浅议SMW工法应用中存在的技术管理问题工作心得 20xx-12-03
随着SMW工法以其经济、适用、环保等优势越来越被广泛应用于深基坑施工中，特别是沿海地区的软土深基坑止水帷幕中，本文就SMW工法这一建筑施工的应用和技术创新等谈一些个人认识。
1、SMW工法的内容及特点
SMW（Soil-cement Mixed Wall）工法是基于深层搅拌桩施工方法发展起来的，可适用于粘性土、砂性土以及砂砾石等地层中施工。它通过在相互搭接的水泥土搅拌桩内插入H型钢或其他种类的受拉材料，连续并排形成地下柱列式复合挡土围护结构，从而起到防渗、支护作用。
SMW工法作为开挖深度在6～30米的基坑围护形式，同地下连续墙、组合排桩（咬合式钻孔灌注桩或钻孔灌注桩+水泥搅拌桩隔水帷幕）等其他基坑围护形式相比，具有明显的工艺简单、造价低、节约资源、减少地下空间资源的污染以及工期短等优势，具有很大的潜在应用推广市场。
然而，目前由于没有SMW工法基坑的设计规范和施工技术规范，造成了SMW工法的施工质量参差不齐，差异很大，有些甚至影响了基坑的安全，造成了一些事故。为此，本文通过分析SMW工法本身施工应用存在的问题做一些探讨。
2、SMW工法应用存在的典型技术管理问题：
2.1 忽视水泥土强度对基坑施工的影响
SMW工法中水泥土强度低对基坑失稳可能造成的影响：在基坑开挖过程中，随着开挖深度的加深，SMW工法围护的内外压力差加大，挖到基底时达到最大，随着开挖的进行，基底以上的SMW工法水泥土暴露于空气中，强度很快可以达到设计指标，能够满足H型钢之间水泥土局部抗剪的要求。而基底下SMW工法的水泥土强度根据试验数据推断可能很低，不能够满足H型钢之间水泥土局部抗剪的要求，在巨大的内外压力差下，坑外的土体可能从H型钢之间流入基坑内，造成基坑隆起，基坑失稳。我们认为不排除这是SMW工法围护基坑失稳的一种可能，特别是在天津溏沽区基坑开挖10米左右时，基底下土层一般淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土，该土层被动区土压力值非常低，而且该土层中具有明显的触变流动性。这也是SMW工法围护桩外土体通过H型钢之间流入基坑内的重要因素。因此必须对基坑内该土层进行加固，改变其土体物理力学性能，提高被动区土压力。
然而，SMW工法理论上通常认为：水土侧压力全部由型钢单独承担，水泥土桩的作用在于抗渗止水。所以设计中受力计算一般仅考虑由H型钢独立承受作用在围护体上的力，水泥土搅拌桩体仅作为一种安全储备加以考虑。因此造成许多工程管理人员、技术人员忽视了SMW工法中水泥土强度的重要性，甚至以此为借口推脱施工中水泥土强度达不到设计指标的问题。
2.2 忽视基坑坑底加固
目前一些业主、设计单位为了降低造价，减少了对坑底加固的设计措施，施工经验证明：采用坑底土体加固措施对采用SMW工法围护形式的基坑安全非常重要，可以起到暗撑的作用，为降低造价可采用裙边加固加抽条加固的方式。其中裙边加固对提高SMW工法整体性稳定意义很大，同时提高了基坑内侧被动区土体的抗侧压能力，对确保基坑的整体稳定和绝对安全作用重大。但目前实际施工中，地基加固的施工质量差异很大，造成较多地基加固达不到设计要求，效果不明显，因此必须加强地基加固施工作业队伍的市场准入管理和加强现场施工过程控制，确保地基加固效果的实现，提高基坑的整体稳定性。
2.3 SMW工法支护体系的设计与施工问题
（1）SMW工法支护体系的设计问题
根据掌握的基坑施工经验，支护体系中支撑的设计至关重要，特别是首道支撑形式的选择。首道采用钢筋混凝土支撑能有效地控制基坑变形，对基坑施工的安全性能起到重大作用。
（2）开挖过程中支撑体系施工控制问题
在支撑体系中，围檩的刚度对整个支撑结构的刚度影响很大，但目前普遍存在对型钢围檩制作不规范、认识不足的现象，造成了一些因围檩失稳引起的基坑事故。因此设计、施工单位都必须高度重视这个问题。
3、 SMW工法技术管理问题的对策
3.1 从技术和管理两方面提高SMW工法的水泥土强度
3.1.1 SMW工法水泥土强度低的原因分析
从目前SMW工法施工中水泥土强度来看：在SMW工法设计图纸中设计会提出如下设计要求，SMW工法中水泥土28天无侧限抗压强度不小于1.2MPa。但是在实际施工中，通过采用钻孔取芯进行水泥土强度试验证明：普遍地远远达不到1.2MPa的设计要求，而且水泥土强度的离散性很大，同时呈现随深度增加强度递减的规律。某工程水泥土强度试验数据显示：最大0.10MPa，最小0.03MPa，甚至低于相应土层的土体强度。但SMW工法水泥土强度还有一个重要现象：埋在地下时，强度形成非常慢，而一旦随着基坑的开挖暴露于空气中，强度上升非常快，基本三天可以达到设计指标。
在水泥制品中，在能够满足水泥水化反应和施工可行性的前提下，水灰比越低，强度越高，因此选择低水灰比的方案是一个施工原则。
目前SMW工法施工时水泥浆液的水灰比一般为：1.5:1～2:1，主要考虑搅拌后的水泥土中的含水量不能太小，以便H型钢可以靠自重下沉到位。我认为这么高的水灰比存在两点问题：第一，如此高的水灰比，势必造成水泥土强度较低；第二，在水泥土中水泥掺量一定的前提下，越高的水灰比，势必造成水泥浆液灌注量的增加，同时造成产生更多的水泥土浆液溢出，增加外溢水泥土处理成本。
综上所述，降低水泥浆液中水灰比是提高SMW工法中水泥土强度的一个重要因素。
3.1.2 提高水泥土强度的对策
（1）技术手段：在采用辅助措施，能解决H型钢下沉到位的前提下，尽可能采用较低的水灰比，例如：采用振动锤辅助H型钢下沉。其次还可在水泥浆液中掺加一些外掺剂，例如膨润土等。最好的方法是通过现场试验，确定其合理的配比及其强度值。
（2）施工管理手段：目前水泥浆液的拌制大部分采用人工拌制，对浆液的质量人为影响比较大，往往造成水泥用量的减少，水灰比过大，造成水泥土强度低，因此必须加强操作人员的素质教育和质量管理工作，最好是采用先进的自动拌浆系统，减少人为因素的影响。
3.2 确保开挖过程中的基坑稳定
施工单位应根据设计对基坑开挖提出的参数和挖土和支撑施工方案，运用“时空效应”理论，采用分段、分层、平衡、对称的开挖方式，快挖快撑，在限定的时间内和限定的空间内完成开挖及支
撑，做到不超时、不超挖。
3.3 改善围檩的设计与施工
首先设计单位在设计时应对围檩型钢原材料、围檩杆件的加强和焊接制作工艺提出具体的设计要求，例如：双拼型钢的规格型号、双拼型钢之间的焊接要求、双拼型钢焊接后两侧加劲板和型钢腹板处加劲板的具体布置要求、相邻两节围檩接头之间的构造要求等等；在施工过程中，施工单位要严格按照设计图纸采购材料和加工制作钢围檩。建议实现钢围檩的标准化、规范化。
通常钢围檩与SMW工法围护桩H型钢之间的缝隙用快硬细石混凝土填实，待达到强度时，支撑才能施加预应力。目前还有一种较好的工艺，为了保证支撑及时施加预应力，先在钢围檩与H型钢之间的缝隙安放一些铁垫块，施加完预应力后在缝隙间及时填筑细石混凝土。
3.4 加强监测，做到信息化施工
加强监测监控，做到信息化施工是保证基坑工程安全施工的重要手段。施工单位项目经理、技术负责人要高度重视并认真分析每日的监测数据报表，通过对地下水位、地表沉降、围护体位移、支撑轴力等参数的监测，及时根据特征参数的变化，调整施工参数，控制支撑的间排距、支撑轴力的大小、开挖的坡度等，以确保基坑的变形始终处于受控状态，将基坑失稳事故消灭在萌芽中。另外建议监测单位在做好日常监测数据报表外，还应对监测数据变化的原因，从监测单位角度做出必要的分析。对于超过报警值的，及时通知总包管理人员。施工管理人员还必须深入施工现场加强全面的检查，主要为：钢围檩是否有局部受损变形的情况、个别钢支撑是否有松开脱落的可能、SMW工法水泥土桩体是否有局部渗漏及局部松动等现象，对于发现的问题及时采取措施，避免事故发生。
尽管目前SMW工法在应用中还存在上述的各种问题和值得关注的焦点，但是作为一项推广应用的新技术而言，在满足工程技术要求的前提下，选用SMW工法作为围护结构，具有地下连续墙和钻孔灌注桩加隔水帷幕作为围护结构不可比拟的优势， 值得大力推广，希望在今后的施工中能不断的创新和运用。
20xx年x月x日写于天津溏沽 陈磊