SMW工法桩成桩垂直度合格率的研究

孙胜凯,滕志鹏,孙率尧

（中建八局科技建设有限公司）

【摘要】 SMW工法连续墙于1976年在日本问世。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。尽管SMW工法在应用中还存在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。因此作为施工企业就必须加强SMW工法的施工管理和技术创新工作，树立在SMW工法施工方面的品牌效应，提高企业在竞标方面的竞争力。

【关键词】 SMW工法桩；住宅；垂直度；施工优化

Study on the verticality pass rate of SMW pile formation

SUN SHENG KAI,TENG ZHI PENG,SUN SHUAI YAO

(Department: China Construction Eighth Engineering Bureau Technology Construction)

[Abstract] The SMW method of continuous wall was introduced in Japan in 1976, the SMW method is to use multi-axial drilling mixer to drill to a certain depth at the site, and at the same time, spray cementitious reinforcing agent at the drilling head and mix with the foundation soil repeatedly, and then overlap and lap construction is adopted between the construction units, and then H-beam or steel plate is inserted as the stress reinforcing material of the cementitious soil mixture before it hardens, and then a certain strength and rigidity of a continuous and complete underground wall without joints will be formed. Until the cement hardens, a continuous and complete underground wall without joints is formed with certain strength and stiffness. Although there are still various problems and focuses of concern mentioned above in the application of SMW method, as a new technology for popularization and application, under the premise of meeting the requirements of engineering technology, the selection of SMW method as the enclosure structure has the incomparable advantages of diaphragm wall and drilled piles plus waterproof curtain as the enclosure structure. Therefore, as a construction enterprise, it is necessary to strengthen the construction management and technological innovation of SMW method, establish the brand effect in SMW method construction, and improve the competitiveness of the enterprise in bidding.

[Keyword] SMW piles; Residential; Perpendicularity; Construction optimization

1.引言

SMW工法是Soil-Mixing Wall的简称，最早由日本成幸工业株式会社开发成功。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，利用该墙体真接作为挡土和止水结构。其要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的基坑工程。

2.项目概况

浦开顶科住宅项目为商品住宅及保障房工程，工程名称为：临港新片区顶尖科学家社区H07-08、I05-04地块商品住宅项目，地处上海市浦东新区，本工程建筑面积约为14.8万㎡，包括：17栋商品住宅、1栋保障房、2个门卫、2个垃圾用房及3个P站，整体设置一层地下室，部分区域为二层地下室。

本工程H07-08地块相对标高±0.000为绝对标高6.150，自然地坪相对标高约-0.950；本工程I05-04地块相对标高±0.000为绝对标高5.800,自然地坪相对标高约-0.800。

3.课题选择

3.1 施工概况

基坑采用顺作法施工，采用∅850@600三轴搅拌桩内插H700x300x13x24型钢作为围护结构，地下二层型钢插二跳一，地下一层型钢插一跳一；基坑内部高低差分隔区域采用∅600桩径钻孔灌注桩排桩结合∅850@600三轴水泥土搅拌桩隔水帷幕作为围护结构。H07-08地块地下一层区域设置一道砼支撑，地下二层区域设置两道砼支撑。I05-04地块地下一层区域设置一道钢支撑，地下二层区域设置两道砼支撑。

3.2 课题策划

1、质量要求：三轴搅拌桩内插H型钢围护施工属于隐蔽工程施工,对项目部提出了更高的要求。 

2、创效要求：三轴搅拌桩内插H型钢围护具有较高的社会效益和经济效益。

3、安全要求：本工程涉及到的不良地质条件主要有：明浜、浅部粉性土、软弱土等，将直接影响到基坑的止水效果和围护安全。

4.现状调查与目标设定

4.1 现状调查

4.1.1 施工问题

为了提高三轴搅拌桩内插H型钢围护成桩垂直度，2023年12月3日，小组选取一段试验段进行试桩，12月4日小组对已经完成的80只试验桩进行了质量调查，合格率仅为85%，针对存在的问题，进行了统计分析，并归纳总结如下：

表4.1-1  调查数据表

序号	因素	频数
1	H型钢垂直度不足	24
2	喷浆量不足	3
3	桩距不均	2
4	桩长不够	1

4.1.2 质量问题排列图

根据现存的问题，绘制排列图如下：

图4.1-1  问题排列图

4.1.3 结论

通过饼状图我们可以直观的看出，“H型钢垂直度不足”质量问题的累计频率为80%，是造成三轴搅拌桩内插H型钢围护成桩施工垂直度问题的主要因素。

4.2 目标设定

4.2.1 改进目标

提高三轴搅拌桩内插H型钢围护成桩垂直度合格率到97%

4.2.2 可行性分析

从上述图表我们看出“H型钢垂直度不足”占了整个不合格点数的80% ，是制约三轴搅拌桩内插H型钢围护成桩垂直度的A类问题。如果解决这个问题，三轴搅拌桩内插H型钢围护成桩垂直度合格率将达到：85%+（1-85%）×80%=97%。

4.2.3 原因分析

经过网上查询相关资料、咨询相关专业人员、外出观摩三轴搅拌桩内插H型钢围护工法施工现场，收集、掌握了一部分三轴搅拌桩内插H型钢围护工法施工的过程控制方法、成桩质量控制的相关资料分析出各种影响因素。

5.要因确认

小组对根据关联图分析提炼得出的11项末端因素，采用现场调查、现场测试等方法逐一进行了认真的分析和要因确认，确认要因如下：

1、水泥受潮结块强度降低；

2、操作方法不当；

3、现场执行施工顺序不合理。

6.对策制定及实施

6.1 制定对策

针对小组调查确认的3个主要原因，小组召开对策方案讨论会，通过对各种方案的比选后，选择最优方案按 “5W1H”的原则制定如下对策及措施，具体如表。

要因	措施
工人质量意识差	1.采用BIM场景模拟对班组培训后，进行测试考核。 2. 加强对工人质量教育与技术交底，在每次班前会进行相关安全质量交底，在组织召开表彰大会中，对工人现场施工中存在的质量问题进行交底。
水泥受潮结块	1.制定严格的水泥存放验收管理制度，明确验收流程，落实责任人； 2.对每日现场堆放的水泥仓库进行检查，不同规格的水泥抽检数量不少于10%；及时剔除不合格品，受潮率20%以上舍弃不用，严禁流入下道工序。
操作方法不当	1.调整转速，参考类似工程，结合试桩结果进行技术调整 2.严格落实泥浆指标检测，不符要求禁止灌注

6.2 对策实施

1、运用BIM场景模拟加强各个工序的直观、详细交底；2023年1月5日，小组组织所有参与三轴搅拌桩施工的人员进行考试，考核结果全部达到80分以上，所有人员对工艺做法及标准均能熟练掌握，考核全部合格。同时在现场施工过程中结合BIM场景模拟现场交底。

三轴搅拌桩施工流程图

2、加强对工人质量教育与技术交底，在每次班前会进行相关安全质量交底，在组织召开表彰大会中，对工人现场施工中存在的质量问题进行交底，并进行现场提问。

3、参考类似工程，结合试桩结果，考虑现场操作难度，针对钻机钻速进行如下调整，并对施工作业人员重新进行技术交底。降低转速，从根本上降低钻进与提升速度

4、严格落实泥浆指标检测，不符要求禁止灌注

7.效果验证

7.1 现场效果检查

小组成员严格按小组制定的对策组织实施，于2022年12月28日对活动后的SMW工法桩垂直度进行了检查，共检查120个点，不合格点3个，合格率达97.5%。实现了课题设定的目标，比预期目标值高出0.5%。

7.2 效益分析

1、技术效益

本次QC活动，不仅成功解决了成桩垂直度合格率的问题，积累了丰富的三轴搅拌桩施工经验。而且，在实施中形成的《提高SMW成桩垂直度合格率技术总结》，为将来搅拌桩施工提供新的技术措施，具有较好的推广意义。

2、经济效益

故以本项目为例，经过活动提升后，可节约费用为：

型钢柱工程量*返修率差值*修补综合单价-小组活动支出费用=464.64*11.72%*364.37-4500=15342.06元

3、社会效益

本次QC活动，提高了钢筋直螺纹连接接头一次验收合格率，保证了工期和质量，受到了监理和业主的一致好评，社会效益良好。

8.总结展望

对于本次活动的成果我们进一步总结提炼，主要是结合BIM模拟的施工场地和施工过程整理成册形成作业指导书，不仅用于对分包施工人员的培训，也用于对管理人员的学习，并形成施工工法，在公司推广，为今后类似工程施工提供指导。

活动小组对检查的结果及时地对施工班组进行通报，在工程例会中进行总结，对问题认真地进行剖析，提出改进措施，通报奖罚结果，做好操作班组的思想工作。确保质量管理全面有效长期地开展，从而推动质量的不断提高。

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