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摘要：近年来，SMW工法桩因具有构造简单、工期短、施工便捷、环境污染小等特点而常被采用在城市轨道交通工程中。就横琴新区香江路地下行车通道专项工程所采取SMW工法桩加钢支撑施工工艺进行阐述，以期为该工艺在基坑支护的推广和应用提供借鉴。
关键词：SMW工法桩；基坑支护；地下空间专项施工；
0引言
随着建筑行业的发展和生活物质水平的提高，人们对建筑安全性的重视度越来越高，对深基坑的合理施工、地上建筑和地下建筑的施工环境、建筑空间开发与利用的要求越来越严格。如何能够在保证基坑安全施工的前提下，尽可能地满足工程周边环境的要求，降低临时支护结构的工作量，已经成为我国当前深基坑工程设计的主要研究课题方向。SMW工法桩支护不同于地下连续墙与人工挖孔桩或钻孔灌注桩，它对周围环境影响小、止水性能好、适用范围广、施工工期短、造价低等优点[1-2]，既可以达到基坑工程施工的基本要求、降低施工成本，又能有效地减少对地下空间资源的污染，保护建筑周边环境，在深基坑支护处理方面具有自己独特的优势，存在着较好的发展趋势。
1.SMW工法桩的概念与特点
SMW工法桩，又称为型钢水泥土搅拌桩，由地下连续墙和水泥搅拌桩的基础上发展而来，是一种复合性挡土截水结构[3]。SMW工法桩通过三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体，同时钻机前端利用低压注入水泥浆液，与切碎土体一同充分搅拌而形成截水性较高的水泥土柱列式挡墙，并在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢[4]。它能够有效地增加搅拌桩的抗拉强度和抗压强度，同时还能够提高搅拌桩的抗弯能力和压承能力。这种新兴工艺充分地利用了H型钢的力学特点和水泥浆液的物理性质，适宜在深基坑围护施工中投入使用。SMW工法桩另外一个特点就是，插入水泥土搅拌桩中的H型钢可以在后期拔出，材料可以回收并重复利用。因此使用SMW工法桩可以缩短工期、保持施工现场的整洁干净、减少对现场的污染与扬尘、节约材料和资源。在构建可持续发展的节约型社会的主题下，推广SMW工法桩的使用具有积极而深远的现实意义[4]。
本文通过横琴新区香江路地下行车通道专项工程实例简单阐述了SMW工法加钢支撑围护结构的支护体系与工艺，为SMW工法桩在地下空间施工中的应用提供相关的参考和借鉴。
2.工程概况与地质条件
2.1 工程概况
珠海市横琴新区市政基础设施非示范段主、次干道市政道路工程（二期工程）香江路位于横琴岛天沐河南侧，东接横琴岛琴石道，西接中心大道，设计道路长3561.247m。道路等级为城市次干路，双向4车道，道路红线宽度为30米。香江路包含10座桥梁、2个箱涵及3个地下车行通道。香江路全路段均采用真空联合堆载预压处理，真空联合堆载预压完成后开始地下车行通道工程施工。
3个地下车行通道基坑均采用明挖施工，基坑支护形式采用直径850mm的SMW工法桩及三道内支撑进行支护开挖。基坑开挖深度分别为9.54m、11.6m、11.04m。地下车行通道的结构形式采用现浇钢筋混凝土单室箱涵结构。K1+225.272处顶板、底板厚90cm，长度为50m；K1+792.904处顶板、底板厚100cm，长度为60m；K2+054.437处顶板、底板厚90cm，长度为60m；三处地下车行通道主体腹板厚均为70cm，结构净空尺寸8.3×3.9m。
2.2 工程地质条件
根据钻孔揭露，勘探深度范围内自上而下可分为：第四系人工素填土层Qs，第四系海陆交互相（Q4mc）中部为陆相的粉质粘土、粘土混粗砂，中下部为陆相粉质粘土、冲洪积相粘土、下部为燕山期花岗岩。
3.SMW工法桩施工方案及工艺流程
SMW工法桩沿基坑一圈布置，作为基坑开挖时的围护桩，采用三轴搅拌桩，桩径850mm，间距600mm，搭接250mm，42.5级普通硅酸盐水泥，要求28d侧限抗压强度不小于0.8Mpa（搅拌桩内插型钢HN700×300×13×24mm）。
3.1 施工机械
本SMW三轴搅拌桩施工采用三轴Φ850水泥土搅拌钻机作为钻孔、注浆、搅拌、成型施工设备。在搅拌下沉过程中，利用9m3空压机压缩空气使周围土体松散，保证水泥浆液与周围土体充分接触，提高成桩的强度和防水性能，水泥浆液采用3台BW-250压浆泵注入。
3.2 施工工艺流程
测量放线→开挖导沟→设置导向定位钢板→SMW搅拌机就位→
成桩→插入H型钢→施工完毕型钢回收→型钢拔出
3.3 SMW工法桩主要施工方法
3.3.1场地回填平整
三轴搅拌机施工前，先进行场地平整，清除施工区域内的表层障碍物可满足机械行走要求。
3.3.2开沟挖槽
采用挖土机开挖工作沟槽。
3.3.3搅拌机定位、调正
施工时确保桩机平整度和垂直度，控制桩位布置与设计的误差不大于5cm，桩机垂直度偏差小于1/250。
3.3.4三轴搅拌桩孔位定位
三轴搅拌桩五轴中心间距为600 mm（Φ850mm），根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位，施工过程中按此定位施工。利用钻管和桩架相对错位原理，在钻管上划出深度的标尺线，以便严格控制下钻、提升的速度和深度。
3.3.5搅拌注浆
水泥浆采用ZYJ-60环保型水泥自动搅拌注浆站搅拌，并通过高压注浆泵、水泥管输送至钻杆头部。
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3.3.6清理沟槽内泥浆
由于水泥浆的定量注入搅拌孔内，将有一部分水泥土被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内的水泥土清理出沟槽，保持沟槽沿边的整洁，确保SMW工法的硬化成型及下道工序的施工，被清理出的水泥土集中堆放，随日后基坑开挖一起运出场地或分期分批外运出场。
3.4 H型钢插拔施工方案
3.4.1H型钢下插前期准备
①设计在SMW工法内插入HN700×300×13×24mmH型钢。
②SMW工法为强制搅拌并进行土体置换，H型钢依靠自重下插到位，H型钢下插一般在SMW工法施工后30min内进行。
③如投入H型钢长度未达到设计长度，应在SMW工法施工前提前进场拼接。
④H型钢拼接后型钢表面采用涂刷减摩剂，以便H型钢今后回收。
3.4.2施工工艺流程
施工准备→H型钢拼接场地平整→H型钢双面坡口电焊焊接→
H型钢拼接完→涂抹减磨剂→起吊下插
3.4.3型钢加工制作
根据设计所要求的H型钢长度（18、21、24米三种），型钢已超出定尺范围，故采用对接的形式已达到设计要求，对接型钢均采用双面坡口焊接方式，焊接质量均按《钢结构施工质量验收规范》（GB50202-2002）执行，以确保质量要求。
根据设计要求，本支护结构的H型钢在结构强度达到设计要求后按拔出考虑。H型钢在使用前须涂刷减摩剂，以利拔出，要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。
3.4.4H型钢下插
①型钢下插在三轴搅拌桩施工完毕后30min内进行，吊机在搅拌提升过程中已经就位，准备吊放H型钢。
② H型钢使用前，在距型钢顶端处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊厚≥12mm的加强板，中心开孔与型钢上孔对齐。
③用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定吊筋长度，在型钢两腹板外侧焊好吊筋（≥Φ12线材），误差控制在±3cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。
④装好吊具和固定钩，然后用吊机起吊H型钢，准备下插，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。
⑤在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，必要时用点焊与定位型钢连接固定；型钢定位卡位置必须准确，要求H型钢平面度平行基坑方向L±4cm（L为型钢间距），垂直于基坑方向S±4cm（S为型钢朝基坑面保护层）；将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡靠型钢自重插入水泥土搅拌桩体内。
⑥若H型钢插放达不到设计标高时，则采用起拔H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用经纬仪跟踪控制H型钢垂直度。
⑦H型钢的成型
待水泥搅拌桩达到一定硬化后，将吊筋以及沟槽定位卡拆除。
3.4.5H型钢的拔除
H型钢的拔除在地下主体结构完成达到设计强度并回填后进行，起拔采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，反复顶升起拔回收H型钢；起拔过程中始终用吊车提住顶出的H型钢，千斤顶顶至一定高度后，用50吨吊车将型钢吊起堆放在指定场地，分批集中运出工地。
4.基坑支护体系施工方案
地下车行通道的基坑支撑体系包括冠梁、钢筋混凝土支撑构成的砼支撑体系以及热轧无缝钢管支撑和钢围檩连接构成的钢支撑体系。第一道冠梁和支撑在基坑内地基加固和桩基施工完成后施工，冠梁面以下的两道钢管支撑施工紧随基坑分层土方开挖施工进行。冠梁及第一道砼支撑的混凝土强度等级为C25。钢支撑及钢围檩采取在场外预先拼装好，然后用平板车运至现场，汽车吊直接起吊安装的方式。钢支撑采用φ609mm×16mm热轧无缝钢管，钢围檩采用箱形截面腰梁。
5.基坑体系监测
本基坑工程第三方监测工作将委托有资质的专业监测单位承担，施工单位应与监测单位密切配合，做好监测元件的安放和保护工作。
第三方监测项目包括坑顶水平位移、坑顶垂直位移、水位观测和支撑内力等。
施工单位每天定期巡视基坑周边，发现基坑地面出现裂缝、渗水等及时采用水泥砂浆等对裂缝进行修补，发现支护结构漏水立即采取相应措施堵漏。
6.结束语
工法桩结合钢支撑的基坑支护方式在本次工程中做到了成功实践，得到了较好的经济方面和社会方面的效益，同时也为今后同类型的基坑施工提供了经验。可以相信随着施工技术的发展，该基坑围护方式必将得到越来越广泛地应用。
参考文献：
[1].张忠苗，桩基工程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2007
[2].刘建航，侯学渊. 基坑工程手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1997
[3].谢绍岐，杨宗华. SMW工法桩在深基坑支护中的应用[J]. 商品与质量·建筑与发展，2014（11）：331
[4].秦义. SMW工法桩在黄土地区综合管廊基坑支护中的应用[J]. 黑龙江科技信息，2017，（07）：247-248
论文作者:卢亮,孙海涛
论文发表刊物:《建筑科技》2018年第1期
论文发表时间:2018/4/8
标签：型钢论文; 基坑论文; 工法论文; 水泥论文; 地下论文; 沟槽论文; 香江论文; 《建筑科技》2018年第1期论文;