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摘要：SMW工法桩的垂直度控制是地铁基坑工程围护施工的关键技术，以南昌地铁1号线八一广场站为背景，介绍了SMW工法桩施工工艺流程，阐述了三轴搅拌桩与H型钢在施工过程中垂直度控制措施，以期为同类工程施工提供参考。
关键词：SMW工法桩；三轴搅拌桩；H型钢；垂直度；控制
1 工程概况
南昌市八一广场站为地铁1号线和2号线的换乘站，呈“L”形岛岛换乘。两线车站部分同步设计，明挖顺筑法同步施工。为防止基坑开挖对邻近建筑物的影响，尤其是确保文物建筑“毛泽东思想胜利万岁馆旧址”的安全，基坑围护设计采用在地下连续墙靠建筑物侧施工一排SMW工法桩，加固槽壁和切断、隔离基坑开挖引起的土体变形。
SMW工法桩相关设计参数如下：
（1）三轴搅拌桩长约19m，桩径850mm，H型钢长18m，注浆采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥渗量不小于20%；三轴搅拌桩进入中风化岩层不小于0.5m，H型钢距三轴搅拌桩底部距离为0.5m。
（2）钻孔平面位置偏差项应≤50mm、钻孔垂直度应≤1/200、钻孔深度偏差应≤150mm。
（3）型钢采用700x300x12x20mm H型钢。
2 SMW工法桩施工工艺
SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。其施工工艺流程如下：
测量放样→开挖沟槽→三轴搅拌注浆→插定型钢
3 三轴搅拌桩垂直度控制
3.1 桩机垂直度控制
施工三轴搅拌桩之前先挖导向基槽，并清除地下障碍物。沟槽开挖完毕后，在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为12#的槽钢，长约2.5m；在平行沟槽方向放置两根定位型钢，型钢规格为300×300mm的工字钢，长约10m，型钢之间采用点焊固定，局部无法设置定位型钢处采用定位绳。桩机就位后应垫平并将钻杆对中，采用经纬仪双向测定或用线锤校正桩机龙门立柱，使其垂直度控制在1%内，方可进行三轴搅拌桩施工。
3.2 搅拌桩连续性控制
三轴搅拌桩施工采用跳槽式双孔全套复搅式连接，以保证加固墙体的连续性和接头的施工质量。三轴型搅拌机施工Φ850@600搅拌桩的顺序见图1。施工时先施工第一单元，然后施工第二单元。第三单元的A轴及C轴分别插入到第一单元的C轴及第二单元的A轴孔中，完全套接施工。依次类推，施工第四单元和套接第五单元，形成连续的水泥土搅拌墙体。
图1 跳槽式双孔全套打复搅式连接方式
3.3 搅拌控制
搅拌桩的搅拌效果与钻头的钻速有关，主轴正转喷浆搅拌下沉，反转喷浆复搅提升，应保证桩体中任何一点均能经过20次以上的搅拌，对于不易匀速钻进下沉的地层，可增加搅拌次数。下搅和上提喷浆的速度太快，土体任何一点搅拌的次数低于20次，且喷浆量达不到要求，水泥浆与土体搅拌效果差，将影响成桩质量；搅拌不均匀，可能导致型钢下放时受力不均，从而影响型钢垂直度。
4 H型钢施工垂直度控制
4.1 入场检查
（1）型钢在运输、堆放过程中，必须支撑平稳，固定牢靠，防止发生翘曲变形。
（2）在吊装型钢时，合理设置吊点，预防发生弯曲变形。
（3）型钢在加工制作和焊接时，要确保平整、垂直，不允许有扭曲现象。
4.2 型钢接长
现场所需H型钢要求接长处理，按同心度一致进行剖口对焊接长。型钢具体焊接采用双面切口满焊，焊接前要先进行除渣、除湿、除锈等，对焊焊缝高度要高于型钢平面约2mm，焊缝不得有漏焊，从外观来看，要达到焊缝饱满、无裂纹。焊接完成后，要用砂轮机进行打磨，使接口处型钢保持平整。
4.3 涂刷减摩剂
插入搅拌桩内的型钢应进行除锈和清污处理，使型钢表面较光滑，以减少型钢与搅拌桩的摩阻力。型钢进行除锈和清污处理后，应在其表面均匀涂刷减摩剂，厚度2mm为宜，专用的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，才能涂敷于型钢上。型钢插入搅拌桩前发现减摩剂有脱落、开裂的，应将型钢表面減摩剂铲除清理干净后，重新涂刷减摩剂于型钢表面。
4.4 型钢插入
型钢就位后，通过桩机定位装置控制，靠型钢自重或借助振动锤将型钢插入搅拌桩内（图3a）。具体步骤如下：
（1）型钢起吊前在型钢顶端150mm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。
（2）吊车起吊型钢时，保证型钢在起吊过程中不变形。
（3）设置定位架，为确保型钢插入搅拌桩居中和垂直，制作型钢定位架，定位架应按现场和型钢尺寸制作和放置并固定好，不允许在型钢插入搅拌桩过程中出现位移。
（4）吊机起吊型钢后，用全站仪调整其垂直度，然后将垂直的型钢底部中心对正插入，沿定位架徐徐插入搅拌桩内，当插入搅拌桩内l/3后可快放，直放至设计标高位置。
（5）型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。
（6）插入搅拌桩内的型钢施工必须在成桩后4h内完成，否则型钢插入搅拌桩内困难，还会影响搅拌桩身质量。
5 施工过程垂直度偏差控制
三轴搅拌桩施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用全站仪经常对搅拌轴进行垂直度复测，通过对机械的控制达到对桩体垂直度控制。
在H型钢插入过程中控制其平面位置和垂直度，配置两台全站仪采用前方直角交汇法控制，垂直度偏差控制在1%以内，再插入搅拌桩，并在沉放过程中及时纠偏。如型钢不能靠自重下沉，可借助适当的外力（振动锤）将其插入到位，并用钢筋将其固定于设计标高位置。型钢应在成桩之后半小时内插入，若水灰比或水泥掺最较大时，插入时间允许适当延长。在插入过程中发现型钢倾斜时，应立即拔出一定的高度，然后再重新插入，若2—3次仍然不能纠正，应使搅拌钻机在原孔位重新钻孔搅拌一次，然后再插。
参考文献：
[1]刘国彬，王卫东.基坑工程手册（第二版）[J].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]储兴良，浅谈SMW工法桩及型钢回收问题[J].山西建筑，2005，31（20）：104-105
[3]洪顺生，SMW工法设计要点与施工难点分析研究[J].科技资讯，2008，（21）：1-2
关键词：SMW工法桩；三轴搅拌桩；H型钢；垂直度；控制
1 工程概况
南昌市八一广场站为地铁1号线和2号线的换乘站，呈“L”形岛岛换乘。两线车站部分同步设计，明挖顺筑法同步施工。为防止基坑开挖对邻近建筑物的影响，尤其是确保文物建筑“毛泽东思想胜利万岁馆旧址”的安全，基坑围护设计采用在地下连续墙靠建筑物侧施工一排SMW工法桩，加固槽壁和切断、隔离基坑开挖引起的土体变形。
SMW工法桩相关设计参数如下：
（1）三轴搅拌桩长约19m，桩径850mm，H型钢长18m，注浆采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥渗量不小于20%；三轴搅拌桩进入中风化岩层不小于0.5m，H型钢距三轴搅拌桩底部距离为0.5m。
（2）钻孔平面位置偏差项应≤50mm、钻孔垂直度应≤1/200、钻孔深度偏差应≤150mm。
（3）型钢采用700x300x12x20mm H型钢。
2 SMW工法桩施工工艺
SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。其施工工艺流程如下：
测量放样→开挖沟槽→三轴搅拌注浆→插定型钢
3 三轴搅拌桩垂直度控制
3.1 桩机垂直度控制
施工三轴搅拌桩之前先挖导向基槽，并清除地下障碍物。沟槽开挖完毕后，在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为12#的槽钢，长约2.5m；在平行沟槽方向放置两根定位型钢，型钢规格为300×300mm的工字钢，长约10m，型钢之间采用点焊固定，局部无法设置定位型钢处采用定位绳。桩机就位后应垫平并将钻杆对中，采用经纬仪双向测定或用线锤校正桩机龙门立柱，使其垂直度控制在1%内，方可进行三轴搅拌桩施工。
3.2 搅拌桩连续性控制
三轴搅拌桩施工采用跳槽式双孔全套复搅式连接，以保证加固墙体的连续性和接头的施工质量。三轴型搅拌机施工Φ850@600搅拌桩的顺序见图1。施工时先施工第一单元，然后施工第二单元。第三单元的A轴及C轴分别插入到第一单元的C轴及第二单元的A轴孔中，完全套接施工。依次类推，施工第四单元和套接第五单元，形成连续的水泥土搅拌墙体。
图1 跳槽式双孔全套打复搅式连接方式
3.3 搅拌控制
搅拌桩的搅拌效果与钻头的钻速有关，主轴正转喷浆搅拌下沉，反转喷浆复搅提升，应保证桩体中任何一点均能经过20次以上的搅拌，对于不易匀速钻进下沉的地层，可增加搅拌次数。下搅和上提喷浆的速度太快，土体任何一点搅拌的次数低于20次，且喷浆量达不到要求，水泥浆与土体搅拌效果差，将影响成桩质量；搅拌不均匀，可能导致型钢下放时受力不均，从而影响型钢垂直度。
4 H型钢施工垂直度控制
4.1 入场检查
（1）型钢在运输、堆放过程中，必须支撑平稳，固定牢靠，防止发生翘曲变形。
（2）在吊装型钢时，合理设置吊点，预防发生弯曲变形。
（3）型钢在加工制作和焊接时，要确保平整、垂直，不允许有扭曲现象。
4.2 型钢接长
现场所需H型钢要求接长处理，按同心度一致进行剖口对焊接长。型钢具体焊接采用双面切口满焊，焊接前要先进行除渣、除湿、除锈等，对焊焊缝高度要高于型钢平面约2mm，焊缝不得有漏焊，从外观来看，要达到焊缝饱满、无裂纹。焊接完成后，要用砂轮机进行打磨，使接口处型钢保持平整。
4.3 涂刷减摩剂
插入搅拌桩内的型钢应进行除锈和清污处理，使型钢表面较光滑，以减少型钢与搅拌桩的摩阻力。型钢进行除锈和清污处理后，应在其表面均匀涂刷减摩剂，厚度2mm为宜，专用的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，才能涂敷于型钢上。型钢插入搅拌桩前发现减摩剂有脱落、开裂的，应将型钢表面減摩剂铲除清理干净后，重新涂刷减摩剂于型钢表面。
4.4 型钢插入
型钢就位后，通过桩机定位装置控制，靠型钢自重或借助振动锤将型钢插入搅拌桩内（图3a）。具体步骤如下：
（1）型钢起吊前在型钢顶端150mm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。
（2）吊车起吊型钢时，保证型钢在起吊过程中不变形。
（3）设置定位架，为确保型钢插入搅拌桩居中和垂直，制作型钢定位架，定位架应按现场和型钢尺寸制作和放置并固定好，不允许在型钢插入搅拌桩过程中出现位移。
（4）吊机起吊型钢后，用全站仪调整其垂直度，然后将垂直的型钢底部中心对正插入，沿定位架徐徐插入搅拌桩内，当插入搅拌桩内l/3后可快放，直放至设计标高位置。
（5）型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。
（6）插入搅拌桩内的型钢施工必须在成桩后4h内完成，否则型钢插入搅拌桩内困难，还会影响搅拌桩身质量。
5 施工过程垂直度偏差控制
三轴搅拌桩施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用全站仪经常对搅拌轴进行垂直度复测，通过对机械的控制达到对桩体垂直度控制。
在H型钢插入过程中控制其平面位置和垂直度，配置两台全站仪采用前方直角交汇法控制，垂直度偏差控制在1%以内，再插入搅拌桩，并在沉放过程中及时纠偏。如型钢不能靠自重下沉，可借助适当的外力（振动锤）将其插入到位，并用钢筋将其固定于设计标高位置。型钢应在成桩之后半小时内插入，若水灰比或水泥掺最较大时，插入时间允许适当延长。在插入过程中发现型钢倾斜时，应立即拔出一定的高度，然后再重新插入，若2—3次仍然不能纠正，应使搅拌钻机在原孔位重新钻孔搅拌一次，然后再插。
参考文献：
[1]刘国彬，王卫东.基坑工程手册（第二版）[J].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]储兴良，浅谈SMW工法桩及型钢回收问题[J].山西建筑，2005，31（20）：104-105
[3]洪顺生，SMW工法设计要点与施工难点分析研究[J].科技资讯，2008，（21）：1-2