在施工过程中可能出现的沉降与位移、地下水位变化、基坑围护体系刚性、钢筋应力计与混凝土应变计量等等[4]。在长达三年的施工期内，确保建立的立体检测系统正常运作，长期有效，并在地质条件复杂区域和进行重点工序是加密测量，保证了在整个施工的过程中，各项指标始终处于安全范围以内。

3.3 SMW工法桩改进

原设计采用直径为850mm的型钢水泥土搅拌墙进行基坑围护（简称SMW工法桩），采用盆式开挖，待中部基础底板形成后，坑内沿竖向加设钢管斜抛撑，基坑角部设水平角撑。针对此设计组织了施工单位、监理单位进行了讨论，认为：①850mm的型钢水泥土搅拌墙进行基坑围护，虽然能达到预期的止水的效果并有一定的刚度，但基坑实在较深且距离最近的建筑物仅5.3m，恐难以承受土体的侧向压力并最终导致变形基坑坍塌，建议外围一圈的型钢水泥土搅拌墙上应设置一道封闭的钢筋混凝土压顶圈梁，其费用虽有所增加，但安全保障有所提升且利于整个工期进度的推进；②坑内沿竖向加设钢管斜抛撑的下支座基础与主体结构板相连，原则上在施工过程中没有问题，但地下室的外墙需空过钢管斜抛撑，日后在拆除时也是个较头痛的问题，首先地下室外墙距离水泥土搅拌墙距离仅800mm，其空间狭小难有拆除空间并吊装且日后拆除后对地下室的外墙防水也带来个严重挑战，后多方咨询并集思广益，在原钢管斜抛撑上安装一个H型钢的转换接头，地下室外墙施工时，转换接头上焊接止水钢板直接浇筑在混凝土里，日后拆除时直接将转换接头割除，既解决了地下室外墙防水问题也解决了吊装问题。

4 结语

近些年，随着我国工业水平的发展，工程深基坑加固的技术优化势头很是强劲，SMW工法桩在工程深基坑加固中占据着重要的位置。工程需求规模越来越大，技术优化需求也越来越大。提高SMW工法桩在工程深基坑加固中的技术水平有利于更好的服务客户，增强企业竞争力，为企业带来效益。本文从时代背景切入，首先对当前项目中SMW工法桩在工程深基坑加固中的应用现状进行分析，然后分析当前工程施工中存在的问题，接着探讨了SMW工法桩技术的改进思路，最后总结一些方法。通过对SMW工法桩技术的改进，提高企业建筑工程质量，提高企业知名度，增加企业工程数量，为企业带来收益。

[1]钟宇.SMW工法的施工工艺及质量控制措施[J].福建建设科技，2008，5.

[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，2011，07.

[3]肖德纲，唐昌尧.浅谈SMW工法桩施工质量控制[J].科技创新导报，2010（08）.

[4]施庆熙，张健儿，吕艳斌.SMW工法在某工程基坑支护的应用[J].施工技术，2012（13）.