摘要：建筑工程是现代社会发展中的必需品，但由于其巨大的消耗，致使能源和资源损耗愈加严重，对资源的可循环使用带来消极影响。SMW工法桩的出现，凭借自身的多重优势，可以有效地降低能耗，同时还具有较强的止水性、便捷性、低成本、效率高等特点，在深基坑支护中有着积极的意义。本文对深基坑支护施工技术进行论述，并以实例分析SMW工法桩在深基坑支护结构中的设计和应用，同时对该桩法施工关键技术做出阐述。
关键词：建筑工程；SMW工法桩；基坑支护施工
1SMW工法桩技术概述和特点
SMW工法桩简单来说即借助机械设备进行施工，主要为多轴型搅拌机，将钻进时喷出的水泥浆及强化剂和地基土进行重复搅拌，最后插入H型钢，使其形成稳固的地下墙体，将其应用到建筑深基坑支护中具有以下优势：①高止水性：SMW工法桩在钻进过程中，通过使用水泥强化剂，使其与土体充分地融合起来，使得整个墙体无缝隙，起到较高的止水效果；②刚度大：SMW工法桩在水泥搅拌桩中会插入型钢，提高刚度；③工期短：SMW工法桩在形成过程中会采取加固原土的方式，一次性形成墙体，所以在施工中不会掺杂特别复杂的工艺，可大大缩短工期；④造价相对较低：SMW工法桩在的特点是可以循环利用的，如插入的型钢，可在下次工程中循环使用，所以整体造价相对较低；⑤有利于生态环境：SMW工法桩对环境带来的危害较小，比如废土的产生量较小，可以减少废土的外运量，且施工时噪音污染较低，泥浆污染也较低；⑥对周围影响较小：SMW工法桩与其他技术不同的是，就地与水泥进行搅拌，所以对周围造成的影响较小，且具有安全性，周围的房屋倾斜、地面下沉、管道破损等情况的发生率会大大降低。
2SMW工法桩工程实例
2．1工程地质条件。本次建筑工程案例中场地东侧围墙有ϕ400的雨、污水管线，南路具有供水、燃气、国防光缆等地下管线。基坑支护周长约为883m，支护面积为1．67万m2，基坑深度为4．6～6．6m。国防光缆埋深约1．3m。燃气管线为PE燃气管，深度为1．5m，供水管线为ϕ400PE管，埋深1．3m，本次案例的基坑支护主要采用SMW工法桩。
2．2SMW工法桩作用原理。SMW工法桩之所以坚固，主要是具有水泥、H型钢等坚固材料，才能形成一道即稳固、又防水的桩排式地下连续墙，但整体的强度有待提高，而通过插入型钢，可以解决强度较低的问题，提高桩结构的强度和刚度。如此一来，可以形成基坑挡土，防水的侧向支护结构。由此得知，该桩法具有较高的强度和止水性，同时在工程的应用中适用性也较强，可被用于任何可使用水泥搅拌桩施工的工程项目，包括以黏土和粉细砂为主的松软地面。
2．3支护结构设计。本项目中采用SWM工法桩技术，采用三轴水泥搅拌桩插打型钢支护工艺。其中三轴水泥搅拌桩的桩径、桩中心距、搭接、桩长分别为850、600、250mm和21m；H型钢的设计参数为：型号HN700×300×12×24，选用跳1插1形式，型钢中心距离为1200mm、长度为21m。具体见图1。
2．4SMW工法桩施工参数和施工设备1）施工参数：为了最大程度地保证参数的准确性，本次工程中从实际出发，先进行了试桩，通过试桩结果确定水泥搅拌桩参数，同时在施工中严格地将其落实到施工中，待结束后进行抽检，根据检测结果得知，三轴搅拌桩28d的无侧限抗压强度要大于1．0MPa，水平抗渗系数均小于10～6cm／s，同时在施工开挖过程中，墙体未发生渗水、漏水现象，整体施工具有较好的抗渗性和稳定性，与施工要求一致。见表1。2）施工设备：施工设备的参数也均严格地从施工的实际需求出发，其主要设备为三轴搅拌机（上海—ZKD85B－3）；电机为90KW－4／8P×2台，其中最大扭矩为98KN·m；起拔机（JZL200），允许拔桩力200t。另外，除上述机械设备外，吊机、空压机等设备均参与施工。
3SMW工法桩主要施工工序
SMW工法桩中的施工部分主要为：开挖导槽、设置机架、移动导轨、H型钢插入等。如图2所示。
3．1开挖导沟、设置机架移动导轨。开挖导沟是SMW工法桩施工中的重要部分，一般来说会在施工前进行，从而有效地防止钻进过程中涌土冒出地面，开挖宽度约为1m、深度为1．5m左右。另外则是H型钢的插入工作，在此过程中要特别重视插入位置，为了保证准确，可在沟槽旁埋设4根2．5m长的钢槽为导向桩，纵向间距为8～12m，同时在导向桩旁设置钢围檩导向架及H型钢定位卡。但必须要保证导向架轴线位置和标高，并在导向架上确定好H型钢的插入位置和桩位。提前做好标注。
3．2搅拌机定位。开挖导沟结束后，紧接着就要进行SMW桩法施工，在此之中SMW桩机，即机架、钻杆、钻头、电路控制部分，上述机器就位后，就需要对桩架的垂直度进行调整，垂直度≤1％。
3．3搅拌施工及水泥浆制备。钻进和水泥浆制备是SMW工法桩技术中的重要施工流程和材料，对此，这两个环节要特别注意。①钻进：三轴搅拌机的下沉和提升过程中要合理地控制好速度，一般来说，速度会根据试桩予以确定，并由专门的工作人员对做好沉桩记录，与此同时下沉和提升过程中应注入水泥浆。但注浆时需要一定的时间，对此可以在现场搭建水泥库，从而及时地进行拌浆工作。另外，在拌浆时还需要严格地按照参数配比进行。②水泥浆制备：水泥浆制备时同样需要严格地按照制备材料的比例进行搅拌，搅拌桩采用42．5普通硅酸盐水泥，并在投料后进行拌制，保证搅拌好的水泥浆使用时间在2h以内，并在使用前保持不间断搅拌以保证泥浆不会产生离析。水泥浆加入集料斗后，掺入了0．5％～1％的减水剂，促进注浆的流畅度，同时为了最大程度地提高水泥土的可塑性，可掺入1％～3％的膨润土，避免出现墙体开裂和渗水现象。
3．4H型钢插入。H型钢插入应与水泥搅拌桩施工存在一段时间距离才能进行，一般来说水泥搅拌桩施工后30min进行H型钢的施工。首先在起吊前，可采用2点法对其定位，并对沟槽点各位型钢上的H型钢定位卡进行仔细的检查，保证水平位置的准确性和稳定性。同时在型钢插入时，为了使得型钢插入位置准确，可先进行校准，校准无误后再使用线锤控制H型钢的垂直度，再根据之前设置的定位卡慢慢地将其放入水泥搅拌桩内。在此之中，如果H型钢的插入位置存在问题，可以通过提升进行调整，直到满足标高和深度要求。
3．5H型钢拔出回收。H型钢可以进行二次利用。在工程施工中，当施工主体满足设计的强度要求时，可通过专用夹具、千斤顶以冠梁为反梁，将H型钢拔出，并用注浆对拔出后的孔隙进行处理。注浆材料的配比中，水泥浆水灰比控制在0．7，并采用细砂掺0．5％～1％减水剂，3％～7％的膨润土，提高水泥浆的流动性，注浆压力应不小于1MPa。
4关键技术措施
4．1搅拌注浆与成桩方式。搅拌注浆与成桩方式在SMW工法桩技术中较为重要，主要分为三部分：①配合比和均匀搅拌，钻进和提升过程中，钻杆必须要保持均匀的转动速度、下钻和提升，在水泥浆的配比中，应严格地按照参数要求执行，水泥浆的掺量可根据下钻和提升速度进行动态调整，同时要保证均匀，后期的成桩才能达到理想状态；②重复搅拌，SMW工法桩施工时，会进行重复的搅拌工作，也就是搅拌机提升到顶面的设计标高时进行，在搅拌的同时喷浆下钻至桩底设计标高，再喷浆提升至顶面设计标高，从而保证水泥掺入量达到设计要求；③三轴搅拌桩搭接，该环节需要搅拌桩单孔重复套钻，为了保证隔水帷幕作用，采用跳槽式双控全套复搅式施工。见图3。
4．2搅拌速度与注浆质量。SMW工法桩中注浆量和下沉速度应进行严格的把控，避免出现断浆和夹心层的情况。如果钻进过程中，出现断浆或是提升过快时，应停止施工，重新钻进，直到浆面减少或是停浆，再进行注浆工作10～20s后恢复提升，通过这种方式可以避免断桩。另外，搅拌时间也应该合理把控，应不少于3min，同时还要避免水泥搅拌桩出现不均匀压降现象，要保证其连续性、规律性。下钻过程的水泥用量应为总水泥量的70％～90％，提升过程的水泥用量占总水泥用量的20％～30％。
4．3施工深度的控制。施工深度主要包括搅拌桩的深度和型钢插入深度，是SMW工法桩施工中的重要环节，必须要严格把控，可通过桩机钻杆长度和型钢顶标高控制。
4．4H型钢焊接及涂减摩剂。一般情况下H型钢的长度为12m，具体可根据基坑深度进行焊接接长工作，焊接前要做好准备工作，进行除渣、除锈、除湿等，一般采用切口满焊。同时，不能出现漏焊，且必须保证焊缝的饱满度。对焊后，如果留有焊渣等，应进行消磨。另外，在H型钢焊接时，相邻型钢焊缝应错开，型钢焊缝错开高度差应保持在1m以上，焊缝位置距坑底距离应不小于2m，并在钢面涂刷减摩剂，保证后期回收使用时处于良好状态。
5结论
SMW工法桩在现代工程深基坑支护中有着重要意义，不仅可以有效地缩短工期、降低成本，同时还可以节约能源，进行循环使用。加之SMW工法桩施工较为便捷，在施工中只要保证机械设备、相关材料到位，同时还要保证配比参数、钻进和提升位置以及H型钢插入的科学性即可。与此同时，在工程施工中相关人员要严格细致，使工法桩发挥作用。［ID：011197］
参考文献：
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［3］于晓洋．威海地区锚拉式SMW工法支护体系的应用研究［D］．北京：中国矿业大学，2019．
作者:黄浩 单位:福州成建工程监理有限公司