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SMW施工工法
1、前言
近年来我国随着经济建设和城市建设的快速发展，地下工程愈来愈多。多层地下室、地铁车站、地下车库、地下商场和地下人防工程等施工时都需开挖较深的基坑，有的高层建筑多层地下室面积达数万平方米，深度有的达26.68施工难度较大。对基坑工程进行正确的设计和施工，能带来巨大的经济和社会效益，对加快工程进度和保护周围环境能发挥重要作用。
水。均为一次性使用的临时工程不能重复利用，因此造价相当大而且施工难度大，工艺复杂。
综合上述原因，且国内已采用SMW 工法，即加筋水泥土桩应用在10m深基坑，天津大学26#教学楼地下室基坑采用该工法进行施工，缩短了工程工期、创造了较高的经济效益，具有推广性。
2、特点
钢筋混凝土灌注桩加水泥土桩支护型式至少需施工两排支护桩，一排为钢筋混凝土灌注桩起支护挡土作用但是不能止水，在灌注桩后再加设水泥土搅拌桩止水，需要两套施工设备两种施工工艺，而且如果基坑开挖面积大、深度大需加设水平钢支撑或混凝土支撑，灌注桩、水泥土桩、支撑体系均为一次性使用的临时工程不能重复利用，因此造价相当大而且施工难度大，工艺复杂。
地下连续墙一般为特深基坑支护，全部为地下钢筋混凝土连续墙，而且施工设备要求较高，厚度为6mm〜10mm，钢筋用量大，多用于大于12m深的基坑，造价高施工难度大。
H型钢水泥土桩因为水泥土桩起到止水作用而型钢作为受力主材，水泥土桩围护墙的水泥掺入比达20%，因此水泥土的强度较高，与H型钢粘结好，能共同作用，单排桩即起到止水又挡土的作用，在基础工程施工完成回填土后即可进行型钢拔除，将H型钢全部使用起重设备拔除，型钢可以重复使用；H型钢水泥土桩极大的加快了施工速度，减少了施工工艺，大大降低了工程造价。
三轴搅拌桩
H型钢

天津大学26#教学楼地下室基坑支护使用了长11m，直径850mm的型钢水泥土桩，型钢长10.5m，截面为3 x 7mm。地下室面积为60 。
3、适用范围
适用于开挖深度小于10m的地铁车站、地下车库、地下商场和地下人防工程等地下室基坑支护。
4、工艺原理
采用先进的进三轴深搅设备，其型号为ZKD85-3型多轴钻孔机，根据设计要求施工三轴水泥土搅拌桩，水泥土桩施工后即进行H型钢吊装，H型钢靠自重可顺利下插至设计标高，桩体的水泥掺量为20%，水灰比约1.5,因此水泥土的强度较高，与H型钢粘结好，能共同作用；水泥土桩起止水抗渗作用，内插型钢起到加筋作用使水泥土桩可以挡土，单排桩即起到止水又挡土的作用。
5、工艺流程
5.1场地平整及地下障碍物探察
三轴搅拌机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物和地下障碍，为了加强承重荷载采用垫钢板方法便于桩架行走，在场地处理阶段，应请专业单位进行全场沿线地下障碍物探察，根据探察报告，在开挖过程中将障碍物全部清除。
5.2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，做好永久及临时标志。放线定位后填写《施工放样报验单》，提请监理进行复核验收签证。确认无误后可进行搅拌施工。
5.3开挖沟槽

沟槽开挖示意图

根据基坑围护内边控制线，采用0.5m3挖机开挖导槽，并清除地下障碍物，导槽尺寸如图，导槽尺寸要求中心线两侧宽各0.6米，深0.4米，在施工中随打随挖，保证浆液不外溢，挖出的废浆液存放在现场空地，等施工结束后进行外运，以保证SMW工法正常施工，并达到文明工地要求。
5.4定位型钢放置
垂直导槽方向放置两根定位型钢，规格为2mm x 2mm，长约2.5m，按型钢尺寸做出型钢定位卡，防止型钢插入时不正。在平行导槽方向放置两根定位型钢规格3mm x 3mm，长约8-20m，在型钢上作出1.2米一个标记，便于施工中找桩位，H型钢定位卡具体位置及尺寸见下图（视实际情况而定）。
5.5三轴搅拌桩孔位定位
定位型钢示意图

三轴搅拌桩三轴中心间距为12mm，根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。
5.6水泥土桩施工
5.6.1根据施工工艺的要求，采用先进的三轴深搅设备，其型号为ZKD85-3型多轴钻孔机。
5.6.2施工顺序
SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥搅拌桩的搭接以及施工桩体的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。起始位置见附图1。
1单排挤压式连接：一般情况下均采用该种方式进行施工。
施工顺序2施工顺序4
施工顺序1 施工顺序3 施工顺序5

2跳槽式全套复搅式连接：对于围护墙转角处或有施工间断情况下采用此连接。
5.6.3桩机就位
1由当班班长统一指挥，桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。
2桩机应平稳、平正，并用线锤对钻杆垂直定位观测以确保桩机的垂直度。
3三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。
5.6.搅拌速度及注浆控制
1三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于0.8m/min,提升速度不大于1.6m/min,在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。
2制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建一个水泥平台，制作施工用的水箱10立方一个，在开机前应进行浆液的搅拌工作。水泥应送样复试合格后方可使用。水泥浆液的水灰比为1.3（根据施工情况在1.3s2. 0范围内调整），每立方搅拌水泥土水泥用量为350kg，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，注浆压力为0.3Mpa〜0.8Mpa，以浆液输送能力控制。
3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。
4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。
5.6.5H型钢插入
三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊插H型钢。
1起吊时利用型钢顶端拔桩预留孔，装好吊具和固定钩，然后用吊机起吊H型钢放在型钢定位卡中，在相互垂直的两个方向用线锤校核垂直度,，确保插入型钢垂直。
2型钢定位卡必须牢固，H型钢底部中心要对正桩位中心，并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，插入深度超过4米后要快放直到标高为止，如不到位可以用挖掘机压到位。
3若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。
5.6.6H型钢插入深度控制
根据工程设计资料，确定到达设计标高所需H型钢长度，型钢吊起后用经纬仪调整型钢的垂直度，在下插过程中，利用水准仪跟踪控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度达到设计要求。
5.6.7报表记录
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、注浆状况和H型钢的下插情况，记录要求详细、真实、准确。及时填写当天施工的报表记录，随时备查，24小时内报送监理。
5.7涂刷减摩剂
5.7.1清除H型钢表面的污垢及铁锈。
5.7.2减摩剂必须用电炉加热至完全融化，用搅棒搅时感觉融化均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。
5.7.3如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。
5.7.4型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除并清理干净后，重新涂刷减摩剂。
5.7.浇注压顶圈梁时，埋设在圈梁中是H型钢部分必须用泡沫板将其与混凝土隔开，否则将影响H型钢的起拔回收。
5.8H型钢回收
5.8.1待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。
5.8.2用细砂充填H型钢拔除后的空隙，减少对邻近建筑物及地下管线的影响。
6、材料与设备
6.1主要施工设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
三轴搅拌桩机
ZKD850-3
1台
150kw
2
桩机
重力桩架
1台

3
灰浆桶
1m3
2只

4
压浆泵
2/min
5台
3台备用
5
吊机
50t
1台

6
水准仪

1台
检验合格
7
经纬仪
J6
1台
检验合格
8
钢板
2m*6m
10块

9
挖土机
0.4m3
1台

10
空压机
6.0m3
1台

6.2材料：水泥、型钢

7、质量控制
7.1型钢水泥土桩施工质量措施
7.1.1孔位放样误差小于5cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度符合设计要求，误差不大于2/1桩长。
7.1.2严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于0.8m/min提升速度不大于1.6m/min
7.1.3型钢加工时严格按施工图制做，吊放对位时，轴线偏离小于5cm。
7.1.4施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。
7.1. 桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。
7.1.6工程实施过程中，严禁发生定位型钢移位，一旦发现挖机在清除沟槽土时碰撞定位型钢使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸进行施工。
7.1.7场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。
7.1.8严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。
素桩
.，•

施工冷缝

施工冷缝处理图
7.1.9施工冷缝处理
施工过程中一旦超过24小时出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，
7.1.10渗漏水处理
在整个基坑开挖阶段，组织并备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现墙体有漏点，及时进行封堵。具体采用以下两种方法补漏。
1引流管：在基坑渗水点插引流管，在引流管周围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。
2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 混合注入孔底被加固的土体部位。
4）注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。
5）施工参数。
注浆压力：0.7Mpa
注浆流量：2l/min
注浆量：0.375皿3/延米
水灰比：1.5
7.1.11确保桩身强度和均匀性要求做到：
1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。
2 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。
3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30秒再倒入存浆桶。
4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。
5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。
7.1.12插入H型钢质量保证措施
型钢到场需得到监理确认，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，利用水准仪控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度。
8、安全措施
8.1安全生产保证体系
建立安全生产责任制，成立以项目经理为组长、专职安全员为主要成员和相关管理人员参加的安全领导小组，对施工全过程进行严格安全管理，认真做好各工序安全技术交底，形成完整的安全管理监察体系网络。
8.1.1安全责任
项目经理为安全施工的总负责人。
分管生产的项目副经理对安全施工负直接领导责任，具体组织实施各项安全措施和安全制度。
分管技术的项目副经理负责组织安全技术措施的编制和审核，专职安全员负责配合进行安全技术的交底和安全技术教育。
施工员对分管施工范围的安全施工负责，贯彻落实各项安全技术措施。
工地设专职安全管理人员，负责安全管和监督检查。
各专业人员都有岗位的安全责任。
每个施工人员亦有安全职责。
8.1.2建立安全保证体系管理网络。
机管
材料组
技术组
质量组
施工组
+安全组

V
V
V

1F1
F
V

1F

1
T

各施工班组

安全管理网络图
8.2开工前的安全准备工作
安全生产管理是项目管理的重要组成部分，是保证生产顺利进行，防止伤亡事故发生，而采取
各种对策。它既管人又要管生产现场的物、环境。
严格执行有关安全检查生产管理方面各项规定条例等；
研究采取各种安全技术措施，改善劳动条件，消除生产中的不安全因素。
认真分析以往类似工程中所出现的不安全因素，制订预防发生事故的措施，防止行政管理事故的发生，达到预防为主的目的。
对准备进入施工现场的人员进行相关内容的培训和教育，做到特殊工种人员必须持证上岗。
对劳务人员必须办理好各类证件。
8.3施工过程中的安全制度
8.3.1安全技术交底：
施工员在安排生产任务的同时，结合分部、分项施工的特点，实施安全技术交底，操作人员签证认可，并保持记录。
8.3.2安全教育
安全教育分为一般性安全教育和安全技术交底两个阶段。
安全教育：
工程项目经理、施工现场施工员、安全员经安全岗位培训，考核合格，持证上岗。新工人进入施工现场前完成三级安全教育：
特种作业人员的安全教育：
对特种作业人员进行安全教育，经培训、考核，取得劳动局核发的“操作证”后持证上岗；
8.4专项安全生产措施
8.4.1施工安全技术措施：
1操作工人进场，必须经过三级安全教育，施工过程中，定期召开安全工作会议，定期开展现场安全检查工作。
2机电设备必须专人操作，操作时必须遵守操作规程，特殊工种（电工、焊工、起重工等）操作工必须持证上岗。
3在保护设施不齐全、监护人不到位的情况下，严禁人员下坑处理障碍物。
4经常检查各种卷扬机、吊车钢丝绳的磨损程度，并按规定及时更新。
8.4.2施工用电安全技术措施
1配电箱的电缆应有套管，电线进出不混乱。大容量电箱上进线加滴水弯。
2照明导线应用绝缘子固定。严禁使用花线或塑料胶质线。导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接地或接零。单相回路内的照明开关箱必须装设漏电保护器。
3电箱内开关电器必须完整无损，接线正确。电箱内应设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级配合。配电箱应设总熔丝，分熔丝，分开关。零排地排齐全。动力和照明分别设置。
4配电箱的开关电器应与配电或开关箱一一对应配合，作分路设置，以确保专路专控；总开关电器与分路开关电器的额定值相适应。熔丝应和用电设备的实际负荷相匹配。
5电焊机有可能的防水措施。一、二次（电源、龙头）接线处应有齐全的防护罩，二次线应使用线鼻子。电焊机外壳应有良好的接地或接零保护。
6施工用电安全
一般规定：
现场施工用电采用三相五线制。
配电箱设置总开关，同时做到一机一闸一漏电保护。
照明与动力用电分开，插座上标明设备设备使用名称。
电缆线及支线架空或埋地，架空敷设采用绝缘子，不直接绑扎在金属构架上，严禁用金属裸线绑扎。
经常对职工进行电气安全教育，未经考核合格的电工、机工和其他人员一律不准上岗作业。
8.4.3各施工面的防护
各施工面的周边防护栏杆的搭设稳定、牢固。
8.4.施工机械的管理
建立施工现场的机械设备使用台帐，以检测机械设备在施工现场的安全运行是否处于受控状态。
9、环保措施
9.1环境管理措施
9.1.1施工区域与非施工区域应严格隔离，施工现场必须设立安全警戒标志。
9.1.2水泥应统一堆放，建专用库房，并应有防潮措施。
9.1. 现场施工时实行封闭化施工，有效控制噪声、扬尘、废物、废水等排放。固体废弃物实现分类存放，有效管理，提高回收利用率。
9.1.4平时施工要做好落手清工作。材料、机具设备堆放整齐有序，施工材料与施工废料分开堆放，做到标牌明确，负责到人，做好文明施工。
9.1.5保证施工区排水泥浆沟的畅通，施工区域无积水，无泥浆，保证施工区道路畅通。
9.1.6安排专职清洁工，建立“文明清洁岗”制度，保证施工区、生活区的清洁工作。
9.1.7接受相关部门的管理、指导工作，遵守市容、交通等行业规范、要求施工。
9.2材料堆放管理
9.2.1各种设备、材料应尽量远离操作区域，并不准堆放过高，防止倒塌下落伤人。
9.2.24场材料必须严格按现场布置图指定位置进行规范堆放。
9.2. 现场材料员必须认真做好材料进场的验收工作（包括数量、质量、质保书）并且做好记录（包括车号、车次、运输单位）。
9.2.4材料堆放必须有管理规定和制度，材料堆放必须整齐，过目成数，挂牌管理，材料发放必须凭限额领料单限额发放，仓库管理人员要认真做好材料收、发、存流水明细帐。
9.2.5材料堆放必须按场布图严格堆放，严禁乱堆、乱放、混放，特别是严禁把材料堆靠在围墙、广告牌后，以防受力造成倒塌等意外事故的发生。