中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西 西安 710021
摘要：SMW工法桩为最近几年在我国新兴起的一种施工工艺。SMW工法桩止水性好、刚度大、施工速度快、造价低、环境污染小，现已被广泛应用在城市地铁车站基坑开挖及其他市内建筑工程基坑开挖中。
关键词：SMW工法桩；成桩；型钢插入；型钢回收
1 SMW工法桩特点
（1）止水性能好：由于水泥土搅拌桩（SMW）工艺采用三轴搅拌桩机施工，同时施工一组三根桩，每组桩内的三根桩相互咬合紧密，每组桩之间也有搭接重叠部位，因此止水性能可靠。
（2）刚度大：SMW工法桩内插入一根H型钢，H型钢的截面惯性矩大增大了桩身的刚度。
（3）施工快：三轴搅拌桩机功率大，且同时施工三根桩，施工效率高，施工速度快，在工期紧张的情况下有一定优势。
（4）造价低：H型钢可以回收再利用。
（5）环境污染小：水泥土搅拌桩（SMW）工艺置换的泥浆、渣土少，施工噪音小。
2 适用范围
SMW工法桩适用于黏性土、粉土、砂性土、粉质粘土等地质中。设计参数一般为单桩直径850mm，桩间距600mm，成桩深度一般在30m以内。
3 施工工艺
SMW工法桩是利用桩机在钻进土体的同时喷射水泥浆，利用浆液固结土体，形成水泥土搅拌桩，再将H型钢插入桩体内，形成支护体系。当支护体系使命完成后，将H型钢拔出实现回收利用。
3.1施工工艺流程
施工工艺流程图见图1.
图1 SMW工法桩施工工艺流程图
3.2操作要点
3.2.1平整场地
将桩基施工范围内的场地进行平整压实，确保桩机能在场地内正常行走，同时应保证场地具有一定的刚度，使桩机在施工时保证垂直度。
3.2.2 测量定位
利用全站仪对桩位放样，确定桩位中心线，并放出外扩3m的控制线，便于施工桩位的控制。
3.2.3开挖导向沟
按1.2米宽度，1米深度开挖导向沟，尺寸可根据地质情况适当调整。沟中心线沿桩中心线布置，既可以起到导向作用也可以存放置换出的水泥土浆。
3.2.4 设置定位、导向架
根据测量定位及导向沟的开挖情况，制作导向架。如下图2所示。
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图2 导向架布置示意图
3.2.5桩机组装、就位
由于三轴搅拌桩机体型庞大，需拆成小件在场外运输，进场后需花费时间2～3天的时间组装调试。本工序可与测量放样、导向沟开挖同步进行。
3.2.6 水泥浆搅拌站设立及配浆
在上述工序施工的同时设立水泥浆搅拌站并进行调试，待搅拌机就位即可正式配制浆液，准备施工。浆液应根据设计要求和地质情况配制，水泥浆液的水、水泥、外加剂均采用自动计量设备计量，并能控制泵送浆液的压力和速度。由专人负责记录注浆量，并与设计要求量作对比。当实际注浆量与设计相差较大时应停止施工分析原因，提出解决方案后方可继续施工。
3.2.7钻进搅拌、成桩
通常采用“两喷四搅”的成桩工艺施工，在特殊地质情况下可采用“四喷四搅”。采用“两喷四搅”时（下沉两次，上升两次），成桩搅拌操作顺序为：桩机钻头沉至桩顶标高 打开注浆泵（预喷持续30S）正循环钻进至设计桩底，钻进速度为0.8m/min左右 反循环提升喷浆，提升速度1.5 m/min左右 正循环复搅下沉 反循环提升喷浆 成桩结束。为保证成桩时钻头不偏头，钻头两边的地质应均匀，同时为保证搭接质量，一般采用全套打方式。
3.2.8型钢插入
型钢插入前对型钢进行预处理，包括焊接加长、焊缝处理、除锈、刷减摩剂等。为利于后期型钢拔出，一般采用坡口焊接。焊接质量采用超声波检测，质量等级不低于二级。
将型钢表面的锈迹、油污清除干净，然后均匀涂抹减摩剂2遍以上，上下两层涂刷方向宜垂直，涂刷厚度控制在3mm左右，吊运过程要避免碰撞刮落减摩剂。
型钢插入施工步骤：成桩完毕 设置型钢定位卡 型钢起吊 套入定位卡并调整垂直度 利用自重插入部分桩体 采用打桩机插入至设计深度。H型钢插入时，需在平行桩中心线和垂直方向两个方向用经纬仪观测调整H型钢垂直度。要保证水泥初凝前将该批次的型钢全部插入完成，一般应在成桩后30min内完成，最多不超过1小时。
型钢插入时允许偏差
3.2.9 型钢拔出、回收
待地下工程施工完毕且基坑回填后，支护体系使用完成后可开始型钢回收。
（1）在型钢两边各布置2台液压顶升机具，单个顶升机可顶升200t；
（2）每两台液压顶升机上方设置一根工字钢，型号63C；
（3）工字钢布置在型钢两侧，通过夹具夹住型钢；
（4）四台液压顶升机具对称顶升，将力传给工字钢梁，工资钢梁通过活动夹具将力传给型钢，每次逐渐将型钢拔出0.8m；
（5）当液压顶升机具达到上限后，松开工字钢梁夹具，将液压系统降低，同时将工字钢梁活动夹具夹住型钢下一段，然后重复上述步骤将型钢完全拔出。
4 资源配置
4.1 劳动力计划
在SMW工法桩施工前，应对各工序的施工人员进行岗位培训，并进行技术、质量、安全交底，预防发生安全和质量事故。同时为保证工期或减少窝工，需对进场人员数量进行仔细计算，主要劳动力计划表如下。
4.2机械设备配置
要对进场的机械设备进行检验，保证施工过程中各种设备的工作状态良好，配备专业机械设备维保人员，并做好施工机械设备应急预案，防止因设备故障影响工程质量。一个施工作业面需配备的施工机械设备如下：
5 SMW工法桩质量保证措施
（1）孔位放样误差小于20mm，钻孔深度误差小于±50mm，桩身垂直度符合设计要求，误差不大于1/100桩长。
（2）严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于0.8m/min,提升速度不大于1.6m/min。
（3）型钢加工时严格按施工图制做,吊放对位时,轴线偏离小于50mm 。
（4）施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。
（5）桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。
（6）工程实施过程中，严禁发生定位型钢移位，一旦发现挖机在清除沟槽土时碰撞定位型钢使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸进行施工。
（7）场地布置综合考虑各方面因素,避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。
（8）严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。
（9）施工冷缝处理
施工过程中一旦超过24小时出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约100mm左右。
（10）确保桩身强度和均匀性要求做到：
① 严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制。
② 土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎有利于水泥浆与土均匀拌和。
③ 浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。
④ 压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。
⑤ 发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。
（11）插入H型钢质量保证措施
①型钢到场需得到监理确认，待监理检查型钢的平整度、焊接质量，认为质量符合施工要求后，进行下插H型钢施工。
②型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以减少型钢的变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保型钢顺利下插。
③型钢插入前必须将型钢的定位设备准确固定，并校核其水平。
④型钢吊起后用经纬仪调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后下插H型钢，利用水准仪控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度。
5结束语
SMW工法桩止水性能好，刚度大，工期短，造价低，环境污染小，因其技术先进、经济效益高目前已广泛应用在城市地铁车站施工中。在我公司施工的天津地铁6号线水上西路站和理工大学站中有SMW工法桩35000余米，经实践证明取得了良好的施工效益。
论文作者:李帅
论文发表刊物:《基层建设》2015年第35期
论文发表时间:2016/9/6
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