对SMW工法桩技术的探讨

对SMW工法桩技术的探讨

【摘要】SMW工法桩是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，形成一道具有一定强度和刚度、连续完整、无接缝的地下墙体。

关键词：SMW工法桩；工艺流程；施工质量控制

【 abstract 】 SMW pile shaft type is more drilling in the blender to dig in certain depth drill dug, and at the same time in the drill out of cement and soil and the foundation fortifier mixing repeatedly in the construction unit is taken overlap between lap construction, and then in the water and soil mixture not hard insert h-beam or steel plate before as the stress reinforcing materials, to cement and hard, form a certain strength and rigidity, with continuous complete, no juncture underground wall.

Keywords: SMW pile; Process; Construction quality control

1 SMW工法桩的主要特点

1.1对周边环境影响小。

施工对邻近土体扰动较小,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害;SMW工法施工占用场地仅为其它施工方法的60%～80%,有利于保护周边的建筑、道路及空中、地下管线;同时残士及泥浆量小比较容易处理,有利于保护环境卫生。

1.2 成桩质量可靠。

目前SMW工法采用的三轴搅拌钻机为中空叶片螺旋式钻机,在钻进土体的同时置换出大量的原状土。同时利用高压空气压入水泥浆使水泥土得到充分搅拌,使得桩体无分层夹泥现象。桩体中插入型钢后,型钢与水泥紧密结合增加了型钢翼缘厚度,使桩体强度大大增加。

1.3连续施工防水效果好。

SMW工法钻机的钻杆具有螺旋翼与搅拌翼相间设置的特色,随着钻掘与搅拌反复进行,可使水泥浆与土体得到充分均匀的搅拌,且水泥掺入量高,水灰比大,墙体全长无接缝,这样一方面使得形成的水泥土墙具有较高的抗压、抗剪强度,另一方面可使它比传统的连续墙具有更可靠的止水性,其渗透系数K可达

8×107cm/s。

1.4工程造价低,施工进度快。

一方面搅拌桩的水泥使用量远低于其它围护施工方法,另一方面SMW工法每台班可成桩390m以上,在压缩工期的同时节约了人工费,所以可大大减少投资。

2 SMW工法桩工艺流程及施工方法

2.1SMW工法桩工艺流程：导沟开挖（确定是否有障碍物及做泥水沟）→置放导轨→设定施工标志→SMW钻拌（钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌）→置放应力补强材（H型钢）→固定应力补强材→施工完成SMW。

2.2SMW工法桩施工方法

（1）施工准备：清除施工区域地面及地下一切障碍物。局部场地表面松软处，采用换填压实，表面采用铺设钢制路基箱的措施防止施工机械失稳。

（2）开挖沟槽：在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的泥浆，为了保证桩机的安全移位及施工现场的整洁，需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。开挖导向沟余土应及时处理，以保证桩机水平行走。

（3）放置定位型钢：垂直导向沟方向放置两根定位型钢，再在平行导向沟方向放置两根定位型钢，型钢规格需计算确定，H型钢定位采用型钢定位卡。

（4）三轴搅拌桩桩位定位：SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分。搅拌机与桩架应在现场组装并试运行正常后就位。在定位型钢上焊接定位钢筋，保证搅拌桩每次准确定位。

（5）SMW工法桩施工参数的确定：SMW工法桩施工前要明示参数进行试桩。一般水泥掺入比：20％。供浆流量：80～120L/Min。浆液配比：水：水泥＝1～1.5。泵送压力：1.5～2.5Mpa。下沉速度：≤1.0m/Min。提升速度：≤1.5m/Min。28天无侧限抗压强度：≥1.0Mpa。根据试验结果确定最后的实际施工参数。

（6）SMW施工工艺：三轴搅拌桩的搭接以及成行搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩单孔重复套钻来实现的，以确保搅拌桩的隔水帷幕作用。三轴搅拌桩一般采用跳槽式双孔全套复搅式施工。

1）桩机就位：桩机垂直度校正，在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂1铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。

2）桩长控制标记：施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。

3）水泥浆液拌制：按现场实际试桩情况确定最后的实际施工参数

4）搅拌桩机钻杆下沉与提升：钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。钻杆提升速度不得大于1m/min，按照技术交底要求均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。相邻两桩施工间不得超过12h。

5）清除残渣存土：深层搅拌桩施工过程中，对隆起的泥土用挖机挖除，待稍干可将沟槽内的土外运，并及时处理至桩顶设计标高，以便下道工序施工。

6）H型钢的插入

在H型钢顶端的圆孔中装好吊具和固定钩，采用履带式吊机起吊插入。在沟槽定位型钢上设置H型钢定位卡，固定插入型钢的平面位置。型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对准桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内，使用线锤控制型钢插入垂直度。型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。插入型钢若有接头，相邻两根H型钢接头应错开1m以上。H型钢就位后，通过桩机定位装置控制，依靠自重或借助一定的外力（如震动锤送桩）将型钢插入搅拌桩内。若型钢插放达不到设计标高，或产生倾斜，可依靠履带吊将型钢适当拔起，再重复下插至设计标高，控制型钢顶标高误差不大于50mm。

（7）回收H型钢：待主体结构完成后，根据设计要求回收H型钢，H型钢采用千斤顶先将H型钢顶松，然后采用履带吊携带震动锤边震边拔H型钢。拔除H型钢后的空隙采用6～10％的水泥浆填充密实。

3SMW工法桩施工质量控制及预防措施

3.1、 施工前必须探明和清除地下障碍物，须回填土的部位，必须分层回填夯实，以确保桩的质量。

3.2、 在搅拌机过程中，注入地层的浆液有一部份会流返回地面，须沿挡向施作一沟槽。沟槽边设固定支架，以便固定插入的H 型钢。

3.3、 在搅拌成桩时，所需容量70～80％的水泥浆宜在下行钻进时灌入，其余的20～30％宜在螺旋钻上行回程时灌入。此时所需水泥浆仅用于充填钻具撤出留下的空隙。螺旋钻上拔的灌浆，对于饱和疏松的土体具有特别的意义，因为这种地层中的柱体易产生空隙。螺旋钻上行时，螺钻最好反向旋转，且不能停止，以防产生真空，导致柱体墙的坍塌(非饱和土体)。

3.4、 施工应按跳孔顺序进行，为保证围护结构的连续性和接头施工质量，两桩搭接部分应重复套钻。

3.5、 在搅拌桩的施工过程中，要特别注意水泥浆液的注入量和搅拌沉入及

提升量及提升速度。下钻进的速度应比上提时的速度慢1倍左右，以便尽可能保证水泥土的充分搅拌，又可获得较高的贯入速度。在砂土互层或土性变化较大的场地施工时，应根据各种土质的情况选择水泥浆液的配合比，以便得到较均匀的墙体，确保工程质量。

3.6、 桩与桩须搭接的工程应注意下列事项：桩与桩搭接时间不应大于24h。如超过24h，则在第2根桩施工时增加注浆量20%，同时减慢提升速度。如因相隔时间太长致使第2根桩无法搭接，则在设计认可下采取局部补桩或注浆措施。

4SMW工法桩墙体特殊部位处理

4.1施工冷缝处理：施工过程中一旦出现意外情况导致施工冷缝的产生则必须在设计认可下采取局部补桩或注浆措施，以此确保将来基坑开挖时不出现大量渗水现象。

4.2搅拌桩渗水处理：在整个基坑开挖阶段，备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现墙体有漏点，及时进行封堵。具体采用以下2种方法补漏：

（1）引流管：在基坑渗水点插引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆到达强度后，再将引流管打结。

（2）双液注浆：配置化学浆液；将配制拌合好的化学浆和水泥浆送入贮浆桶内备用；注浆时启动注浆泵，将泵液注入孔底被加固的土体部位；注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。

结束语

综上所述，由于SMW工法桩具有节约资源、施工速度快、环境影响小、能合理利用地下空间等诸多优点，是一种较为适用的经济性围护方式。如果将施工全过程各个环节的质量控制要点把握好，SMW工法桩将具有非常广阔的推广应用前景和强大的生命力。

[参考文献]:

[1]《型钢水泥土搅拌墙技术规程》浙江省工程建设标准DB33/T1082-2011

[2]《地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202－2002

[3]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002