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1、SMW工法施工技术介绍及现场把握1 .前言SMW是Soil Mixing Wall的缩写,该工法1976年在日本问世, 是日本一家中型企业一成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利, 现广泛应用于明挖隧道围护结构和深基坑止水帷幕。该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向肯定深度进行钻掘，同时 在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元 之间则实行重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢 或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有肯定强度和 刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体；亦称劲性水泥土搅拌桩法, 将承受荷载与防渗挡水结合起来，使之成为同时具有挡土与抗渗两种 功
2、能的支护结构的围护墙。若只需抗渗就可取消插入H型钢或钢板工 艺，降低投资，加快施工进度。SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用于粘性土 及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高 架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或脆弱地基加固。两侧钻杆高压喷浆，中间钻杆空压机喷气，同时旋转搅拌使得每 幅水泥土体水泥含量更均匀。2 .工法的主要特点及适用范围传统的深层搅拌桩工法是接受传统的双轴搅拌钻机，施工时水泥 浆注入充填在原土间隙中，而新型三轴搅拌钻机则在充填水泥浆时加 入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并换出大量原状土,第1页共10页 装、插拔等1100元
3、/吨、租金8元/吨.天)。LT系列减摩涂料呈现 黑褐色膏状固体，用量为lkg/n)2,软化点不小于55 ,与A3钢粘结 强度大于0. 7Mpa。例如：水泥土搅拌桩桩径为力850mm,间距为600mm, 桩间搭接250mm,设计要求实行重叠搭接施工，接受32. 5级A型矿 渣硅酸盐水泥，水泥掺量为25%；水泥土搅拌桩垂直偏差1%,搅拌 桩桩位偏差5 cm；大致在7000元左右每台班，综合单价一般在220 元/米左右。第10页共10页 由于接受的设备不同，新型的三轴钻机成桩体强度及桩身均匀性明显 优于传统的双轴钻机，桩体的垂直性、桩与桩的平行性和搭接型程度 都格外良好，保证了优良牢靠的防水性能，同
4、时也有利于型钢的插入 和回收。与目前经常接受的地下连续墙和钻孔灌注桩等施工方法相比 主要有以下特性：(1)对居民干扰小：施工时基本无噪音。(2)对四周环境影响小：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。(3)牢靠性强：插入H型钢或钢板，有肯定的复合结构强度。(4)挡水性强：钻杆具有螺旋推动翼与搅拌翼相间设置的特点， 随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而 且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更牢靠的止水性, 其渗透系数K可达10-7cm/so(5)造价低：此项围护工法一般都能通过肯定施工措施回收H 型钢等抗弯材料降低施
5、工成本，且废土外运量远比其他工法为少；一 般台班价格，大致在7000元左右每台班，按水泥含量25%分析的综 合单价一般在220元/米左右。(6)施工进度快：所需工期较其他工法为短，在一般地质条件 下，每一台班可成墙7080nl2。(7)多用途(能适应各种地层)：可在粘性土、粉土、砂土、 砂砾土、100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。第2页共10页（8）开挖深度大：可成墙厚度5501300mm,常用厚度600mm； 成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深；一般作为深 度小于15米的基坑围护结构。（9）缺点：对场地要求较高，平整场地，自带钢板，一台小勾 机协作，场地宽度
6、一般至少需要15米左右。3 . SMW工法施工挨次（1）导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟。（2）置放导轨。（3）设定施工标志。（4） SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升 时搅拌。（5）置放应力补强材（H型钢）（6）固定应力补强材。（7） 施工完成SMWo三轴搅拌桩的搭接以及成形搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩 单孔重复套钻来实现的，以确保搅拌桩的隔水帷幕作用。三轴搅拌桩 一般接受跳槽式双孔全套复搅式施工，但在特殊状况下（例如搅拌桩 成转角施工或施工间断）也可接受单侧挤压式施工。三轴搅拌桩搅拌下钻时喷浆、下钻平均速度把握在在穿 越第4、6、7层粉砂层时依据不大于0.8m/niin的速度搅拌
7、至设计深 度后，静止喷浆20秒后开头复搅，依据不大于Im/min的速度提升 5m后下沉，到桩底后搅拌提升至桩顶，提升速度不大于L2m/niin。4 .设计要求（1）型钢接受热轧H型钢,H型钢规格488X300XII义18 （HM） 现场700X300X13X24,型钢上端露出冠梁500mni。当型钢焊接接长时， 应接受坡口等强焊接，焊缝质量等级不应低于二级。单根型钢中焊接第3页共10页 接头不超过2个，焊接接头位置不宜设在支撑位置或开挖面四周等型 钢受力较大处；相邻型钢接头竖向位置应相互错开，错开距离不小于 1. Om o(2)桩体与内插型钢的垂直度都不应大于1/200,型钢顶标高 允许偏差5
8、01nm；型钢平面位置允许偏差：平行于基坑边线50mm, 垂直于基坑边线lOmm；型钢转角允许偏差3。(3)型钢宜在桩体施工结束后30n)in内插入，插入前应检查其 平整度和接头焊缝质量。(4)在型钢表面涂抹减摩剂前，必需清除表面铁锈或灰尘，涂 抹厚度大于Imm,并涂抹均匀，以确保减摩剂层的粘结质量。(5)三轴搅拌桩，桩径850mm,轴距600mm,相邻桩咬合250mm, 宜接受42. 5 一般硅酸盐水泥,水泥掺量不小于土的自然 质量的30%, 水泥中可掺入水泥质量10%膨润土。搅拌桩水泥浆液水灰比1.0,水 泥土 28天无侧限抗压强度不应小于1. 0MPao(6)三轴搅拌桩搅拌下钻时喷浆、下
9、钻平均速度把握在lm/min, 在穿越第4、6、7层粉砂层时依据不大于0.8ni/inin的速度搅拌至设 计深度后，静止喷浆20秒后开头复搅，依据不大于Im/min的速度提 升5m后下沉，到桩底后搅拌提升至桩顶，提升速度不大于1. 2m/mino(7)液浆泵送量应与搅拌下沉或提升速度相匹配，保证搅拌桩 中水泥参量的均匀性。(8)因搁置时间过长产生初凝的浆液，应作为为废料处理，严禁使用。第4页共10页5 .施工中常见的问题及对策(1)施工场地松软桩机行走不稳，或导槽开挖较深而沟壁不稳 导致搅拌桩机倾斜，影响搅拌桩垂直度；要认真做好“三通一平”和 围护桩的定位测量工作，确保钻机的行走路线和地表的坚
10、实度。(2)有较多的地下障碍物无法施工；导槽沿线的地下障碍物必 需清理洁净，有必要时进行换填，当障碍物清理范围和换填范围较大 时，应出具专项施工方案，同时调整SMW桩的施工参数，以确保桩体 的施工质量和施工平安。(3)在土性为中密以上的沙层中施工，若搅拌桩长度超过18m 的极易发生埋钻事故，而且钢桩凭自重不能插到设计深度；在厚度较 大且中密的粉细砂层中施工之前，应依据当地阅历适当调整钻机和注 浆泵型号做到动力足够、注浆压力高、动力头分级启动，必要时调整 空压机型号、钻杆螺旋片形式及钻头型号，在不影响桩体强度的前提 下，适当掺入占水泥用量2%-5%的优质膨润土，快钻慢拔，基本上能 避开埋钻事故发
11、生。(4)单型钢加工的垂直度较难把握，简洁变形；根型钢无法满 足时需要现场拼装，因此现场需要浇注(加工)固定的台座，配备专 职焊工和吊机，控型钢接头焊接质量，确保型钢成型质量。(5)停机、停电机械故障处理方法及措施：发生意外停机大事， 将钻杆提高100cm,重新搅拌，防止消灭断桩或夹层现象，若两桩咬 合超过24小时，则其次根桩接受增加20%浆量，或接受加桩。当H 型钢不能完全靠自重完全下插到位时，接受挖掘机进行送压或接受振第5页共10页 动锤振动下沉使型钢插到设计标高。当上述方案失败时，割除露出地 面部分的型钢，在外侧加一幅水泥土搅拌桩，加插型钢作强度补偿。 在长时间停工后恢复施工时，应在外侧
12、加作一幅单排水泥土搅拌桩, 以防止内档因时间过长造成新老搅拌桩接触面的缝隙漏水。（6）渗漏水处理方法及措施：开挖阶段，一旦发觉围护结构有 漏点，准时进行封堵。A、引流管：在基坑渗水点插引流管，在引流 管四周用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆到达强度后，再将引流 管打结。B、双液注浆：1）配制化学浆液。2）将配制拌合好的化学浆 和水泥浆送入贮浆桶内备用。3）注浆时启动注浆泵，通过2台注浆泵 2条管路同时接上Y型接头从H 口混合注入孔底被加固的土体部位。 4）注浆过程中应尽可能把握流量和压力，防止浆液流失。建议施工参 数为注浆压力：0. 30. 8Mpa；注浆流量：2535L/min；注浆量： 0
13、.375 m3 /延米;浆液配比，A液：水：水泥：膨润土：外掺剂=0.7： 1： 0. 03： 0. 03 （水泥选用一般硅酸盐水泥标号为425#） , B液：水 玻璃选用波宽度为3540 blA液：B液=1： 1；初凝时间45秒；凝固强度34 Mpa/2h。6 .现场质量把握（1）水泥用量计算：按设计要求水泥参量25%,膨润土参量10%； 公式 T=SXdXrX25%；T每幅桩水泥用量；S单幅桩截面积；d桩长度；r 自然 土平均重度；首幅桩水泥用量15.74t膨润土用量1.57t； 单幅桩水泥用量10. 50t膨润土用量1.05to第6页共10页（2）水灰比把握：对后台工人特地交底，把握水灰
14、比1：1,每 幅桩拌制n桶水泥浆，其中io桶loookg水泥兑loookg水，1桶500kg 水泥兑500kg水，并将相应参数贴于操作室内；要求施工队伍支配专 人负责监督前台、后台工人操作，施工员全程监督，技术部门每天每 台三轴搅拌机械抽查不低于8次，发觉一次问题马上责令该幅桩按未 施工复打并赐予严格惩罚。（3）把握注浆压力：严格依据首两幅桩试桩时取用的注浆压力， 不擅自调整；注浆泵应保证其实际流量与搅拌机的喷浆钻进下沉或喷 浆提升速度相匹配，使水泥掺量在水泥土桩中均匀安排。在实际施工 中喷浆压力大小应依据土质特性来把握，常把握在0. 8MPa-l. 0MPao （我们现场的各阶段注浆压力依据
15、前两幅桩试桩确定）（4）把握钻杆提升速度：搅拌下沉速度把握在0. 5m/min-lm/min, 提升速度把握在lm/min-2rn/niin,并保持匀速下沉或提升；将计算所 得水泥用量每幅桩10. 5t分为11桶拌制，其中10桶按水泥1000kg 兑1000kg水，1桶按500kg水泥兑500kg水，每幅桩下沉（包括复 搅下沉）用光5桶，提升（包括复搅提升）用光5桶，1桶（500kg 水泥兑500kg水）用于桩底停转加固；把握分包水泥进场数量，定期 依据桩幅总数进行复核；要求施工队伍支配专人负责监督前台、后台 工人操作，施工员全程监督，技术部门每天每台三轴搅拌机械抽查不 低于8次，发觉一次问题
16、马上责令该幅桩按未施工复打并赐予严格惩 罚。第7页共10页(5)桩位把握：施工前放线定位桩位点，钻机就位后钢尺、线 锤、一米线定准桩位；(6)垂直度把握：钻机就桩位定位后，钻杆自带线锤调整垂直 度。(7)型钢顶标高把握：首根型钢插入，用经纬仪定位桩顶标高， 并接受吊筋方式进行固定，而后施工过程中用钻机将型钢压入同上一 根顶标高。(8)型钢型芯转角把握：型钢定位导向架和竖向定位的悬挂构 件把握型钢型芯转角不大于3。(9)搅拌下沉和提升速度肯定要均匀，遇到障碍物要减速慢行 防止设备损坏。(10)接受信息法施工，后台和桩机要亲密联系协作，保证工序 的连续性和完整性。7 .施工质量保证措施(1)确保桩
17、身强度和均匀性要求做到：严格把握每桶搅拌桶的 水泥用量及液面高度，用水量实行总量把握；土体应充分搅拌，严格 把握钻孔下沉、提升速度，使原状土充分裂开有利于水泥浆与土均匀 拌和；浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定协作比制作，为防 止灰浆离析，放浆前必需搅拌3min (放水泥时开头计时)再倒入存 浆桶；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；发觉管道堵塞，应马上停泵处理。待第8页共10页 处理结束后马上把搅拌钻具上提和下沉1. 0m后方能连续注浆，等 1020秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。（2）插入H型钢质量保证措施：型钢到场需得到监理单位确认，
18、 待监理检查型钢的平整度、焊接质量，认为质量符合施工要求后，进 行下插H型钢施工；型钢进场要逐根吊放，型钢底部垫枕木以削减型 钢的变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保型钢顺当下插; 型钢插入前必需将型钢的定位设备精确固定，并校核其水平；型钢吊起后用经纬仪调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后下插 H型钢，利用水准仪或其他牢靠措施把握H型钢的顶标高，保证H型 钢的插入深度。8 .施工参数通过试桩确定注浆压力、气压、下沉与提升速度、浆液流量、水 泥掺量：注浆压力0. 50. 8Mpa、气压为0. 50.6Mpa、下沉速度 0. 22m/min、提升速度 0. 88m/min、浆液流量 460L/min。9 .施工组织后台水泥搅拌班组5人、SMW工法钻机操作2人、型钢焊接及吊 装班组8人、涂刷减摩剂4人、跟班作业技术人员2人。工效：粘土层成桩400m3/d.台，水泥用量180吨（水泥掺量为 25%、土容重取1. 8吨），中密砂层中成桩300nl3/d .台。10 .成本分析（综合单价）每立方水泥土分包价为人工与机械费100元（折合1m为140元） +水泥费（260元/吨）+型钢费用（含型钢运费200元/吨、焊接、吊第9页共10页