SMW工法用于深基坑支护施工关键技术研究综述

引言

在城市现代化建设进程中，高层建筑、地下空间开发等工程的规模和数量不断增加，深基坑工程作为这些项目的基础，其重要性不言而喻。 安全与稳定，同时也对周边环境和建筑物产生影响。传统的深基 中存在诸如施工成本高、工期长、对环境影响大等问题。 拌墙工法，以其独特的优势应运而生，成为深基坑支护领域的研究热点 过将水泥土搅拌桩与型钢相结合，充分发挥了水泥土的止水性能和型钢的承载能力，具有经济、高效、环保等显著特点。

1 深基坑支护概述

由于深基坑地质条件复杂，施工人员需根据现场情况采用适合的支护方法阻挡基坑内外土体的压力，保证基坑及周围建筑的安全。深基坑支护方式众多，不同的支护技术适用于不同的基坑情况。而保障支护安全是重点也是难点，要根据实际情况判断需求，制定有效的支护方案。现有的基坑支护方式有 SMW 工法、地下连续墙、排桩、土钉墙、逆作拱墙等。这些工法各有优缺点，需要根据施工现场的实际情况进行选择。

2SMW 工法概述基本原理

SMW 工法的核心原理是利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体 ，同时通过钻机前端以低压方式注入水泥浆液，使水泥浆液与切碎的土体充分搅拌 起合 ，形成具有较高隔水性的水泥土柱列式挡墙。在水泥土浆液尚未硬化之前，将型钢插入其中。随着水泥土的硬化，型钢与水泥土形成一个整体的复合结构，共同承担基坑支护过程中的水土压力等荷载，同时水泥土挡墙起到良好的止水作用。

3SMW 工法在深基坑支护中的应用现状

目前，SMW 工法在国内外深基坑支护工程中应用广泛。在国外，一些发达国家如日本、德国、美国等，早在20 世纪末就开始大量应用 SMW 工法，并不断对其进行技术改进和创新。在日本，SMW 工法被广泛应用于城市地铁、高层建筑地下室等深基坑工程中，其技术成熟度高，应用案例众多。在德国，该工法在工业建筑深基坑以及一些特殊地质条件下的基坑支护中得到了成功应用，积累了丰富的经验。在国内，随着城市建设的快速发展，SMW 工法自引入以来，应用范围不断扩大。特别是在沿海经济发达地区以及大型城市，如上海、广州、深圳等，SMW 工法在深基坑支护工程中的应用比例逐年增加。在上海，众多超高层建筑和地铁车站的深基坑支护采用了SMW 工法，取得了良好的效果。

4SMW 工法用于深基坑支护施工关键技术

4.1 搅拌桩制作技术

（1）桩位控制。在施工前，需根据设计图纸精确测量放线，确定搅拌桩的桩位。桩位偏差应控制在±50mm以内，以保证搅拌桩的布置符合设计要求，确保整个支护结构的稳定性。（2）垂直度控制。搅拌桩的垂直度直接影响到型钢的插入和支护结构的整体性能。施工时，应采用先进的测量仪器和控制方法，确保搅拌桩的垂直度偏差小于 1%。可通过在桩机上安装垂直度监测装置，实时监测搅拌桩的垂直度，并在发现偏差时及时进行调整。（3）水泥浆液配比。水泥浆液的配比是影响搅拌桩强度和止水性能的关键因素。应根据工程地质条件、设计要求等确定合理的水泥浆液配比。一般来说，水泥掺量宜为 15%-20%，水灰比宜控制在1.5-2.0 之间。同时，可根据需要添加适量的外加剂，如减水剂、早强剂等，以改善水泥浆液的性能。（4）搅拌施工工艺。采用“二喷二搅”或“三喷三搅”的施工工艺，确保水泥浆液与土体充分搅拌均匀。在搅拌过程中，应控制好钻进速度和提升速度，一般钻进速度不宜大于1.0m/min，提升速度不宜大于1.5m/min。

3.2 型钢插入与拔出技术

（1）型钢制作与预处理。型钢一般采用H 型钢，在插入前，应确保型钢的规格、型号符合设计要求，并对型钢进行除锈、涂减摩剂等预处理。除锈应彻底，使型钢表面露出金属光泽，涂减摩剂应均匀，厚度应控制在1-2mm 之间，以减少型钢插入和拔出时的阻力。（2）型钢插入。型钢应在水泥土初凝前插入，插入时应采用专用的定位导向装置，确保型钢的垂直度和插入深度符合设计要求。垂直度偏差应小于 1%，插入深度偏差应控制在±50mm 以内。可采用吊车或专用的型钢插入设备将型钢缓慢插入水泥土搅拌桩中，在插入过程中，可通过在型钢顶部施加一定的压力，使其靠自重下沉，必要时可采用振动锤辅助下沉，但应注意控制振动的频率和时间，避免对水泥土造成过大扰动。（3）型钢拔出。在地下室施工完成后，应及时拔出型钢。型钢拔出一般采用专用的起拔设备，如液压千斤顶、振动锤等。在拔出前，应先对型钢进行松动处理，可通过在型钢周边注入高压水或采用振动的方式，减小型钢与水泥土之间的摩擦力。拔出过程中，应密切关注型钢的拔出情况，确保型钢顺利拔出，同时应及时对拔出后的桩孔进行注浆填充，以防止周边土体塌陷。

3.3 施工监测技术

（1）位移监测。包括对支护结构顶部水平位移和垂直位移的监测。在支护结构顶部设置监测点，采用全站仪、水准仪等测量仪器定期进行测量，监测频率应根据施工进度和基坑变形情况确定，一般在基坑开挖初期，监测频率为 2-3 天一次，随着基坑开挖深度的增加，监测频率应加密至每天一次或每天多次。当位移超过预警值时，应及时采取相应的处理措施，如增加支撑、对支护结构进行加固等。（2）内力监测。对型钢的内力和水泥土搅拌桩的内力进行监测。可在型钢和水泥土搅拌桩内预埋应变片等监测元件，通过采集应变数据，计算出结构的内力。内力监测能够实时反映支护结构的受力状态，为施工决策提供重要依据。例如，当发现型钢内力接近其设计强度时，应及时分析原因，采取相应的措施，防止支护结构破坏。（3）地下水位监测。在基坑周边设置地下水位观测井，采用水位计等设备定期监测地下水位的变化。地下水位的变化会影响基坑的稳定性和止水效果，当发现地下水位异常下降或上升时，应及时查找原因，采取相应的措施，如加强止水帷幕、调整降水方案等。

结语

SMW 工法作为一种高效、经济且环保的深基坑支护技术，在城市建设中具有广阔的应用前景。通过对其关键技术的深入研究和应用案例分析可知，搅拌桩制作、型钢插入与拔出以及施工监测等技术环节是保证 SMW 工法施工质量和支护效果的关键。在实际工程应用中，应根据工程地质条件、周边环境等因素，合理选择和优化施工技术参数，严格按照施工规范进行操作，确保 SMW 工法在深基坑支护施工中发挥出最大的优势。同时，随着技术创新和标准化进程的推进，SMW 工法将不断完善和发展，为城市深基坑工程的建设提供更加可靠的技术支持。

参考文献

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