SMW工法桩施工工艺及质量控制
SMW工法桩施工工艺及质量控制
1．工法特点
(1).对周边环境影响小，施工不扰动邻近土体，能有效控制周边地面构筑物沉降。
(2).抗渗性好，工法桩机具有很强的搅拌能力，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可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。
(3).刚度大，支护效果好。
(4).构造简单、施工简便、工期短，反拉支撑方便土方开挖等后续项目施工。
(5).环境污染小
(6).由于型钢可回收重复使用，成本较低。
2．适用范围
广泛应用于深基坑开挖施工，尤其适用于软土地基，或周边有地面建筑、管线等不能产生位移的情况下，需进行垂直开挖的基坑围护。
3．工艺原理
SMW工法桩是在水泥土深层搅拌桩墙体中插入H型钢所形成的一种加劲复合维护结构。这种施工工艺用水泥土作为固化剂与地基土进行系统的强制性搅拌，并插入型钢，固化后形成列式的地下连续墙体，充分利用了水泥土深层搅拌桩抗渗性好及型钢刚度大的特点，通过二者的复合作用，形成基坑挡土防水侧向支护结构。
4．工艺流程及操作要点
SMW工法桩工艺流程：施工放样→开挖导槽→设置导向定位型钢→桩机就位→制备水泥浆液→搅拌下沉→搅拌提升→H型钢垂直起吊、定位（H型钢涂减摩剂）→校核H型钢垂直度→插入H型钢→固定H型钢。
为了保证墙体的连续性和接头的施工质量，保证桩与桩之间充分搭接，以达到止水作用，SMW工法桩施工采用跳槽双孔全套复搅式连接形式或单侧挤压式连接形式，施工顺序如下图所示（图中阴影部分为重复套钻部分）：
图1跳槽双孔全套复搅式连接形式
图2 单侧挤压式连接形式
（1）、测量放线
根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。确认无误后进行搅拌施工放样定位后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收。
（2）、开挖导槽
沟槽开挖很重要，既起到初步导向作用，又是存储拱浆的需要。根据放样出的围护中心线开挖工作沟槽，沟槽宽度根据围护结构厚度确定，深度为1米。遇有地下障碍时,利用空压机将地下障碍破除干净,如破除后产生过大的空洞,则需回填压实,重新开挖导槽,确保SMW施工顺利进行。
（3）、定位
在开挖的工作沟槽两侧铺设导向定位型钢,按设计要求在导向定位型钢上做出钻孔位置和H型钢的插入位置。定位型钢必须放置固定好，必要时用点焊进行相互连接固定。
（4）、桩机就位
根据确定的位置移动桩机就位,就位误差不大于3cm。用水平尺将平台调平,并调直机架,确保机架垂直度偏差不大于1%。为控制钻管下钻深度达标,利用钻管和桩架相对错位原理,在钻管上划出钻孔深度的标尺线。
（5）、浆液拌制及喷浆搅拌
浆液严格按照配比制备，需搅拌均匀充分。浆液制备好后，便可开始喷浆、喷气下钻，下钻过程中要严格控制下钻速度，下钻速度一般不大于1m/min，下钻过程注浆压力一般1.5MPa～2.5Mpa。到设计桩底标高后提升复搅，提升速度一般不大于2m/min.
（6）、H型钢加工及插入H型钢
1、为方便吊装，H型钢使用前，在距型钢顶端中心处开一个圆孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊厚≥12mm的加强板。型钢长度不够需进行拚焊的，焊缝应均为坡口（坡口度小于450）满焊，焊好后检查焊缝是否有气泡、夹渣以及平整度是否合格，如不合格应进行补焊。最后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。同时，为了利于型钢的拔出，H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，涂层宜为1-3mm，减摩剂必须用电热棒加热至完全融化，用搅棒搅时感觉厚薄均匀，才能
涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。涂刷减摩剂应清除H型钢表面的污垢及铁锈。
2、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，用50吨吊机起吊H型钢。放置H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，位置准确，将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡靠型钢自重徐徐插入水泥土搅拌桩体内，若H型钢插放达不到设计标高时，则采用提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用经纬仪跟踪控制H型钢垂直度，偏差小于0.5%。待型钢插入至设计标高后，将其固定在定位型钢上，直到孔内的水泥土桩体凝固。
（7）、清理沟槽内泥浆
由于水泥浆液的定量注入搅拌孔内和H型钢的插入,将有一部分水泥土被置换出沟槽内,采用挖机将沟槽内的水泥土清理出沟槽,保持沟槽沿边的整洁,确保下道工序的施工,被清理的水泥土在其硬化后运出场地,避免产生泥浆污染。
（8）、整理施工记录
施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间、喷浆情况和H型钢的下插情况等，并报送监理审核。
5．质量控制
(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=S×d×r×25%;T——每幅桩水泥用量；S——单幅桩截面积；d——桩长度；r——天然土平均重度；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1.05t。
(2)水灰比控制：对后台工人专门交底，控制水灰比1:1，每幅桩拌制11桶水泥浆，其中10桶1000kg水泥兑1000kg水，1桶500kg水泥兑500kg水，并将相应参数贴于操作室内；要求施工队伍安排专人负责监督前台、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，发现一次问题立即责令该幅桩按未施工复打并给予严格处罚。
(3)控制注浆压力：严格按照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分配。在实际施工中喷浆压力大小应根据土质特性来控制，常控制在0.8MPa-1.0MPa。
(4)控制钻杆提升速度：搅拌下沉速度控制在0.5m/min-1m/min,提升速度控制在1m/min-2m/min,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；控制分包水泥进场数量，定期根据桩幅总数进行复核；要求施工队伍安排专人负责监督前台、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，发现一次问题立即责令该幅桩按未施工复打并给予严格处罚。
(5)桩位控制：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)垂直度控制：钻机就桩位定位后，钻杆自带线锤调整垂直度。
(7)型钢顶标高控制：首根型钢插入，用经纬仪定位桩顶标高，并采用吊筋方式进行固定，而后施工过程中用钻机将型钢压入同上一根顶标高。
(8)型钢型芯转角控制：型钢定位导向架和竖向定位的悬挂构件控制型钢型芯转角不大于3°。
(9)搅拌下沉和提升速度一定要均匀，遇到障碍物要减速慢行防止设备损坏。
(10)采用信息法施工，后台和桩机要密切联系配合，保证工序的连续性和完整性。
6．质量保证措施
（1）确保桩身强度和均匀性要求做到：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；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；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3min（放水泥时开始计时）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；发现管道堵塞，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。
（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，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，型钢底部垫枕木以减少型钢的变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保型钢顺利下插；型钢插入前必须将型钢的定位设备准确固定，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，利用水准仪或其他可靠措施控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度。