摘要：深基坑支护已成为工程的重点和难点，SMW工法桩以其刚度高、抗渗性好、周期快、造价低等优点逐渐在工程领域得到应用，解决了深基坑支护问题，取得了较好的经济效益和社会效益。本文结合江川图书馆新建工程实例，对SMW工法桩在深基坑支护结构中的设计与应用进行分析，最后论述了SMW桩的关键施工技术，可供类似工程施工参考。
关键词：深基坑；SMW工法桩；支护设计；施工技术
1工程概况
江川图书馆新建工程项目总建筑面积为16789.98m2，其中地上建筑面积11017.70m2，地下建筑面积为5772.28m2。地上四层（局部三层），地下一层。本项目基坑开挖总面积约5940m2，设1层地下室，大面积开挖深度6.0m。基坑安全等级为三级，北侧及西侧环境保护等级为2级，东侧及南侧环境保护等级为3级。基坑周边采用三轴搅拌桩+内插H型钢作为基坑围护止水挡土体系。场内局部采用双轴水泥土搅拌桩进行加固。基坑内设置一道混凝土支撑。围护三轴搅拌桩采用φ850@1200施工，采用一喷一搅，套接一孔的施工工艺，共计272根。围护搅拌桩水泥掺量20%，临近保护对象区域水灰比1.2，其他区域水灰比1.5~2.0。围护内插型钢采用H700x300x11x18型钢，共计309根。
2 SMW工法桩的特点
2.1高止水性。SMW工法桩具有搅拌桩止水的特点。由于钻杆具有推进和搅拌翼相间设置的特点，随着钻孔和搅拌的反复，水泥系列加固剂与土可以充分混合，且垂直连续重叠施工，墙体全长无接缝，具有高止水特性。
2.2刚度大。在SMW工法桩中插入型钢，形成高刚度的劲性复合结构。
2.3工期短。SMW工法桩采用原土就地加固，一次成墙的方法，该施工方法简单，施工效率高，施工周期短。
2.4施工成本低。与钻孔灌注桩排挡土墙、地下连续墙等技术相比，由于插入型钢的可回收性，SMW桩可大大降低成本。
25环境污染小。与其它工艺相比，采用SMW工法施工运输的废土量少，施工过程中振动小，噪声小，无泥浆污染。
2.6对周围地下影响不大。由于SMW工法桩和水泥搅拌，对邻近土地的扰动较小，通常不存在邻近房屋倾斜、地面沉降、管道损坏、道路开裂等现象。
3基坑支护设计
1-1剖面：挖深6.00m，采用?850＠600三轴SMW工法桩施工，桩长15米，水泥掺量为20%。桩内插入H700*300*13*24的标准型钢，型钢长15m，采用插一跳一的布置形式。
2-2剖面：挖深6.00m（坑边落深1.40-1.90m），采用?850＠600三轴SMW工法桩施工，桩长18米，水泥掺量为20%。桩内插入H700*300*13*24的标准型钢，型钢长18m，采用插2跳一的布置形式。坑边落深处采用?700＠500双轴搅拌桩加固，水泥掺量为13%。
3-3剖面：挖深6.00m，采用?850＠600三轴SMW工法桩施工，桩长18米，水泥掺量为20%。桩内插入H700*300*13*24的标准型钢，型钢长18m，采用插2跳一的布置形式。工况二靠近西北侧区域加设10根H400*400*13*21的斜抛换撑。
A-A坑中坑挖深6.5-7.5m区域，采用?700＠500双轴搅拌桩加固，桩长3米。搅拌桩水泥掺量为13%。
B-B坑中坑挖深7.9-8.1m区域，采用?700＠500双轴搅拌桩加固，桩长4.5米。搅拌桩水泥掺量为13%。
4 SMW工法施工工艺
4.1施工流程
采用止水帷幕SMW施工方法，施工流程为：阴影部分是重复套钻，为了确保墙体连续性以及接头施工质量；SMW工法的搭接和施工设备的垂直度补救由重复套钻来保证。
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SMW工法止水帷幕施工流程图
4.2施工方法
4.2.1试成孔
在施工前应进行试钻试孔，并面分析土层的施工特点，检查使用的机具、设备、施工技术是否符合设计要求，为优选成桩工艺参数提供参考依据。
4.2.2测量放线
施工前结合业主提供的坐标基准点和设计图纸，准确计算支护中心线角点坐标，用测量仪器准确放样出支护桩中心线后对坐标数据进行复核，并提交总承包方和监理方进行确认复核，并对报验工程测量技术资料进行复核，标记好引测点。
4.2.3施工沟槽开挖
按照放样出来的桩位中心线，用挖掘机沿桩位中心线平行方向开挖工作槽，槽宽约1.2米，深度为0.6～1.0米。如果地下有障碍物时采用镐头机进行破除清理，若破碎后形成比较大的空洞，这时应回填夯实，并重新开挖沟槽，以保证施工机械的安全稳定。
4.2.4定位线
开挖沟槽前划定Ф850动力头中心到桩机前定位线的距离，并在线上做好每一幅三轴桩的施工定位标记。
4.2.5桩机定位
根据确定的位置，严格控制钻机桩架的移动和定位，定位误差不大于2cm。开钻前调整机架，确保机架垂直度满足设计要求。
4.2.6喷浆、搅拌成桩
水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺掺量20%；（15m三轴搅拌桩单桩水泥含量为5.57吨，18m三轴搅拌桩单桩水泥含量为6.68吨）水泥与原状土搅拌均匀，下沉、提升采用喷浆搅拌，不可以冲水下沉。搅拌次数与搅拌时间应保证水泥土搅拌桩成桩质量。搅拌下沉降速度应控制在0.5米/分钟～1米/分钟的范围内，提升速度控制在1米/分钟~2米/分钟范围内，下沉或提升保持恒定速度。
提升过程中，孔内不得产生负压，对周围土体造成过大扰动。搅拌次数或搅拌时间应保证水泥土搅拌桩成桩质量。当靠近重要保护建筑时，应采用挤土量小的搅拌桩机头，通过试桩及其监测结果调整施工参数，搅拌桩下沉速控制在0.5米/分钟内，提升速度控制在0.8米/分钟，内喷浆压力不应大于0.8MPa。
根据钻头下沉和提升的速度，调节注浆泵的流量，保证搅拌桩中水泥土掺量的均匀性，确保搅拌桩的成桩质量。搅拌桩成桩质量检测标准：桩底标高误差≤50mm，平面定位误差≤50mm,桩径误差≤10mm，垂直度≤1/200。水泥浆应按设计配比通过全自动拌浆系统拌制，水泥浆通过滤网倒入储浆罐或设有搅拌装置的罐内，水泥浆应随拌随用，防止水泥浆离析。
施工过程中由于故障停浆，应在恢复喷浆前将搅拌头提升或下沉0.5米，最后进行喷浆搅拌施工；桩体之间应保持连续性，桩与桩搭接时间不宜大于24h，如果由于特殊原因造成搭接时间超过24小时，搭接施工时应减慢搅拌速度。如果不能进行搭接或搭接不好时，则需于图纸及现场表明位置，及时联系设计确定补强解决方案。桩身采用混凝土试块送样检测，基坑开挖前采用钻芯取样局部抽取送检。
4.3型钢施工工艺
4.3.1型钢选材与焊接
加强板应焊接在H型梁顶部双面和H型梁顶部0.2米开一个直径约10cm的圆孔。如果要求的H型钢长度不够，则需要进行拼接焊接。所有焊缝均采用等强度坡口满焊焊接。焊缝质量等级为二级。单根型钢的焊接接头不得超过2个。相邻型钢竖向接头位置应错开，错开距离不得小于1米，型钢接头与基坑底部之间的距离不得小于2米。
4.3.2涂减摩剂
按照设计要求，支护桩的H型钢必须在主体结构强度达到设计要求后拔出回收。H型钢在使用前应涂减摩剂，要求在型钢表面均匀刷减摩剂以便于拉拔。
4.3.3清除H型钢表面的污垢和铁锈
待电加热棒加热至完全熔化时才能在H型钢上涂减摩剂，否则会导致涂层不均匀，容易脱落。如果发现涂层开裂或剥落情况应将其清除，并且必须再次涂抹减摩剂。
4.3.4型钢插入及固定
水泥土搅拌桩施工完成后，立即将吊车就位，准备吊装H型钢，在搅拌桩施工后30分钟内插入。安装吊具与固定钩，用50t履带吊机吊运H型钢，H型钢一定要保持垂直。最后，将H型钢底部中心对准桩位中心，沿定位卡缓慢垂直插入水泥土搅拌桩内，用线锤控制垂直度。H梁插入至设计标高时，用F8吊筋将H型钢进行固定。对溢出的水泥土进行处理，并控制到一定高度，以便下道工序施工。当水泥土搅拌桩硬化到一定程度时，应拆除吊筋和槽沟定位钢。
4.3.5型钢保护
基坑开挖时浇筑圈梁时，埋设在圈梁中型钢采用10mm塑料泡沫进行全裹包扎好，使得型钢与砼隔离效果好，以便于日后拔出。
4.3.6拔出H型钢
型钢两侧采用钢板焊接加固，H型钢用顶升夹具夹紧后，用千斤顶反复顶升夹具，直至H型钢在吊车配合下被拔出。桩头两侧用钢板贴焊以增加强度，检查桩头Φ100圆孔是否符合要求。如果孔径不足应改为Φ100。
5结语
SMW工法桩兼有排桩和地下连续墙的优点，H型钢可以回收技术是其它桩机不可比拟的。MW工法桩具有施工周期短、施工成本低、环境污染小等特点，在深基坑支护中具有较大的优势。随着SMW桩设计和施工规范的不断完善，相信SMW桩技术将在基础设施建设中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（JGJ-T199-2010）..[S]
[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018）..[S]
[3] SMW工法桩在深基坑支护中的应用分析[J].周国华;工程技术研究.2019-04-25