SMW工法桩施工技术研究和质量控制

SMW工法桩施工技术研究和质量控制

李凯

中交一公局集团有限公司 

摘要：随着市政基础建设的大力发展，SMW工法桩因结构简单、施工快捷、绿色环保等特点在基坑工程开挖和维护中广受欢迎。本文依托某工程基坑开挖维护，主要研究了SMW工法桩施工技术。通过对SMW工法桩的结构特点、施工工艺及过程控制的分析，总结了该施工技术的优点和特点。

关键词：SMW工法桩；施工工艺；质量控制

一、工程概况

某工程地下2层，基坑开挖深度较深，普遍开挖深度为9.85m，基坑施工影响范围较广，场地南侧为城镇河道驳岸，西侧西环路下方有市政管线，北侧园区企业有1幢2层门卫房及1幢5层办公楼。

本着安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工的原则，综合考虑本次基坑工程情况、周边环境条件及基坑开挖深度、面积，并对各种围护结构进行比较分析的基础上，基坑工程采用整体顺作施工，围护采用SMW工法挡土兼止水，支撑体系采用局部钢筋混凝土角撑结合2道预应力锚索。

二、SMW工法桩特点

SMW工法桩由高强度型钢和混凝土结合体。与传统桩基础相比，SMW工法桩施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面沉降、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。还具有止水性好，构造简单，施工速度快，型钢可以部分回收、重复利用等特点。本工程中SMW工法桩利用高强纤维材料和优质混凝土，提高了桩体的抗压和抗震能力，施工过程中可通过检测和控制施工参数，保证桩体质量可控。

三、SMW工法桩施工工艺及过程控制

3.1施工工艺流程图

3.2施工过程要点控制

3.2.1开挖导沟

沿SMW墙体使用挖掘机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽，导沟在成桩的起始阶段起导向作用。导沟开挖后沿导沟两侧固定两根定位工字钢，定位型钢必须固定牢固。

3.2.2桩机就位

（1）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，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。

（2）桩机应平稳、平正，通过桩机水准器对桩架垂直度进行调整，并在机外用经纬仪经常校核，信息及时反馈给机长，及时调整桩架垂直度，从而保证桩身垂直度不大于0.5%桩长。

（3）搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。

3.2.3搅拌速度及注浆控制

（1）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。搅拌桩机下沉速度0.5~0.8m/min，搅拌提升速度不大于1m/min，并保持匀速下沉与匀速提升。搅拌提升过程中不应使孔内产生负压，造成周边地基沉降。

（2）在施工现场搭建拌浆施工平台，在开机前应进行浆液的拌制，开钻前对拌浆工人做好交底工作。搅拌桩采用42.5级的普通硅酸盐水泥，水灰比1.5，水泥掺量20%。施工过程中严格控制下钻、提升的速度，下钻、提升速度应与注浆泵的泵量相适应，控制下沉喷浆量为水泥用量的60%～70%，上升喷浆量为水泥用量的30%～40%。下沉速度还应考虑地质情况进行调整。

3.2.4减模剂的调制、涂抹及保护

减摩剂是H型钢插入、顶拨顺利进行的关键工序，减摩剂要严格按试验配合比及操作方法并结合环境温度制备，将减摩剂均匀涂抹到型钢表面2遍以上，厚度在3mm左右，型钢表面不能有油污、老锈或块状锈斑。涂完减摩剂的型钢在吊运过程中应避免变形过大和碰撞受损。若插入柱体前发现上述情况、应及时补涂。

3.2.5型钢施工

在插入型钢前，安装由型钢组合而成的导向轨，其边扣用橡胶皮包帖，以保证型钢能较垂直地插入桩体并减少表面减摩剂的受损。每搅拌1～2根桩，便及时将型钢插入，停止搅拌至插桩时间控制在30min内，不能超过1h。现场还要准备振动打桩机，以备型钢依靠自重难以插入到位时使用。型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式常规为“插二跳一”，部分为密插。

3.2.6型钢起吊、下插

（1）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。型钢底部距桩底50cm，型钢顶部超出桩顶70cm。

（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）若H型钢长度不足，需进行拼焊，焊缝应均为坡口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平，焊缝质量不低于二级。单根型钢中焊接接头不宜超过2个，焊接接头的位置应避免设在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处；相邻型钢的接头竖向位置宜相互错开，错开距离不宜小于1m，且型钢接头距离基坑底面不宜小于2m。

（4）根据所提供的高程控制点，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±5cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。

（5）装好吊具和固定钩，然后用50吨吊车起吊H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。

（6）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。用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。

3.2.7型钢回收

在围护结构完成使用功能后，由监理方书面通知进场拔除。并根据基坑周围的基础形式及其标高，对型钢拔出的区块和顺序进行合理划分。具体作法是:先拔较远处型钢，后拔紧靠基础的型钢；先短边后长边的顺序对称拔出型钢。用振动拔桩机夹住型钢顶端进行振动，待其与搅拌桩体脱开后，边振动边向上提拔，直至型钢拔出。

四、SMW工法桩施工质量控制

4.1成桩施工期的质量控制

（1）认真做好各施工班组作业人员分层次技术交底，以及上岗前的培训工作，持证上岗，确保岗位工作质量。

（2）材料供应部门在材料送至现场时，应同时提交材料质保单，水泥要做安定性试验，测试报告应在正式施工前完成，确保使用设计强度等级的水泥，进场水泥及时送检，合格后方可使用。

（3）对多规格桩长和型钢长度在施工过程，每班项目技术负责要下达当日作业指导书，明确作业要求。施工时质量员即时检查，作好隐蔽记录，班后由班长、质量员核对，防止出现差错。

（4）保证施工机械设备性能良好状态，施工时及时例保，对压浆泵进行每分钟压浆量检测，并准备应急备用压浆泵一套，从而确保喷浆的均匀性和连续性。

（5）成桩期间，每天每台机械要求做一组规格为7.07×7.07×7.07cm的试块，试块宜取自最后一次搅拌钻头提升出来的附于钻头上的水泥土，试块制作好后进行编号、记录、养护，及时送试验室。

（6）在施工过程中，若因处理障碍物、机械设备坏修、断电等意外情况发生而造成施工时间过长时，需在相邻两幅桩外侧进行补桩。

4.2桩身强度和均匀性质量控制

（1）搅拌桩施工时应选第一批桩（不少于3根）作为工艺试桩，成桩时检查水泥投放量、浆液水灰比、浆液泵送时间、搅拌下沉及提升时间、桩长及垂直度控制方法。通过试桩确定最佳注浆配合比和注浆量等设计参数。

（2）水泥流量、注浆压力采用人工控制，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，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。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）发生管道堵塞，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。

五、结语

本文主要对SMW工法桩施工技术进行了深入研究，通过对桩的结构特点、施工工艺、过程控制和质量控制的探讨，总结了该技术的优点和特点。SMW 工法桩能否优质成桩和全数回收型钢取决于是否对工艺和标准的严格落实，只有现场所有工作人员熟练掌握SMW 工法桩工艺流程，全员全过程控制标准规范的实施才能确保 SMW 工法桩的施工质量。

参考文献：

[1]董继海,孙玉竹,吴保青.淤泥质软土深基坑SMW工法桩围护结构施工技术探究[J].居舍,2021(33):66-68.

[2]李卫平,朱义龙,邓远见.SMW工法桩施工技术[J].云南水力发电,2020,36(09):140-143.

[3]梅凯,赵冰杰,刘豫等.SMW工法桩施工技术要点及质量控制探讨[J].居舍,2020(26):51-52.