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摘要：本文主要阐述了某深基坑围护工程应用SMW工法支护体的设计及施工，以供同类工程参考。
关键词：深基坑围护；SMW工法；型钢回收
Abstract: this paper mainly expounds the deep foundation pit engineering application SMW supporting retaining body design and construction for similar projects.
Keywords: deep pit enclosure; SMW; Steel recovery
中图分类号：TV551文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某工程基坑具有基坑面积大、开挖深度深、工程地质条件和环境条件复杂、施工工序复杂、施工难度大等特点。
2基坑支护方案
2.1支护结构(以2#楼为例)
经与业主和设计多次协商，采用SMW工法加二道支撑方案取代原设计的地下连续墙。
（1）1#、2#、3#楼基坑采用φ650 mmSMW墙作为挡墙，搅拌桩搭接200 mm，芯材采用500×200×10×16H型钢。基坑内设两道（电梯井深坑局部三道）支撑：第一道采用现浇钢筋混凝土支撑；第二道采用φ609×16 mm钢管撑，围檩采用600 mm×600 mm箱梁；电梯井深坑局部第三道支撑采用现浇钢筋混凝土支撑，与底板垫层整体浇筑。
（2）地下车库基坑根据结构施工缝分为A、B两个区，采用φ850 mmSMW墙作为挡墙，搅拌桩搭接250 mm，芯材采用700×300×13×24H型钢。基坑内设两道支撑：第一道采用现浇钢筋混凝土支撑；第二道采用φ609×16 mm钢管撑，围檩采用600 mm×600 mm箱梁；A区采用竖向斜撑的形式，其中一端支撑在先期施工的车库中心岛底板上；B区采用对撑形式，其中一端支撑在主楼地下室底板上。
（3）坑内支撑立柱采用H400 mm×400 mm型钢，立柱长度24 m。
（4）1#、2#、3#楼坑内电梯井深坑及受力薄弱部位采用格构式水泥土搅拌桩进行加固，搅拌桩之间压密注浆。地下车库基坑SMW墙与主楼基坑SMW墙交接处，在基坑外侧进行劈裂注浆止水，基坑内侧采用格构式搅拌桩进行加固。
（5）坑内降水：采用深井降水系统进行坑内降水，井点按250 m2／个布置，降水深度控制在基坑最终开挖面下0.5~1.0 m。
2.2支护设计计算模式和条件
（1）SMW挡墙取单位宽度作为计算单元，按竖向弹性地基梁的基床系数法（M法）计算，内支撑作为弹性支撑，计算中考虑了支撑点的位移、施工工况和支撑刚度对墙体内力和变形的影响。
（2）挡墙按朗肯土压力模式计算，水土分算，C、φ值取峰值。钢筋混凝土支撑采用平面有限单元法分析计算。地面附加荷载取20 kN/m2。
3主要施工工艺与关键控制措施
3.1 SMW工法围护墙施工
本工程采用日本进口设备PAS-120VAR三轴搅拌机施工。桩体内插H型钢芯材,插2孔隔1孔,局部区域为满插。
3.1.1 SMW工法工艺流程
测量放线→开挖导沟→导向架设置→三轴搅拌桩孔位定位→桩机就位→搅拌及注浆→H型钢插放和固定。
3.1.2场地平整
三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层障碍物，路基承重荷载以能走50T大型吊车及步履式重型桩架为准。
3.1.3测量放线
根据提供的坐标基准点，按图进行放样及高程引测工作，并做好永久及临时标记。为防止搅拌桩倾斜，影响结构安全使用，按设计要求每边放10 cm。
3.1.4开挖导沟
根据支护中心线用挖机开挖导沟，导沟尺寸为60 cm×100 cm，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW工法正常施工。
3.1.5导向架设置
在导沟两侧平行导沟方向设置导向架，在型钢上做好每一幅桩的间距记号，保证相邻两幅桩之间的有效搭接，转角处H型钢采取与围护中心线成45度角插入，H型钢定位采用定位卡。
3.1.6三轴搅拌桩孔位定位
搅拌桩孔间距为450 mm，根据这个尺寸在定位型钢表面划线定位。
3.1.7施工顺序
SMW工法施工按顺序进行，施工顺序有两种方式，一般情况下采用第一种方式进行施工，第二种连接方式主要用于支护墙转角处或有施工间断的情况下。
3.1.8桩机就位
由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、场地平正、设备运转正常，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差应小于2 cm。
3.1.9搅拌及注浆
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，根据设备技术参数及施工经验，下沉速度不大于1 m/min，钻进时注浆量一般为额定浆量的70%~80％，提升搅拌时注浆量为额定浆量的20%~30％，提升速度不大于2 m/min，在桩底部分重复搅拌注浆，并做好每次成桩的原始记录。
3.1.10制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，水泥浆液的水灰比按实际情况控制在1.55左右，每立方搅拌水泥土水泥用量为360 kg，土体加固后28 d强度不小于1.2 MPa。
3.1.11 H型钢插放和固定
（1）焊接H型钢应平直光滑，无弯曲、无扭曲，焊缝满足要求。轧制H型钢应校正其平直度。
（2）三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。
（3）起吊前在距H型钢顶端0.2 m处开一个中心孔，孔径约4 cm，装好吊具和固定钩，然后用50 t吊机起吊H型钢，必须保持垂直。
（4）在槽沟定位型钢上设H型钢定位卡固定，定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢钢底部中心对正桩位中心沿定位卡垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤或经纬仪控制垂直度。
（5）当H型钢插放到设计标高时，用吊筋将型钢固定。溢出的水泥土必须进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。
（6）待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢撤除。
3.1.12为确保桩身强度和均匀性要求
（1）严格控制设计要求配制浆液。
（2）土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。
（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 s再倒入存浆桶。
（4）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。
（5）发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0 m后方能注浆，等10~20 s后恢复正常搅拌，以防断桩。
（6）对溢出的泥土，临时集中堆放，待水泥土桩达到一定强度后方能组织土方外运。
3.1.13 H型钢回收
在完成使用功能后，对H型钢进行拔出回收。H型钢的起拔力包括静摩擦阻力、变形阻力和H型钢自重，其中主要是静摩擦阻力。拔除设备:两台100 t液压千斤顶,一台液压油泵,一台15 t吊车以及自制顶升夹具装置等，液压千斤顶冲程1 m。
3.2深井降水与土方工程
3.2.1深井井点降水
本工程采用深井降水系统进行坑内降水，井点按250 m2/个布置。抽水采用100JC-10-3.8型的深井泵，井管采用钢板卷材管，井管长9 m，滤水管长4 m，沉砂管长1 m，降水深度控制在坑底最终开挖面下0.5~1.0 m，降水周期10~15 d。
3.2.2土方工程
根据支护设计和施工现场实际情况，本基坑土方分三次开挖，总土方量达19 000 m3，土方全部外运。土方开挖分层分区对称进行，开挖至相应标高后及时支撑。
3.3支撑体系施工
3.3.1第一道现浇钢筋混凝土支撑
第一层土方开挖至-3.0 m标高后进行第一道现浇混凝土支撑施工，现浇钢筋混凝土支撑底部垫层表面粉一道3 mm厚纸筋灰，上盖一层塑料薄膜，以利于土方开挖过程中支撑底部混凝土垫层及时脱落。
3.3.2第二道钢支撑施工钢支撑施工流程：
土方开挖至第二道支撑标高位置→在SMW工法围护墙H型钢及立柱型钢表面焊接围檩及钢支撑搁置点→安装600 mm×600 mm箱梁作为支撑围檩→分段安装φ609 mm×16 mm钢支撑→施加预应力→底板及传力带达到设计强度的70％后拆除钢支撑钢支撑施工要点：
（1）支撑必须做到随挖随撑，先安装角撑，后安装对撑。
（2）钢支撑预应力施加采用活络头施加，设计预应力为1 000 kN，支撑预应力分两次施加，两次分别施加设计预应力的50％即500 kN，两个活络头的支撑预应力两头分别施加。
（3）600 mm×600 mm箱梁與SMW工法之间缝隙采用高标号C50细石混凝土嵌实。
（4）钢支撑安装施工时，安装偏心距不大于20 mm。
4施工效果与体会
（1）本工程地处软弱地基土，基坑围护采用SMW工法，坑内设一道钢筋混凝土支撑和一道钢支撑，施工监测SMW墙水平位移和侧斜，累计最大变化量不超高30 mm，实践证明是成功的。
（2）由于SMW墙H型钢可回收，每m3造价不超过700元，其经济效益是显而易见的。与其它常规施工工艺相比较，钻孔灌注桩和水泥土桩费用高、占地大；地下连续墙虽然刚度大，造价更高；而重力式水泥土桩不能用于较深基坑。SMW工法兼备了上述各种支护结构的优点，特别是其止水性好，占用空间小，对周边环境影响小，施工周期短，造价合理等优点，将越来越多应用于基坑支护结构。
关键词：深基坑围护；SMW工法；型钢回收
Abstract: this paper mainly expounds the deep foundation pit engineering application SMW supporting retaining body design and construction for similar projects.
Keywords: deep pit enclosure; SMW; Steel recovery
中图分类号：TV551文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某工程基坑具有基坑面积大、开挖深度深、工程地质条件和环境条件复杂、施工工序复杂、施工难度大等特点。
2基坑支护方案
2.1支护结构(以2#楼为例)
经与业主和设计多次协商，采用SMW工法加二道支撑方案取代原设计的地下连续墙。
（1）1#、2#、3#楼基坑采用φ650 mmSMW墙作为挡墙，搅拌桩搭接200 mm，芯材采用500×200×10×16H型钢。基坑内设两道（电梯井深坑局部三道）支撑：第一道采用现浇钢筋混凝土支撑；第二道采用φ609×16 mm钢管撑，围檩采用600 mm×600 mm箱梁；电梯井深坑局部第三道支撑采用现浇钢筋混凝土支撑，与底板垫层整体浇筑。
（2）地下车库基坑根据结构施工缝分为A、B两个区，采用φ850 mmSMW墙作为挡墙，搅拌桩搭接250 mm，芯材采用700×300×13×24H型钢。基坑内设两道支撑：第一道采用现浇钢筋混凝土支撑；第二道采用φ609×16 mm钢管撑，围檩采用600 mm×600 mm箱梁；A区采用竖向斜撑的形式，其中一端支撑在先期施工的车库中心岛底板上；B区采用对撑形式，其中一端支撑在主楼地下室底板上。
（3）坑内支撑立柱采用H400 mm×400 mm型钢，立柱长度24 m。
（4）1#、2#、3#楼坑内电梯井深坑及受力薄弱部位采用格构式水泥土搅拌桩进行加固，搅拌桩之间压密注浆。地下车库基坑SMW墙与主楼基坑SMW墙交接处，在基坑外侧进行劈裂注浆止水，基坑内侧采用格构式搅拌桩进行加固。
（5）坑内降水：采用深井降水系统进行坑内降水，井点按250 m2／个布置，降水深度控制在基坑最终开挖面下0.5~1.0 m。
2.2支护设计计算模式和条件
（1）SMW挡墙取单位宽度作为计算单元，按竖向弹性地基梁的基床系数法（M法）计算，内支撑作为弹性支撑，计算中考虑了支撑点的位移、施工工况和支撑刚度对墙体内力和变形的影响。
（2）挡墙按朗肯土压力模式计算，水土分算，C、φ值取峰值。钢筋混凝土支撑采用平面有限单元法分析计算。地面附加荷载取20 kN/m2。
3主要施工工艺与关键控制措施
3.1 SMW工法围护墙施工
本工程采用日本进口设备PAS-120VAR三轴搅拌机施工。桩体内插H型钢芯材,插2孔隔1孔,局部区域为满插。
3.1.1 SMW工法工艺流程
测量放线→开挖导沟→导向架设置→三轴搅拌桩孔位定位→桩机就位→搅拌及注浆→H型钢插放和固定。
3.1.2场地平整
三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层障碍物，路基承重荷载以能走50T大型吊车及步履式重型桩架为准。
3.1.3测量放线
根据提供的坐标基准点，按图进行放样及高程引测工作，并做好永久及临时标记。为防止搅拌桩倾斜，影响结构安全使用，按设计要求每边放10 cm。
3.1.4开挖导沟
根据支护中心线用挖机开挖导沟，导沟尺寸为60 cm×100 cm，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW工法正常施工。
3.1.5导向架设置
在导沟两侧平行导沟方向设置导向架，在型钢上做好每一幅桩的间距记号，保证相邻两幅桩之间的有效搭接，转角处H型钢采取与围护中心线成45度角插入，H型钢定位采用定位卡。
3.1.6三轴搅拌桩孔位定位
搅拌桩孔间距为450 mm，根据这个尺寸在定位型钢表面划线定位。
3.1.7施工顺序
SMW工法施工按顺序进行，施工顺序有两种方式，一般情况下采用第一种方式进行施工，第二种连接方式主要用于支护墙转角处或有施工间断的情况下。
3.1.8桩机就位
由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、场地平正、设备运转正常，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差应小于2 cm。
3.1.9搅拌及注浆
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，根据设备技术参数及施工经验，下沉速度不大于1 m/min，钻进时注浆量一般为额定浆量的70%~80％，提升搅拌时注浆量为额定浆量的20%~30％，提升速度不大于2 m/min，在桩底部分重复搅拌注浆，并做好每次成桩的原始记录。
3.1.10制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，水泥浆液的水灰比按实际情况控制在1.55左右，每立方搅拌水泥土水泥用量为360 kg，土体加固后28 d强度不小于1.2 MPa。
3.1.11 H型钢插放和固定
（1）焊接H型钢应平直光滑，无弯曲、无扭曲，焊缝满足要求。轧制H型钢应校正其平直度。
（2）三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。
（3）起吊前在距H型钢顶端0.2 m处开一个中心孔，孔径约4 cm，装好吊具和固定钩，然后用50 t吊机起吊H型钢，必须保持垂直。
（4）在槽沟定位型钢上设H型钢定位卡固定，定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢钢底部中心对正桩位中心沿定位卡垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤或经纬仪控制垂直度。
（5）当H型钢插放到设计标高时，用吊筋将型钢固定。溢出的水泥土必须进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。
（6）待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢撤除。
3.1.12为确保桩身强度和均匀性要求
（1）严格控制设计要求配制浆液。
（2）土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。
（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 s再倒入存浆桶。
（4）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。
（5）发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0 m后方能注浆，等10~20 s后恢复正常搅拌，以防断桩。
（6）对溢出的泥土，临时集中堆放，待水泥土桩达到一定强度后方能组织土方外运。
3.1.13 H型钢回收
在完成使用功能后，对H型钢进行拔出回收。H型钢的起拔力包括静摩擦阻力、变形阻力和H型钢自重，其中主要是静摩擦阻力。拔除设备:两台100 t液压千斤顶,一台液压油泵,一台15 t吊车以及自制顶升夹具装置等，液压千斤顶冲程1 m。
3.2深井降水与土方工程
3.2.1深井井点降水
本工程采用深井降水系统进行坑内降水，井点按250 m2/个布置。抽水采用100JC-10-3.8型的深井泵，井管采用钢板卷材管，井管长9 m，滤水管长4 m，沉砂管长1 m，降水深度控制在坑底最终开挖面下0.5~1.0 m，降水周期10~15 d。
3.2.2土方工程
根据支护设计和施工现场实际情况，本基坑土方分三次开挖，总土方量达19 000 m3，土方全部外运。土方开挖分层分区对称进行，开挖至相应标高后及时支撑。
3.3支撑体系施工
3.3.1第一道现浇钢筋混凝土支撑
第一层土方开挖至-3.0 m标高后进行第一道现浇混凝土支撑施工，现浇钢筋混凝土支撑底部垫层表面粉一道3 mm厚纸筋灰，上盖一层塑料薄膜，以利于土方开挖过程中支撑底部混凝土垫层及时脱落。
3.3.2第二道钢支撑施工钢支撑施工流程：
土方开挖至第二道支撑标高位置→在SMW工法围护墙H型钢及立柱型钢表面焊接围檩及钢支撑搁置点→安装600 mm×600 mm箱梁作为支撑围檩→分段安装φ609 mm×16 mm钢支撑→施加预应力→底板及传力带达到设计强度的70％后拆除钢支撑钢支撑施工要点：
（1）支撑必须做到随挖随撑，先安装角撑，后安装对撑。
（2）钢支撑预应力施加采用活络头施加，设计预应力为1 000 kN，支撑预应力分两次施加，两次分别施加设计预应力的50％即500 kN，两个活络头的支撑预应力两头分别施加。
（3）600 mm×600 mm箱梁與SMW工法之间缝隙采用高标号C50细石混凝土嵌实。
（4）钢支撑安装施工时，安装偏心距不大于20 mm。
4施工效果与体会
（1）本工程地处软弱地基土，基坑围护采用SMW工法，坑内设一道钢筋混凝土支撑和一道钢支撑，施工监测SMW墙水平位移和侧斜，累计最大变化量不超高30 mm，实践证明是成功的。
（2）由于SMW墙H型钢可回收，每m3造价不超过700元，其经济效益是显而易见的。与其它常规施工工艺相比较，钻孔灌注桩和水泥土桩费用高、占地大；地下连续墙虽然刚度大，造价更高；而重力式水泥土桩不能用于较深基坑。SMW工法兼备了上述各种支护结构的优点，特别是其止水性好，占用空间小，对周边环境影响小，施工周期短，造价合理等优点，将越来越多应用于基坑支护结构。