摘要：SMW工法桩在深基坑支护工程中应用十分广泛，但在具体施工方案制定上，主要应依据现场的实际情况。本文结合临港新城主城区WNW-A1-3-1地块新建项目实例，对SMW工法桩在深基坑支护中的应用进行分析，可供类似工程施工参考。
关键词：深基坑；SMW工法桩；桩机就位；H型钢插拔
1项目概况
本项目位于上海浦东新区临港新城，环湖西二路以东、水松路以北、云鹃路以西、石松路以南所围合的地块内，项目整体占地面积8088㎡，总建筑面积26593㎡。拟建建筑物主要包括4幢7~13层住宅、1幢7层社区中心及2~3层商业，上述建筑均带有2层地下室，局部1层。住宅均为剪力墙结构，社区中心及商业为框架结构。建筑物均采用桩基础，承压桩采用φ500预应力高强混凝土管桩，抗拔桩采用。φ400预应力高强混凝土管桩。
2基坑特点分析
2.1基坑面积大，埋置深，属大型基坑
地下车库已充分利用建筑红线内的空间，占地面积达6085平方米，下二层区域开挖深度达10.15米，局部集水井、电梯井落深区达11.05～11.35米，土方量较大，基坑整体方量约62000立方，为此，土方开挖的程序和方式会对基础及围护结构产生较大的安全影响。
2.2周边环境复杂，技术要求高
基坑周边暂已建建筑，基坑南侧水松路、北侧石松路、东侧云鹃路、西侧环湖西二路下有水、电、煤、通讯、雨污水等多根管线、管路，均在施工影响范围之内。为此，施工中需结合现场情况编制更为完善的施工方案，尽可能降低周围环境对施工带来的不良影响，同时加强相关维护结构的监测工作，确保施工安全。
2.3场地窄小，施工工程量大，施工难度大
本工程车辆出入口有南北两侧2个主出入口（东侧云鹃路为地上阶段施工出入口）。将近62000多方的出土量，二层地下结构的钢筋加工、绑扎量及混凝土的浇灌量，车流量较大，为此，挖土阶段会给水松路及云鹃路源路交通造成较大压力，且周边自然环境及市容环境较好（紧邻地铁站、滴水湖），不能产生太大的扰民影响。因此，对劳动力组织、材料物资供应、机械设备进出场及操作、施工作业等协调组织难度相当大。
另外由于基坑已占满了规划红线内的有效空间，基坑开挖后已无施工操作场地和场内施工通道，为此只好利用第一道钢筋混凝土支撑施工，设置施工栈桥（施工及车辆出入临时道路）及设置施工作业区。生活设施及办公设施在项目东南侧，已就位。
2.4软弱土层，对基坑稳定影响较大
拟建场地浅部分布有1层吹填土，为受潮流的作用新近沉积的粉性土，局部夹较多淤泥质土，土性不均，土质整体偏差。基础设计及施工时应引起注意并采取必要的措施。
2.5支撑拆除会对周边环境和施工进度造成较大影响
由于本基坑紧邻滴水湖旅游区，支撑拆除的噪声及扬尘会对周边环境造成影响，为此，一方面需通过当地居委，做好百姓安扶工作，另一方面尽量降低扰民因素，安排适当时间进行拆除，但由于破除支撑工作量较大，为此，作业会相当困难，暂定基坑围护体拆除支撑方案机械破除的拆除方式，具体还需同当地相关政府部门、居委、设计、业主、监理协商，最终商定一个合理的拆除方案。
另外，由于支撑拆除前，需等700厚、300厚钢筋砼传力带及砼底板和楼板达到设计强度的80%，一般约需20～28天，两次拆除近50天时间，故对项目的整体工期也会造成相当大影响。
3深基坑围护设计
基坑围护采用型钢水泥土搅拌墙围护结合二道竖向钢砼支撑的支护结构型式。本基坑呈不规则梯型，基坑:南北方向沿云鹃路最长约102 m，基坑东西方向沿水松路路最长约80 m；围护结构基坑总周长327m，基坑开挖面积为6085m2；基坑开挖深度:地下二层区域基坑开挖深度为10.15 m，电梯井落深处为11.05 m，集水井落深处为11.35 m；基坑围护采用SMW工法（三轴搅拌桩插H型钢的结构形式），三轴搅拌桩采用3Φ850@600，桩长为23.2m、26.2m，局部为29.2m；桩数分别为232根、34根、4根，工程量为6589.37m3。内插H700*300*13*24的型钢，长度为24m、27m，局部长度为30m；桩数分别为306根、48根、8根；H型钢工程量为1642.8T；基坑内加固采用Φ800高压旋喷桩，桩长为4m、5m，水泥土工程量为3816.73m3；围护支撑栈桥钻孔灌注桩98根Φ650变800、Φ850，工程量为1250.42m3；格构柱（4L140*14、4L160*14、缀板410*300*10@700），工程量为240.01T。
4 SMW工法及三轴水泥土搅拌桩施工
4.1沟槽开挖
沟槽开挖前应明确基坑围护边线，然后依照设计规定的沟槽尺寸（100×120cm）应用0.5m3挖机进行开挖施工。开挖过程中及时清除地下的障碍物和产生的土体，为SMW工法施工奠定基础。
4.2定位型钢放置
在放置定位型钢时，先在与沟槽相垂直的方向上设置两根定位型钢，型钢长度在2.5m左右，规格为200*200；然后在与沟槽相平行的方向上设置两根定位型钢，型钢的长度控制在8-20m范围内，规格为700*300。然后依据定位型钢进行划线定位，在设置定位型钢的过程中，应保证其稳固可靠。具体布设示意如图1所示。
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图1 定位型钢的放置
4.3 SMW工法施工工艺
4.3.1施工顺序
SMW工法的施工顺序如下图所示，且该顺序通常适用在N值低于50的地基土之中，同时通过重复套钻的方式来确保墙体的连续性、施工设备垂直度，使之具备止水的功能。连接方式主要分为两种：⑴跳槽式双孔全套复搅式连接：在施工中以这种方式为主。⑵单侧挤压式连接方式：主要应用在围护桩的转角位置处，或者在施工过程中出现间断时。
4.3.2桩机就位
⑴桩机就位应当由当班的班长进行统一指挥，在移动就位的过程中观察清楚各个方向的情况，如果发现障碍物，应及时将之清除，在桩机移动到指定位置之后应对定位坐标进行仔细核对，如果存在差错应做出纠正。⑵利用在桩机上的水平仪调整桩架四个方向的水平度，即把钻机立柱导向架垂直度误差控制在1/250内。同时，在进行施工之前应于钻杆上做好标记，确保搅拌桩的长度与设计桩长相符；⑶三轴水泥搅拌桩之间的间距设定为60cm，在完成桩位定位后，应再次对之做出校核，保证桩位偏差在10cm以内。在完成施工之中，搅拌桩的中心与设计要求之间产生的位置偏差应在5cm以内，且桩身垂直度偏差应控制在1/150内。
4.3.3搅拌速度及注浆控制
⑴在将三轴水泥搅拌桩沉入和提起时，都应当向槽内灌注水泥砂浆，同时注意控制其沉入和提起速度。根据相关技术要求，在实际施工中应将三轴水泥搅拌桩沉入速度控制在1m/min以内，将提起速度控制在1.5m/min以内；如果施工地点临近民房，应对沉入和提起速度再做适当降低，在搅拌注浆的过程中应对每次成桩做好记录。
⑵制备和注入水泥浆液：在施工现场搭建专门的水泥浆液拌制平台，开钻前应先完成浆液的拌制，同时在此过程中对拌浆工作人员进行技术交底。拌制浆液水灰比根据土质情况确定，常规建议控制在1.5-2.0范围内，拌制浆液中水泥用量为360kg/m3，其中拌浆量和注浆量主要根据每钻的加固土体方量进行计算，注浆压力为1.0Mpa ～2.5 Mpa，以浆液输送能力控制。
4.3.4 H型钢插拔施工
⑴本围护工程插入型钢采用H700*300*13*24型钢，在进行三轴搅拌桩施工的同时准备好H型钢，当三轴搅拌施工完成并移位后用吊车把H型钢插入搅拌桩体中，型钢宜在搅拌桩施工结束后30min内插入，并宜依靠自重插入；⑵型钢定位误差：垂直于基坑边线方向小于10mm，平行于基坑轴线方向小于50mm，转角误差不3o，型钢长度误差不大于10mm，底标高误差不大于30mm，相邻型钢焊接接头位置应相互错开，竖向错开间距不小于1m；⑶在地下室施工完成后，借助千斤顶把H 型钢拔出，型钢拔除后应及时将桩孔空隙用注浆填满。
4.3.5施工冷缝处理
在进行施工时，应注意冷缝的预防和处理，当发现施工冷缝时，通常应在冷缝围护桩的外侧补搅素桩方案。当围护桩的强度达到规范要求之后再进行补桩，以确保补桩的效果。
4.3.6搅拌桩机就位
搅拌机就位应当由当班班长进行指挥，在桩机就位地点下设置钢板，同时在移动搅拌机之前注意观察各个方位的情况，如果存在障碍物，应当将其及时清除，在移动到指定位置后，应对定位进行复核纠正。桩机在就位后应做找平、找正处理，并采用线锤观测钻机的垂直度；搅拌桩桩位的定位偏差应控制在10mm以内。搅拌桩成桩之后，产生的中心偏位应控制在50mm以内，直径偏差和标高偏差应分别控制在10mm、50mm范围内。一般区域桩身垂直度误差不得超过1/150的桩长，作为止水帷幕桩身垂直度不大于1/200，作为SMW工法围护挡土墙桩身垂直度不大于1/250。
4.3.7 三轴水泥土搅拌桩施工
在采用三轴水泥土搅拌桩施工时，其连接应用单侧挤压式，施工顺序示意图如图2所示：在进行正式施工的时候，应当对每根桩做具体编号，并标注清楚施工起始点，以便于现场监理检查工作开展。
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图2 三轴水泥土搅拌桩施工顺序
4.3.8水泥土配合比
根据三轴水泥土工法的特点,水泥浆的水灰比需通过试桩确定，水泥土配比的技术要求如下:⑴设计合理的水泥浆液及水灰比作为止水帷幕为1.5，作为SMW工法围护墙水灰比控制在1.5-2.0范围内，以此保证其既具有较高的强度，同时又能够确保土体与浆液能够搅拌均匀。⑵水泥掺入比例为20%，需要达到水泥土的强度要求，同时降低施工过程中对周边土体的置换。
4.3.9制备和注入水泥浆液
在施工现场搭建专门的水泥浆液拌制平台，并在附近区域应用钢管、毛竹等搭建水泥库，且保证其外观整洁，实现全封闭。配制完成的水泥浆液先储存于贮浆桶之中，但储存时间不能超过2h。如果相邻搅拌桩需进行搭接施工，那么搅拌桩施工时间间隔应控制在10h之内。在注入浆液时，主要通过2条管路，应用2台注浆泵进行灌注，灌注的流量控制在每台150-200L/min范围内，压力控制在4-6 Mpa范围内。
4.3.10钻进搅拌
三轴水泥搅拌桩在钻进搅拌的过程中，应注意控制下沉、提升的速度，将其分别控制在1m／min、1.5m／min以内，并保持经匀速下沉及匀速上提，在对之做提升时，应注意孔内压力控制，避免形成负压造成周边地基沉降，在桩底部2m处重复搅拌1min左右，并做好记录工作。
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桩底部2m处重复搅拌1m/min
4.3.11 H型钢回收
在地下主体结构施工完毕之后，应用顶拔装置拔出H型钢，对H型钢做回收处理，回收之后的H型钢应进行整形保养，以便下次能够投入使用。在回收H型钢之后，应用6-10%的水泥浆填充产生的空隙，以此能够降低对临近建筑的影响。
5结语
综上所述，通过论述的施工方法，该工程项目最终顺利完工，且施工质量达到设计要求，同时也满足相关施工规范。由此可以看出本次研究中所提到的施工方法具有较高的可行性，在类似工程项目中可以投入应用。
参考文献：
[1]《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012 [S].
[2]《上海市基坑工程技术规范》DG/TJ 08-61-2010 [S].
[3]《型钢水泥土搅拌墙技术规程》 JGJ/T 199-2010 [S].