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摘要：SMW工法桩广泛应于基坑支护中，本文介绍了工法的应用实例，取得较好的效果。
关键词：SMW工法桩：基坑支护；设计；应用
Abstract: SMW pile should be broad in foundation pit, this paper introduces the application of case method, and achieved good effect.
Key words: SMW pile: foundation pit; design; application
中图分类号：TV551.4
1.前言
SMW工法桩由日本引入，该工法一般以三轴搅拌桩机向一定深度进行水泥土搅拌，在各桩之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土未结硬前插入H型钢为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的防渗墙体。被广泛应用于深基坑支护及止水帷幕。
2.工程概况
西河原水枢纽泵站建在天津市红桥区，工程包括引黄取水构筑物及引江溢流设施、调节池、进水泵房、变电站、加氯加药间、干泥堆放场、水质在线监测间、出水管道及相应的附属建筑物等。其中引黄取水建筑物基坑采用SMW工法桩支护。
勘探期间测得场区地下水位埋深2.00～3.00m，地下水水位高于建基面。该场地勘探范围内，揭露的地层均为第四系松散堆积物，主要有：
（1）人工填土层（Qml），杂填土为煤灰、碎石子、砖块及混凝土路面，素填土主要分布于子牙河大堤上，以粘土、粉质粘土为主。
（2）第四系全新统上组陆相冲积层（Q43al），主要为粘土，多呈可塑状态，局部硬塑或软塑，属中等～高压缩性土。
（3）第四系全新统上组湖沼相沉积层（Q43l+h），粉质粘土、粘土，可塑～流塑状态，属中等～高压缩性土。
（4）第四系全新统中组海相沉积层（Q42m），粉质粘土、粉土、淤泥质粉质粘土，软塑～流塑状态，局部呈可塑状态，属中等～高压缩性土。
（5）第四系全新统下组陆相冲积层（Q41al），粉质粘土可塑状态，粉土中等压缩性。
（6）第四系上更新统第五组陆相冲积层（Q3eal），粘土、粉质粘土可塑状态，中等压缩性，粉砂属中低压缩性。
（7）第四系上更新统第四组滨海潮汐带沉积层（Q3dmc），主要为粘土，可塑状态，属中等压缩性。
（8）第四系上更新统第三组陆相冲积层（Q3cal），粉质粘土，可塑状态，属中等压缩性土，粉土属低～中等压缩性。
3.基坑支护设计
引黄取水建筑物受施工场地限制及临近子牙河，同时受附近建筑的影响，基坑开挖需采取垂直支护的型式，根据现场情况，采用SMW工法桩进行基坑支护。其中搅拌桩桩顶高程为1.80m，搅拌桩采用大功率三轴搅拌机，套接一孔法施工，搅拌桩径850mm，间距1200mm。桩底高程为-12.5m，搅拌桩内插14m长热轧H型钢，规格为HN－700*300*13*24，隔一插一，搅拌桩完成4小时内必须完成插桩。钢支撑采用直径500，壁厚10mm钢管。顶部做700mm帽梁。
4.SMW工法桩施工工艺
4.1施工工艺及材料
（1）施工工艺
施工工艺流程图见图4-1。
图4-1 施工工艺图
（2）施工材料
水泥为普硅42。5，水泥掺入比为20%，水泥土无侧限抗压强度fcu≥1500Kpa,渗透系数≤1*10－7cm/s，施工时采用三轴水泥土搅拌桩机进行施工。
4.2施工方法
（1）開挖导槽
根据基坑围护内边控制线，采用1m3挖土机开挖导槽，槽宽1.2m，深度约0.6～1.0m，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证正常施工。
（2）三轴搅拌桩孔位定位
由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于5cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套接一孔法施工，间距为1200mm。
（3）放置定位型钢
在平行导槽方向放置型钢或者铺设钢板，不仅能够方便设备行走，还能通过标记在型钢或钢板上的定位标记来初步检验桩位是否准确，在垂直导槽方向放置两根定位型钢，按型钢尺寸和现场具备情况作出型钢定位卡，防止型钢插入时不正。
（4）施工顺序
三轴搅拌桩施工采用咬打式顺序进行，即套接孔部分为重复钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量。直线段采用跳槽式连接，施工顺序及成桩效果如下图所示：
图4-2 跳槽式连接施工示意图
（8）搅拌速度及注浆控制
根据《型钢水泥土搅拌墙技术规程》JGJ/T199-2010规范指标，结合现场三轴水泥土搅拌桩试验桩施工参数和检验报告，确定本工程三轴水泥土搅拌桩防渗墙施工参数如下：
1）搅拌下沉速度为0.7m/min，提升速度为1.5m/min，转数为35r/min，并保持匀速下沉或提升。
2）浆液压力为0.8Mpa，泥浆比重为1.4g/cm3。
3）钻头到达设计桩底高程后持续搅拌、原地喷浆20 S。（
4.3施工要点及注意事项
1）桩位严格按设计图纸要求进行测放，桩位的水平偏差≤20mm，施工过程中随时测量桩的垂直偏差，其垂直度偏差小于1/200。钻杆长度刻线标记明显。
2）浆液泵送量应与搅拌下沉或提升速度相匹配，保证搅拌桩桩身浆液与土体拌合的均匀性。
3）搅拌机头在正常情况下应上下各一次对土体进行喷浆搅拌，对含砂量大的土层，宜在该层2m~3m范围内上下重复喷浆搅拌一次。
4）浆液应按设计配比和拌浆机操作规定拌制，并应通过滤网倒入具有搅拌装置的贮浆桶或贮浆池，采取防止浆液离析的措施。
5）三轴水泥土搅拌桩施工过程中，严格控制水泥用量。因搁置时间过长产生初凝的浆液，严禁使用。施工时如因故停浆，应在恢复喷浆前，将搅拌机头提升或下沉0.5m 后再喷浆搅拌施工。
6）水泥土搅拌桩搭接施工的间隔时间不宜大于24h，当超过24h时，搭接施工时应放慢搅拌速度。
7）若长时间停止施工，对压浆管道及设备进行清洗。
8）搅拌机头的直径不应小于搅拌桩的设计直径。水泥土搅拌桩施工过程中，搅拌机头磨损量不应大于10mm。
5.结论
SMW工法桩采用新型三轴搅拌钻机成桩强度、桩身均匀性明显优于传统的双轴钻机，桩体的垂直性、搭接型程度好，防水性能好，有利于型钢的插入和回收开挖深度大，进度快，可靠性强。施工不扰动邻近土体，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。
关键词：SMW工法桩：基坑支护；设计；应用
Abstract: SMW pile should be broad in foundation pit, this paper introduces the application of case method, and achieved good effect.
Key words: SMW pile: foundation pit; design; application
中图分类号：TV551.4
1.前言
SMW工法桩由日本引入，该工法一般以三轴搅拌桩机向一定深度进行水泥土搅拌，在各桩之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土未结硬前插入H型钢为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的防渗墙体。被广泛应用于深基坑支护及止水帷幕。
2.工程概况
西河原水枢纽泵站建在天津市红桥区，工程包括引黄取水构筑物及引江溢流设施、调节池、进水泵房、变电站、加氯加药间、干泥堆放场、水质在线监测间、出水管道及相应的附属建筑物等。其中引黄取水建筑物基坑采用SMW工法桩支护。
勘探期间测得场区地下水位埋深2.00～3.00m，地下水水位高于建基面。该场地勘探范围内，揭露的地层均为第四系松散堆积物，主要有：
（1）人工填土层（Qml），杂填土为煤灰、碎石子、砖块及混凝土路面，素填土主要分布于子牙河大堤上，以粘土、粉质粘土为主。
（2）第四系全新统上组陆相冲积层（Q43al），主要为粘土，多呈可塑状态，局部硬塑或软塑，属中等～高压缩性土。
（3）第四系全新统上组湖沼相沉积层（Q43l+h），粉质粘土、粘土，可塑～流塑状态，属中等～高压缩性土。
（4）第四系全新统中组海相沉积层（Q42m），粉质粘土、粉土、淤泥质粉质粘土，软塑～流塑状态，局部呈可塑状态，属中等～高压缩性土。
（5）第四系全新统下组陆相冲积层（Q41al），粉质粘土可塑状态，粉土中等压缩性。
（6）第四系上更新统第五组陆相冲积层（Q3eal），粘土、粉质粘土可塑状态，中等压缩性，粉砂属中低压缩性。
（7）第四系上更新统第四组滨海潮汐带沉积层（Q3dmc），主要为粘土，可塑状态，属中等压缩性。
（8）第四系上更新统第三组陆相冲积层（Q3cal），粉质粘土，可塑状态，属中等压缩性土，粉土属低～中等压缩性。
3.基坑支护设计
引黄取水建筑物受施工场地限制及临近子牙河，同时受附近建筑的影响，基坑开挖需采取垂直支护的型式，根据现场情况，采用SMW工法桩进行基坑支护。其中搅拌桩桩顶高程为1.80m，搅拌桩采用大功率三轴搅拌机，套接一孔法施工，搅拌桩径850mm，间距1200mm。桩底高程为-12.5m，搅拌桩内插14m长热轧H型钢，规格为HN－700*300*13*24，隔一插一，搅拌桩完成4小时内必须完成插桩。钢支撑采用直径500，壁厚10mm钢管。顶部做700mm帽梁。
4.SMW工法桩施工工艺
4.1施工工艺及材料
（1）施工工艺
施工工艺流程图见图4-1。
图4-1 施工工艺图
（2）施工材料
水泥为普硅42。5，水泥掺入比为20%，水泥土无侧限抗压强度fcu≥1500Kpa,渗透系数≤1*10－7cm/s，施工时采用三轴水泥土搅拌桩机进行施工。
4.2施工方法
（1）開挖导槽
根据基坑围护内边控制线，采用1m3挖土机开挖导槽，槽宽1.2m，深度约0.6～1.0m，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证正常施工。
（2）三轴搅拌桩孔位定位
由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于5cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套接一孔法施工，间距为1200mm。
（3）放置定位型钢
在平行导槽方向放置型钢或者铺设钢板，不仅能够方便设备行走，还能通过标记在型钢或钢板上的定位标记来初步检验桩位是否准确，在垂直导槽方向放置两根定位型钢，按型钢尺寸和现场具备情况作出型钢定位卡，防止型钢插入时不正。
（4）施工顺序
三轴搅拌桩施工采用咬打式顺序进行，即套接孔部分为重复钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量。直线段采用跳槽式连接，施工顺序及成桩效果如下图所示：
图4-2 跳槽式连接施工示意图
（8）搅拌速度及注浆控制
根据《型钢水泥土搅拌墙技术规程》JGJ/T199-2010规范指标，结合现场三轴水泥土搅拌桩试验桩施工参数和检验报告，确定本工程三轴水泥土搅拌桩防渗墙施工参数如下：
1）搅拌下沉速度为0.7m/min，提升速度为1.5m/min，转数为35r/min，并保持匀速下沉或提升。
2）浆液压力为0.8Mpa，泥浆比重为1.4g/cm3。
3）钻头到达设计桩底高程后持续搅拌、原地喷浆20 S。（
4.3施工要点及注意事项
1）桩位严格按设计图纸要求进行测放，桩位的水平偏差≤20mm，施工过程中随时测量桩的垂直偏差，其垂直度偏差小于1/200。钻杆长度刻线标记明显。
2）浆液泵送量应与搅拌下沉或提升速度相匹配，保证搅拌桩桩身浆液与土体拌合的均匀性。
3）搅拌机头在正常情况下应上下各一次对土体进行喷浆搅拌，对含砂量大的土层，宜在该层2m~3m范围内上下重复喷浆搅拌一次。
4）浆液应按设计配比和拌浆机操作规定拌制，并应通过滤网倒入具有搅拌装置的贮浆桶或贮浆池，采取防止浆液离析的措施。
5）三轴水泥土搅拌桩施工过程中，严格控制水泥用量。因搁置时间过长产生初凝的浆液，严禁使用。施工时如因故停浆，应在恢复喷浆前，将搅拌机头提升或下沉0.5m 后再喷浆搅拌施工。
6）水泥土搅拌桩搭接施工的间隔时间不宜大于24h，当超过24h时，搭接施工时应放慢搅拌速度。
7）若长时间停止施工，对压浆管道及设备进行清洗。
8）搅拌机头的直径不应小于搅拌桩的设计直径。水泥土搅拌桩施工过程中，搅拌机头磨损量不应大于10mm。
5.结论
SMW工法桩采用新型三轴搅拌钻机成桩强度、桩身均匀性明显优于传统的双轴钻机，桩体的垂直性、搭接型程度好，防水性能好，有利于型钢的插入和回收开挖深度大，进度快，可靠性强。施工不扰动邻近土体，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。