SMW工法桩工艺

1、 SMW工法是一种新型的基坑支护技术，也称劲性水泥土搅拌桩法。该工法于1976年在日本问世，并得到很大推广，广泛应用于海底隧道工程、地铁、电铁等重大项目，以及各类高层建筑的深基坑开挖支护工程等。 SMWSMW含义含义 SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，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采取重叠搭接施工，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，便形成一道具有一定强度和刚度的、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能的支护结构的围

2、护墙。 UNIQUE & PPT PRESENTS 高止水性高止水性施工噪声小、无振动、工期短、施工噪声小、无振动、工期短、造价低造价低废废土产生量小，无泥浆污染土产生量小，无泥浆污染SMWSMW工法的特点工法的特点特别适合于以粘土和粉细砂为特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层主的松软地层 大壁大壁厚，大深度厚，大深度UNIQUE & PPT PRESENTS止水墙的功能承担抵抗侧压力的功能承担拉锚或逆作法工程中荷载的垂直分量的功能SMWSMW挡墙功能挡墙功能 优点：三轴搅拌桩与其他支护形式的桩相比，施工速度快，成桩后止水效果显著；机械自动化控制，操作程序简单；人工投入少，施

3、工成本低；并且三轴搅拌桩由于沟槽开挖完成后即可进行施工，施工现场安全文明有保障。插入型钢后三轴搅拌桩既起到止水又起到支护作用；同时型钢可以回收利用。 缺点：三轴搅拌机械及附属设施安装时间较长，而此机械及附属设施需要工作场地较大，所需水泥储存量大，同时用电量大。三轴的施工也需对地质情况进行考虑，仅适用于处理软土地基施工。 SMW的适用范围1、一般作为深度小于15米的基坑围护结构2、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、100以上卵石应用。 桩架：桩架实际是一种起重装置，配合钩子，缆绳，马达等其他工具，起到把重物吊起的目的。 通常要求采用全液压步履式机架，如JB160A、IB250、JN250、JB2

4、50等型号。当场地狭窄、地面承载力较高、较为平整时可选用履带式机架，使用履带式机架时土路基应铺垫路基板。桩架类型桩架类型 设备简介动力头螺旋钻杆钻头钢板自动卷扬机桩架设备型号设备型号螺旋钻头搅拌叶片螺旋叶片钻头类型钻头类型 叶片式钻头图例螺旋式钻头图例 施工流程施工流程测量放线：根据设计图纸要求进行围护结构中线放样（根据设计要求，施工水平以及地层条件等，SMW桩中心应适当外放），并做好永久及临时标志。放样定位后用尺量复核，并设临时控制桩，填好技术复核单并验收。开挖导槽开挖导槽 根据基坑围护控制线，采用挖掘机开挖导槽，并清除地下障碍物，导槽尺寸如图5-1，要求中心线两侧宽各0.6m，深0.50.

5、7m，在施工中随打随挖，保证钻机施工时涌土不外溢，挖出的余土和废浆液应及时处理，以保证现场文明施工要求。 定位型钢放置定位型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200200，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300300，长约820m，转角处H型钢采取与围护中心线成450角插入，H型钢定位采用型钢定位卡，具体位置及尺寸如下图。 定位型钢放置定位型钢放置 定位型钢放置定位型钢放置 用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度不大于千分之一。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要做到平稳、安全。桩机定位后，对桩位进行复核，偏差不得大于20m

6、m。桩机垂直度校正桩机垂直度校正SMWSMW搅拌机就位搅拌机就位 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。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，垂直度偏差不大于1/100。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20。操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，同时控制钻孔深度的达标，利用钻杆和桩架相对定位原理，在钻杆上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升速度和深度。工艺性试桩工艺性试桩 试桩目的：试桩目的： 通过工艺性试桩应达到以下效果： 确定满足设计

7、要求的各地层及水位以上、水位以下地层的浆液配合比、钻进速度、提升速度、喷浆压力等最优施工参数，作为正式施工控制依据。 检验选定的施工设备和施工工艺是否满足要求，用以指导大面积施工。工艺性试桩工艺性试桩 试桩要求：试桩要求： 设计要求加固后土体强度值及掺量为综合平均值，试桩过程中应以桩体均匀完整，并到达设计要求为目的，针对不同地层，区分水位上土层及水位下土层， 确定不同的试桩参数，水泥掺量及无侧限强度不得低于设计要求。 试桩主要通过调整水灰比、注浆时间、注浆流量、水泥掺量等参数进行。建议通过调整水灰比、水位以上提升（下沉）速度控制水位以上地层的三轴搅拌桩成桩质量；调整水灰比、水位以下提升（下沉）

8、速度、注浆流量为变量控制水位以下地层的三轴搅拌桩成桩质量。进行多角度分析试桩工艺，形成三轴搅拌桩施工参数控制三轴搅拌桩施工参数控制表表。 成桩施工成桩施工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。三轴搅拌桩一般采用跳槽式双孔全套复搅式施工，但在特殊情况下（例如搅拌桩成转角施工或施工间断）也可采用单侧挤压式施工，如图b.单侧挤压式施a.双孔全套复搅式施工水泥浆液拌制水泥浆液拌制 水泥浆液的水灰比宜控制在1.32.0（水灰比根据地层调整），桩体水泥参量宜控制在20%25%（具体由设计给出），水泥可采用复合或普通硅酸盐水泥。 制备水泥浆：

9、深层搅拌机预搅下沉的同时，按水灰比1.5拌制水泥浆液，搅拌桩采用普通硅酸盐水泥，每次投料后拌合时间不得少于3min，待压浆前将浆液倒入集料斗中。在水泥浆液中加0.51.0高效减水剂，以减少水泥浆液在注浆过程中的堵塞现象。并掺入13的膨润土，利用其保水性提高水泥土的变形能力，减少墙体开裂，提高SMW墙的抗渗性能很有效果。 水泥浆制备好后，停滞时间不得超过2小时，因故搁置2小时以上的浆液，应做废浆处理，施工中，严禁使用。搭接施工的相邻搅拌桩，三轴搅拌桩施工间隔不得超过12小时，SMW工法桩不得超过24小时。水泥浆自动配置系统钻进与提升钻进与提升1）预搅下沉：根据设计要求和有关技术资料规定，严格控制

10、下沉和提升速度，桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。（2）喷浆、搅拌、提升：三轴搅拌机到设计深度后，启动后台，待浆液到达喷浆口，再严格按设计确定的提升速度边喷浆边提升三轴搅拌机。（3）重复搅拌：三轴搅拌桩采用“二次喷浆四次搅拌”（根据项目实际情况可进行调整）。三轴搅拌机喷浆提升至 由于作为基坑围护支护结构部分的H型钢在基坑结构施工完成达到设计强度须全部拔出回收，所以进场的型钢不得有弯曲、局部破损、断裂等质量缺陷的型钢被使用。型钢焊接前须平整、固结型钢加工基座，然后将对接部位的型钢用气割破口60度焊接，焊接过程中需保证焊缝饱满、平整、不得夹渣，高出型钢面的部分须打磨掉。实测项目允许

11、偏差长度20mm截面高度4mm截面宽度3mm腹板中心线2mm型钢对接焊逢符合设计要求型钢挠度10mmH H型钢减摩制作型钢减摩制作 H型钢的减摩，主要通过涂刷减摩剂实现，减摩剂用量为1kg/m2。减磨隔离剂涂刷时避免在雨雪天进行，涂刷须均匀，厚度不小于1mm，且在隔离剂涂刷完1小时内不得使用。清除H型钢表面的污垢和铁锈。用搅棒搅时感觉厚薄均匀，方可涂敷于H型钢表面，否则减摩剂涂层不均匀容易产生剥落。如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应首先用抹布擦去型钢表面积水，在使用氧气加热或喷灯加热，待型钢干燥后方可涂刷减摩剂。H型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象应及时重新涂刷H H型钢布置形式型钢布置形式H H

12、型钢插入型钢插入 H型钢就位后，通过桩机定位装置控制，靠型钢自重或借助一定的外力（送桩锤）将型钢插入搅拌桩内。型钢插入时须严格控制垂直度，被插入的型钢不得碰撞导槽两边的定位型钢。同时，不得频繁上下抽动，避免隔减磨离剂被磨掉。 型钢起吊前在型钢顶端200mm处开一中心圆孔，孔径约100mm，装好吊具和固定钩，根据高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点，控制型钢顶标高误差小于50mm。 吊车起吊型钢时，保证型钢在起吊过程中不变形。 在沟槽上设置H型钢定位卡，固定插入型钢的平面位置。型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对准桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内，使用经

13、纬仪或线锤控制型钢插入垂直度。在孔口设定向装置，型钢插到设计规定深度，然后进行换钩，使H型钢脱离吊钩，固定在钩槽两侧铺设的定位型钢上直至孔内的水泥土凝固。 型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。 若型钢插放达不到设计标高，可以慢慢提升型钢到适当高度，重复下插至设计标高，下插过程中始终使用经纬仪或线锤控制H型钢垂直度。H H型钢的插入与固定型钢的插入与固定H H型钢插入深度控制型钢插入深度控制H H型钢质量验收标准型钢质量验收标准实测项目允许偏差型钢定位轴线20mm顶标高4mm型心转角2垂直度0.3%H H型钢成型型钢成型 用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时

14、间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。H H型钢回收型钢回收H型钢隔离措施： 浇筑压顶圈梁（冠梁）时，H型钢挖出 并清理干净露出部分H型钢表面的水泥土后，在扎圈梁（冠梁）钢筋前，埋设在圈梁中的H型钢部分腹板和翼板二侧必须先用泡沫塑料（厚度大于3mm）包裹。H型钢起拔： 在施工前应进行型钢抗拔验算与拉拔试验，以确保型钢的顺利回收。 待圈梁（冠梁）达到设计强度且地下主体结构施工完成后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁（冠梁）为反梁，起拔回收H型钢；起拔过程中始终用吊车吊提住顶出的H型钢，千斤顶逐段顶升将型钢拔出桩体。H型钢拔出见下图。吊车配合油压千斤顶H H型钢回收后注浆型钢回收后注浆 注浆选用10mm钢管顺

15、水泥土壁插入桩底，钢管采用焊接。注浆材料采用细砂掺加0.51.0高效减水剂及37膨润土，水灰比控制在0.7，通过高效减水剂及膨润土调整水泥砂浆的流动性。注浆时采用压力不小于1.0MPa的注浆泵。（1 1）焊接）焊接H H型钢焊缝质量应符合设计要求和现行型钢焊缝质量应符合设计要求和现行行业标准行业标准焊接焊接H H型钢型钢YB 3301YB 3301和和建筑钢结建筑钢结构焊接技术规程构焊接技术规程JGJ81JGJ81的有关规定。的有关规定。（2 2）H H型钢插入允许偏差应符合表型钢插入允许偏差应符合表施工中常见的问题施工中常见的问题（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

16、拌桩机倾斜，影响搅拌桩垂直度；（2）有较多的地下障碍物无法施工；（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；（4）型钢加工的垂直度较难控制，容易变形。（3 3）水泥土搅拌桩成桩质量检验标准应符合表）水泥土搅拌桩成桩质量检验标准应符合表（1 1）施工技术措施）施工技术措施a) 严格控制钻杆下钻、提升的速度。压浆阶段不允许发生断浆漏浆现象，输浆管道必须通畅，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层；发生管道堵塞，立即停泵处理，待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等1020秒恢复向上提升搅拌，以防断桩。b) 严格控制按设计要

17、求配置浆液，控制水灰比和搅拌时间，注浆时控制注浆压力和注意注浆速度。浆液不能发生离析，为防止灰浆离析，注浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶；（2 2）施工过程质量控制）施工过程质量控制a) 孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于10cm，桩身垂直度按设计要求5，施工前按照设计搅拌桩边线外放l00200mm进行定位放样，以确保围护结构内尺寸。b) 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lmmin，提升速度不大于2mmin 。c) 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

18、前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。d) 开钻前用桩架垂直度指示仪调整桩架垂直度，并用经纬仪进行校核。e) 场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位。f) 以减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。g) 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（3 3）确保桩身强度和均匀性要求）确保桩身强度和均匀性要求 （1）施工中应严格控制每搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。 （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

19、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，后台供浆应连续进行，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0.5m后继续注浆和恢复搅拌，以防断桩发生。（4 4）插入型钢质量质量保证措施）插入型钢质量质量保证措施监理 桩体达到龄期后按规范要求取芯检测其抗压强度应符合设计强度。 水泥土搅拌桩要求28天无侧限抗压强度qu1.0MPa，渗透系数不大于10 cm/s。 垂直抽芯：检验均匀性（3天取芯）； 检测强度（28天、60天、90天）取芯率应大于90； 抽芯位置：咬

20、合部位（不少于3孔）； 水平抽芯：检查均匀性（一般在隧道或洞门处不同地方钻69个孔，观察和测量渗水情况，不做强度实验）； 倾斜抽芯：检查桩间搭接情况；常见问题的处理方法常见问题的处理方法 （1）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实度； （2）导槽沿线的地下障碍物必须清理干净，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安全； （3）在厚度较大且中密的粉细砂层中施工之前，应根据当地经验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

21、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，基本上能避免埋钻事故发生。 （4）单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；常见问题的处理方法常见问题的处理方法b. b. 当当H H型钢不能完全靠自重完全下插到位时，。采用振型钢不能完全靠自重完全下插到位时，。采用振动锤振动下沉使型钢插到设计标高。当上述方案失动锤振动下沉使型钢插到设计标高。当上述方案失败时，经设计单位同意，割除露出地面部分的型钢败时，经设计单位同意，割除露出地面部分的型钢，由设计单位出具处理方案

22、。，由设计单位出具处理方案。施工冷缝处理方法及措施施工冷缝处理方法及措施 施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，为保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约2Ocm左右。如右图渗漏水处理方法及措施渗漏水处理方法及措施建议施工参数：（以设计单位出具的方案为准） 注浆压力：0.3O.8Mpa；注浆流量：2535 Lmin；注浆量：O.375 m3延米； 浆液配比： A液：水：水泥：膨润土：外掺剂O.7：1：O.03：O.03（水泥选用普通硅酸盐水泥标号为425） B液：水玻璃选用波宽度为3540。bl A液：B液1：1；初凝时间45秒；凝固强度34 Mpa2h遇孤石的处理措施遇孤石

23、的处理措施 在桩机成桩过程中如遇孤石则采用加水冲击，提高水泥掺量的方法，若孤石较大无法冲脱，则采用扩大桩径或加桩补强的施工方法。垂直度控制及纠斜措施垂直度控制及纠斜措施 准确定位桩的平面位置，桩机就位严格按桩的平面位置就位；对于有偏斜的桩位，采用加桩的措施，在其后面补作加桩。断桩、开叉等的补救措施断桩、开叉等的补救措施 在基坑开挖中发现SMW工法有断桩、开叉处，则采用在开挖内侧注浆，外侧旋喷桩止水，并用t=12mm钢板在断桩、开叉处封闭，钢板与工法型钢满焊。smwsmw桩的测试与补救措施桩的测试与补救措施 施工中采用工字钢，对接采用内菱形接桩法。为保证型钢表面平整光滑，其表面平整度控制1以内。型钢表面应进行除锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂，搬运使用应防止碰撞和强力擦挤。且搅拌桩顶制作围檩前，事先用牛皮纸将型钢包裹好进行隔离，以利拔桩；型钢焊接应先进焊接的拉拔试验，焊接必须满足规划要求。smwsmw工法与地墙接头的防渗措施工法与地墙接头的防渗措施 由于SMW桩接头处搅拌不密实、接头处土体强度不能达到设计要求，存在严重质量隐患，易产生大规模涌水、涌砂现象；在地下墙围护与SMW桩围护接头采取以下技术措施：（1）在与地下墙接头处的桩增加水泥浆量，提高水泥掺量，施工中严禁冲水下沉，做到四提四搅。（2）开挖前在地下墙与SMW桩接头处外侧作