地铁工程中SMW工法桩施工技术及质量控制

董思奇

（北京城建中南土木工程集团有限公司，北京100024）

0 引言

SMW 工法桩施工技术是20世纪70年代末由日本一家建筑企业在研究过程中开发的一套施工技术。该施工技术在应用的过程中，需要在相互连接的水泥土墙中插入型钢，从而形成一种具备高强度和高度结构稳定性的连续墙结构。而SMW 工法桩施工技术在应用的过程中具有造价成本较低，并且施工迅速的特征，尤其是在地下轨道施工建设过程中，对于地下环境的破坏以及影响较小。当前，SMW 工法桩施工技术以其独特的应用优势，已经在我国轨道交通建设过程中获得了广泛的应用。

1 SMW 工法桩施工技术

1.1 施工区域的前期准备工作

在施工设备正式入场之前，需要对施工建设区域进行平整工作，尤其是遇到施工区域地表较硬的情况下，还应该进行注水预搅工作，这样就能够实现对地表的软化处理。由于轨道交通建设涉及地下基坑挖掘，为了避免地下水影响到施工建设质量还应该提前设置好排水沟以及集水井。如果建设区域的施工场地过软，也会影响到SMW 工法桩施工技术的应用，因此在施工场地土层过软的状况下，还应该应用粗砂或细石进行额外铺设。

1.2 施工放样环节

在放样环节中需要根据前期规划设计图纸进行施工放样定位工作，并且准确标记好不同建筑结构和建筑区域。由于轨道交通工程建设过程中周边围护结构在施工时很可能会由于多方作用力而出现变形问题，为了有效解决这一问题，还应该注重提前将围护结构沿中心线两边外放五厘米左右，在放样完工之后，需要对放样位置进行复核以及验收工作。

1.3 开挖导向沟槽

在挖掘导向沟槽的过程中，需要应用挖掘机沿基坑维护的内边线预先开挖导向沟，如果在开发过程中遇到地下障碍物，还应该及时清除。除此之外，需要对导向沟挖掘出的余土进行规范处理，确保挖掘过程中导向沟的尺寸以及规格，同时，确保挖掘过程中桩机始终沿水平线方向行走。

1.4 型钢以及桩孔的定位

在施工过程中，需要在垂直以及平行导向沟的位置分别按照设计规格尺寸放置两根型钢进行定位。注意在转角处放置的H 型钢与维护装置的中心线之间必须达到45o，如果无法确保型钢的摆放位置，还应该应用定位卡对型钢进行二次定位。然后需要对搅拌桩孔进行定位，在对搅拌桩孔进行定位的过程中，应该根据搅拌桩的尺寸，在平行于型钢的表面方向进行标记定位[1]。

1.5 搅拌喷浆

在轨道交通施工建设现场需要搭建起施工建设平台，由于施工建设过程中需要运用到大量的水泥原材料，因此还应该在施工平台周边搭建存储水泥原材料的水泥库，在正式应用搅拌机之前，需要提前拌制好浆液。在搅拌喷浆的过程中，还应该根据施工建设区域土层状况以及施工建设对于强度的要求，使搅拌电机头从上而下切割土层，然后进行搅拌。需要注意的是，在施工过程中注浆、搅拌和下沉施工需要同时进行，这样才能够确保水泥浆液与原本的土层结构中包含的基层土壤充分、均匀的搅拌。当搅拌机已经下沉到预先设计好的桩底标高深度时，需要按照提前规划好的搅拌速度进行提升操作。在提升操作环节中，需要注意注浆、搅拌和提升工作同步进行，这样才能够确保拌和材料的充分性以及均匀性，当搅拌机提升到桩顶设计的标高高度后，需要搅拌，喷浆持续1min 左右，这样才能够确保桩头施工的紧密性，搅拌环节完成后关闭电机[2]。

1.6 插入型钢

在每一组搅拌桩完成喷浆操作环节之后，应该及时地插入H 型钢。需要注意的是，型钢的插入工作必须要与周边的维护结构施工工程紧密配合。为了确保H 型钢能够在施工结束后顺利拔出，H 型钢在插入搅拌桩之前，必须要在型钢表面刷一层润滑剂，从而达到抵抗摩擦力的作用。除此之外，已经埋设在搅拌桩内部的H 型钢，还必须粘贴好相应的泡沫板以及混凝土隔离板，确保型钢插入之后型钢的顶端标高高出维护结构圈顶端标高一定长度。需要注意的是，在型钢没有插入之前，首先对型钢插入的位置进行复核以及校正工作，确保插入位置的准确性，然后按照型钢插入的规格尺寸安装好导向控制架，在导向控制的引导作用下插入型钢。H 型钢在起吊之前，需要在距离型钢顶端15～30cm 的区域钻一个中心圆孔，圆孔的直径大约为5～10cm，该中心圆孔主要是为钓具以及固定钩的安装所预留的孔洞。在H 型钢的起吊工作中，必须要始终确保起吊方向的垂直性，在下插过程中也应该确保型钢与搅拌桩的垂直角度。下插过程中，尽量不要依靠外力，主要依托型钢自身的重量进行下插，这样才能够确保型钢插入的过程中，基坑不会出现大规模的变形。

1.7 H 型钢的回收

轨道交通地下围护结构施工完成之后，需要对H型钢进行拆除回收工作。对于插入压顶圈梁的H 型钢可以应用人工拆除的方式，在拆除过程中可以先用千斤顶松动H 型钢，然后再采用吊车进行倒拔。H 型钢拔出之后需要使用与搅拌桩配合的水泥浆，对空隙区域进行填充，这样才能够确保H 型钢拔出之后搅拌桩结构的整体稳定性。对回收后的H 型钢可以进行后期的维护以及保养工作，这样就可以投入到下一次的施工应用过程中[3]。

2 SMW 工法桩施工技术应用过程中的质量控制策略

2.1 对于施工过程中材料质量的把控

2.1.1 对搅拌桩材料的质量控制

在搅拌桩施工环节中，最为常见的施工材料就是水泥，因此，必须确保水泥材料中水与泥浆的配合比。在正式入场施工之前，就应该对水泥材料的质量进行检测。由于地铁施工工程周期较长，为了避免水泥在施工过程中出现变质问题，还应该对水泥进行合理的储存和保管，注意在储存过程中做好防潮和防湿工作。除此之外，在注浆过程中也应该做好对水泥的前期搅拌工作，注浆时注意控制好注浆的速度以及给予浆液的压力。

2.1.2 型钢材料质量的控制

H 型钢在地铁施工建设过程中是一种利用率较高的材料，这种材料可以在拔出后反复应用，但是在H 型钢前期使用以及后期的回收和运输过程中，要尽可能地保护型钢结构，避免型钢结构在运输过程中受到挤压导致变形或磨损问题，从而影响到型钢在下一次施工过程中的应用质量。在使用型钢之前，首先需要对型钢的外观进行检查，如果型钢本身存在严重的变形扭曲或表面已经出现了破损和锈蚀严重的问题，那么在应用SMW 工法桩施工技术的过程中就应该更换H型钢材料。

2.2 对施工过程中的质量控制

2.2.1 施工现场质量控制

SMW 工法桩施工技术应用的过程中，现场必须在专业质量控制管理人员的监督管理下进行施工。施工管理人员需要重视SMW 工法桩施工过程中桩架的走位、钻孔的深度、钻孔的速度、喷浆的压力控制、浆液的流量控制以及型钢吊装过程中是否与搅拌装垂直等关键问题。

2.2.2 施工冷缝的处理

应用SMW 工法桩施工技术的过程中，要尽可能保证施工操作能够连续进行，如果在施工过程中遇到不可抗力因素导致停工而造成施工冷缝，那么，在二次施工的过程中就应该采取补救措施对冷缝进行科学处理。在通常情况下，对于冷缝的处理会采用冷缝补强的处理方式，在冷缝的外围设置水泥土搅拌桩，确保外围增设的水泥土搅拌桩能够与主体围护桩之间连接紧密，这样就能够保证地铁施工过程中维护结构的稳定性以及抗渗性能。

2.2.3 H 型钢插入过程中垂直角度以及插入深度的控制

如果H 型钢在插入过程中对于型钢的定位以及与水泥搅拌桩的垂直角度控制失误，就可能会导致型钢插入出现排列不整齐的问题，从而使得地铁施工建设过程中维护结构与型钢之间受力不均匀，进而影响到地铁施工过程中维护结构的稳定性以及抗渗性能。因此，在型钢插入的过程中，必须要严格控制好型钢与水泥搅拌桩的垂直角度，注重控制插入的速度，在插入的全过程中，都应该做好垂直角度的检测工作。除此之外，H 型钢入土的深度会对地铁施工建设过程中基坑的整体稳定性以及抗渗性能产生较大的影响，因此，H型钢插入的深度必须要严格按照施工规范要求，保障准备环节中放线定位的准确性，同时，也应该注重导向型钢支架结构的角度以及对H 型钢的支撑力。

3 结语

综上所述，在地铁工程施工建设中应用SMW 工法桩施工技术对维护结构进行施工，具有显著的应用优势。当前，随着我国城市地铁工程项目规模的不断扩大，在施工过程中，相关工作人员也应该持续总结经验，注重做好施工工艺以及施工材料的控制工作，发挥SMW 工法桩施工技术在地铁施工过程中的应用价值。