SMW工法施工方法

SMW工法施工方法

一、概述

SMW工法是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥系混合液搅拌形成均一的挡墙，最后按一定的形式在其中插入型钢（如H型钢），即形成一种劲性复合围护结构。

该种围护结构的特点主要表现在止水性好，构造简单，对周围地基影响小，施工噪声和振动小，无泥浆污染，对地层适应性强，施工速度快，无大量废土外运，型钢可重复使用，成本较低。

二、施工工艺

1、施工机械

施工机械采用日本三和机材株式会社生产的三轴搅拌机。具体尺寸见图1：

图1 三轴搅拌机

钻杆有用于粘性土及砂砾土和岩层之分，图中1为用于粘性土的钻头，2为用于砂砾土及岩层的钻头。

除主机外，施工时尚需配套设备灰浆泵、灰浆拌制机、灰浆集料斗、起重机、拔桩机等。SMW工法施工标准配置见图2：

图2 SMW工法施工标准配置图

2、施工流程

SMW工法施工流程见图3：

图3 施工流程图3、施工要点

SMW工法施工顺序见图4：

图4 SMW工法施工顺序图

（1）水泥土配合比室内试验

在施工现场选定若干钻孔连续钻取原状土样，封装于双层厚塑料袋内，以供拌制试块进行试验。

在制备试块时，试块的强度按照设计要求确定，试块的数量根据所需养护龄期和水泥、外掺剂的掺入比决定。养护龄期通常分为7d、28d、90d三种。水泥、外掺剂的掺入比可视土的天然含水量根据以往经验或有关单位经验，确定几个档次，然后按不同的养护期和掺入比进行排列组合，确定试块数量订出试验计划。

水泥、外掺剂的品种和掺入比，如设计未作规定，施工时应根据土的颗粒组成、pH值、有机质含量等化学性质和液限、塑限等物理

性质、现场施工条件（例如水泥浆制备后送至灰浆泵的距离远近等）以及气温高低等情况作适当考虑，必要时可提出几种配方参加上述排列组合。

目前我国尚无水泥土的标准试验规程。常用试模尺寸为70.7mm ×70.7mm×70.7mm。试块制作方法：先按预定配合比称量土、水泥、外掺剂和水，用手工拌合10min至均匀，将拌合物装入试模一半体积，放在振动台上振动1min，再装满另一半振动1min，至装满将表面刮平，用塑料布覆盖即成。试块经1~2d可拆模，然后置于温度为20±2℃、湿度大于90%的养护室养护。

试块经不同龄期分别进行物理力学试验后，将试验结果绘成图表，选定最佳配合比作为施工技术参数。

（2）场地平整与布置

SMW工法施工现场应在机械设备进场前予以平整。当场地表层较硬需用注水预搅施工时，应在四周开挖排水沟，并设集水井，其位置以不影响搅拌机施工为原则；排水沟和集水井应经常清除沉淀杂物，保持水流畅通。

当场地过软不利于搅拌机行走或移动时，应铺设粗砂或细石垫层，不得用粗粒碎石铺填。

灰浆制备作业棚应用足够的面积，其位置宜使灰浆的水平蚌送距离控制在50m以内。

（3）工艺试成桩

试成桩的目的是标定各项施工技术参数，其中包括：搅拌机钻进

深度、桩底标高、桩顶或停灰面标高；灰浆的水灰比、外掺剂的配方；搅拌机的转速和提升速度；灰浆泵的压力；料罐和送灰管的风压；每米桩长或每根桩的输浆或送灰量、灰浆经输送管到达喷浆口的时间；是否需要冲水或注水下沉；是否需要复搅复喷及其部位、深度等等。

（4）导沟开挖

开挖导向沟槽，可作为泥水沟，并确定表层土是否存在障碍物。导沟上口宽1m，下口宽0.7m，深0.6m。

（5）设置导向定位架

导向定位架由导轨和横撑组成，导轨采用300mm×300mm 型钢，横撑采用200mm×200mm 型钢。导向定位架主要用于施工导向与型钢定位。

（6）设定施工标志

根据设计的型钢间距，设定施工标志。

（7）SMW工法施工

①搅拌机对位

搅拌机到达指定桩位对中，桩位偏差不得大于50mm，搅拌机导向架垂直于地面，偏差不得大于1%。

②预搅下沉

启动搅拌机电机，搅拌头在原地搅拌1~3min，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，使搅拌头沿导向架边搅边下沉，钻进搅拌速度与地质土层有关，由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。对于粘性土一般为0.5~1m/min，砂土为1~1.5m/min，

搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水。但应当考虑冲水对成桩强度的影响，此时应适当调整配合比和减少用水量。记录员按规定的表式填写下沉速度、深度和相关的技术参数。

③制备水泥浆液

在搅拌机预搅下沉时，后台拌制压注水泥浆液，在压浆前按配合比拌匀后倒入集料斗。拌制浆液前，水泥要过筛。压注水泥浆的配合比必须根据地基和施工条件而定。压注水泥浆中的水灰比和注入量对水泥土的强度及挡水性能起着关键性作用。压注水泥浆的水灰比除直接与水能土强度和挡水性能有关外，还与泥浆泵的压送能力、粘土地基的搅拌均匀性、可施工性等有关，在满足这些施工条件的基础上应尽可能降低水灰比，这对墙体强度及挡水性能是有益的。水泥注入量必须根据土质的种类，地基搅拌的均匀性和可施工性而综合决定。如注入量过多，墙体内的含水量大，从而造成强度及挡水性能降低。

压注水泥浆的标准配合比

（以1m3对象土为单位）

注：①标准配合比：砂土、砂砾土、粘性土（粘土除外）的标准设计强度为0.5Mpa，挡水性能以不影响挖掘钻孔的操作性、即透水系数以K=10-5cm/sec为准。关于粘土及特殊土，需要通过室内试验等来研究配合比。

②在硬质砂层上做先钻孔后造墙施工时，其SMW工法的配合比为水泥280kg/ m3、膨

润土10kg/ m3；泥岩层则为水泥300kg/ m3、膨润土5kg/ m3；先行钻孔的配合比与砂砾

层相同。

③标准配合比在施工中不能随意改变，因此对某些敏感数值应采取优值配合比。

④材料损耗率：钻杆连接次数为0时是5%。为1时是10%，为2时是15%，为3时

是20%；包括钻头冲洗在内的用水递增率为上述数值的5%。又设定标准配合比（注入配合比）时不考虑材料损耗及用水递增率。

水泥固化材料的种类和适用范围

其他添加剂：

膨润土：膨润土具有以下功能：

A.抑制压注水泥浆固结。

B.防止钻孔壁下塌。

C.防止钻孔壁渗水。

增粘剂：添加了增粘剂的压注水泥浆具有抑制地下水渗透、稳定钻孔壁等的效果，主要适用于下述地基：

A.透水性大的地基以及潜流、渗透水等的地下水流相当大的地基。

B.易塌的地基。

C.地下水中含有盐分的场合。

凝固延缓剂：凝固延缓剂用于施工时间长的场合。

其他：根据施工情况，有时可使用分散剂、除水剂等。

④喷浆搅拌

搅拌头下沉到达设计标高后开启灰浆泵，连续压注水泥浆，注浆