摘要：SMW工法桩是一种具有挡土和止水两种功能的围护结构，近年来在污染地块修复工程基坑支护中得到广泛应用。文章详细分析了污染地块修复工程施工准备阶段和工程实施阶段，重点关注SMW工法桩施工工艺、施工质量安全控制要点和基坑监测，同时着重探讨了基坑开挖过程中采用钢板桩+水平钢支撑+SMW工法桩围护形式的质量安全控制，对污染地块修复工程基坑支护技术的研究具有重要的工程应用价值，对保证工程质量和地块周边环境安全具有重要意义。

　　关键词：污染地块修复工程；基坑支护；SMW工法桩；质量安全控制；基坑监测

　　0引言

　　近年来，随着我国城市化进程的快速推进，许多工业企业搬迁后留下大量潜在污染地块，引起社会广泛关注。这些地块的污染程度不一，具有隐蔽性、累积性、难以逆转、长期性、难以修复以及复杂性等特点，需要进行调查、风险评估和治理工作，以实现地块的再利用[1-2]。在污染地块修复工程中，污染土壤的异位修复往往需要进行基坑开挖工作，开挖出的污染土壤转运至修复区域进行处理。根据《上海市土壤污染防治条例》(自2023年10月1日起施行)，土壤污染修复工程中涉及开挖深度≥5 m的深基坑，应严格贯彻落实国家和上海市有关土壤修复的环境技术规范和安全管理规定，制定深基坑开挖专项施工方案，并组织专家评审会进行方案论证，经过专家评审论证通过后才能实施[3]，生态环境行政主管部门在进行此类工程时应向住房和城乡建设行政主管部门告知相关信息，住房和城乡建设主管部门有责任加强对涉及深基坑开挖施工安全的监督管理。在污染地块修复工程中，基坑支护的应用越来越广泛，并发挥着不可替代的作用。

　　水泥土搅拌桩墙(soil mixing wall，SMW)是一种围护结构，通过在水泥土桩内插入H型钢、拉森式钢板桩、钢管等材料，实现承受荷载和防渗挡水，具有挡土和止水两种功能。在污染地块土壤修复工程中，SMW具有广泛的应用前景。此外，SMW施工完成后的型钢能够回收利用，具备了工艺简单、操作方便、施工周期短、对周围环境影响较小等优点，从而大大降低了施工成本[4]。文章基于已有的理论研究和工程实践，并结合国家和地方污染地块修复工程环境管理要求，详细分析了污染地块修复工程中SMW工法桩施工质量安全控制的关键要点，这为污染地块修复工程的顺利进行提供了理论基础，具有重要的理论研究价值和工程应用意义。

　　1施工准备阶段控制要点

　　1.1专项施工方案审查

　　为了加强对污染地块修复工程中涉及危险性较大的基坑工程的安全管理，有效预防和遏制安全事故的发生，根据2018年住建部发布的《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部令第37号)和2023年上海市住建委发布的《上海市建设工程危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则》(沪住建规范〔2023〕15号)，在污染地块修复工程进行基坑开挖前，建设单位、修复施工单位和监理单位应各尽其责，共同做好以下工作。

　　(1)建设单位应向污染修复施工单位提供市政地下管线图纸资料以及工程地质勘察报告，包括电力、给排水、燃气、通信等。在土壤修复施工过程中，若发生重大危险情况，建设单位应立即向上级行政主管部门报告。

　　(2)修复施工单位应根据相关规定组织专项施工方案的编制、审批和专家论证。该方案需要由修复施工单位的技术、质量和安全部门的专业技术人员进行审核并签字，审批合格后报送监理单位，经总监理工程师审核并签字。对超过一定规模的危险性较大的基坑开挖工程的专项施工方案，修复施工单位需组织召开专家论证会，方案需经修复施工单位技术负责人审核签字、总监理工程师审查签字、建设单位项目负责人审批签字同意后，方可按照方案进行实施。

　　(3)监理单位应对专项施工方案进行审查，并编制监理实施细则，确保基坑工程施工的安全和质量。具体工作包括：第一，审查SMW工法桩施工工艺流程；第二，审查水泥搅拌桩的水泥掺量及水灰比；第三，审查施工临时用电方案；第四，审查修复工程基坑开挖及降水方案；第五，审查污染地块修复基坑工程SMW工法桩监测方案。

　　1.2人员、机械、材料审查

　　审核修复施工单位的企业资质证书，审核项目经理、项目技术负责人、专职安全管理人员、特种作业人员的资格证书；审核机械和材料的质量证明文件，包括搅拌桩机、挖掘机等的出厂合格证和质量检测报告，审校水泥出厂单位的合格证以及水泥3 d、28 d的质量检测报告；对进场H型钢进行外观检查以及质量证明文件审核。

　　2工程实施阶段控制要点

　　2.1 SMW工法桩施工流程

　　SMW工法是利用多轴深层搅拌桩机，在钻头钻进土体的过程中注入水泥浆液，经过反复搅拌并充分与土体混合，形成水泥土搅拌桩，再插入H型钢等芯材的一种施工方法。这种方法形成的水泥土搅拌桩墙，具有挡土和隔水效果，是一种新型的深基坑支护结构[5]。污染地块修复工程SMW工法桩施工工艺流程图如图1所示。

　　在SMW工法桩工程施工前，修复施工单位依据建设单位提供的工程地质勘察报告、地下管线等文件资料，对地块进行平整。为确保搅拌桩机后续正常施工，地块平整过程中如遇到洼地、明浜、地下混凝土石块、地下阴井、地下管桩等特殊情况，应及时破除桩位处地上及地下的一切障碍物。污染区域桩位放样后通知监理工程师现场复核确认，桩位平面偏差不大于5 mm，经监理复核确认后，修复施工单位根据基坑围护内边线开始开挖沟槽，并设置定位型钢。待现场搅拌桩机及机架安装、调试正常后，方可开始进行搅拌桩施工。施工前应按照成桩试验确定搅拌桩的下沉速度、提升速度、搅拌喷浆时间、水泥掺量、水泥浆液水灰比、泥浆比重、搭接长度、桩长等工艺参数，需开展成桩试验且不宜少于2根，在施工过程中应严格按照规范要求进行质量控制。在搅拌桩施工结束前30 min内，H型钢应靠自重插入。在H型钢插入前，先将H型钢在干燥条件下除锈，然后在其表面涂抹减摩剂，以方便后续拔出型钢以回收，拔出后留下的桩孔隙应进行注浆填充，确保密实。

　　2.2三轴水泥土搅拌桩施工质量控制

　　水泥土搅拌桩施工的搅拌桩机一般采用两轴或三轴搅拌桩机，成桩工艺一般采用两喷三搅工艺。三轴水泥土搅拌桩使用的水泥材料，宜采用不低于P.O 42.5级的普通硅酸盐水泥，其中水泥掺量≥20%，水灰比范围为1.5～2.0，桩机搅拌下沉速度宜控制在0.5～1.0 m/min，提升速度宜控制在1～2 m/min，施工过程中保持桩机钻头匀速下沉或匀速提升[6-7]。采用两喷三搅的成桩工艺施工流程为：搅拌桩机就位及复核校正→桩机钻头的第一次预搅下沉施工→桩机钻头的第一次喷浆搅拌提升施工→桩机钻头的第二次搅拌下沉施工→桩机钻头的第二次喷浆搅拌提升施工→桩机停止喷浆→桩机钻头的第三次搅拌下沉→桩机钻头的第三次搅拌提升至孔口→桩机停止搅动→桩机移位→进入下一根搅拌桩施工。在水泥土搅拌桩施工过程中，相邻工程桩搭接的施工时间间隔不宜大于24 h，若搭接的间歇时间太长与下一根无法进行搭接时，应得到设计单位的认可后，在未搭接区域采取局部补桩或注浆措施，成桩时的垂直度偏差≤1/200。基坑工程开挖前应先检测搅拌桩的成桩施工质量，主要包括桩身完整性、桩身强度以及渗透系数等，钻取成桩后28 d龄期的桩芯样品，现场钻取的桩芯样品立即进行密封并开展无侧限抗压强度试验和渗透性能试验。桩芯样品取样数量不应少于总搅拌桩数量的2%，且不得少于3根。每根搅拌桩桩芯的取样数量不宜少于5组，且每组不宜少于3件试块，其28 d龄期的无侧限抗压强度应≥1.0 MPa，渗透系数应≤1×10-7 cm/s[8]。

　　常见SMW工法桩施工形式是在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢，形成一种具有挡土、止水复合功能的结构[9]。常见三轴搅拌桩的直径规格有650、850和1 000 mm。一般情况下，采用单排挤压式的施工顺序进行施工，每幅桩之间的搭接长度为250 mm，在有转角处或施工间断情况下，采用间隔式双孔全套复搅式的施工顺序进行施工，两种SMW工法桩施工顺序示意图如图2和图3所示(以φ650 mm 400 mm三轴水泥土搅拌桩为例)。

　　2.3型钢施工质量控制

　　一般SMW工法桩中内插的劲性芯材宜采用H型钢，H型钢的型号根据搅拌桩直径来选取。当搅拌桩的直径为650 mm时，内插H型钢的截面规格宜采用H500 mm×300 mm、H500 mm×200 mm；当搅拌桩的直径为850 mm时，H型钢的截面规格宜采用H700 mm×300 mm；当搅拌桩的直径为1 000 mm时，内插H型钢的截面规格宜采用H800 mm×300 mm、H850 mm×300 mm。常用的H型钢为密插型、插二跳一型以及插一跳一型三种布置形式。在搅拌桩施工结束前30 min内，H型钢依靠自重向下插入，如果型钢插入比较困难时，可采用振动锤使型钢振动下沉，同时需注意垂直度和深度要求，确保垂直度≤1/200。对进场的H型钢的外观和质量证明文件进行审查，每批次型钢的检验项目包括表面质量、尺寸外形、重量偏差、化学成分、拉伸、弯曲、冲击等。以H400 mm×400 mm×13 mm×21 mm为例，H型钢规格的表示方法为：H型钢的宽度B值为400 mm，高度H值为400 mm，腹板厚度t1值为13 mm，翼缘厚度t2值为21 mm。H400 mm×400 mm×13 mm×21 mm型钢截面图如图4所示。

　　2.4基坑开挖安全质量控制

　　以上海某污染地块修复项目为例，土壤污染深度为6 m，基坑工程的安全等级为三级，基坑工程的监测等级为三级，修复施工单位在基坑开挖前，按照相关规定组织专项施工方案的编制、审批和专家论证，并在施工期间对基坑支护整体结构、邻近建(构)筑物、地下管线、周边地表、地下水位等周围环境开展监测[10]。基坑挖深6.0 m的区域采用拉森IV号小齿口钢板桩+一道水平钢支撑(局部对撑和角撑)+SMW工法桩的围护形式，拉森IV号小齿口钢板桩的长度L为12 m，间距为400 mm；水平钢支撑采用φ609 mm×16 mm钢管，局部角撑采用H400 mm×400 mm×13 mm×21 mm型钢，围檩采用1 000 mm×600 mm的砼围檩；靠近市政道路一侧采用SMW工法，φ650 mm 400 mm的三轴水泥土搅拌桩桩长L为14 m，水泥掺量为20%，内插入H500 mm×300 mm×11 mm×18 mm型钢，长度为13 m，插一跳一，间距800 mm。污染地块修复工程基坑支护截面图如图5所示。

　　污染地块修复工程基坑开挖过程中，其质量控制主要包括以下几点：

　　(1)采取污染土壤异位修复的工程，基坑开挖前施工单位需编制并提交详细的污染土壤清挖专项施工方案，并向现场施工人员做好安全、质量技术交底并签字；监理单位需仔细审核施工组织设计、清挖专项施工方案等相关文件，并提出审核修改意见；监理工程师现场确认基坑开挖边界、开挖深度、清挖面积、清挖方量、清挖效果是否达到修复技术方案要求。

　　(2)对基坑开挖边界控制点放样复核。修复施工单位依据建设单位提供的水准点，对地块控制点进行引入，再依据地块控制点定位基坑开挖边界控制点，监理单位现场旁站记录，并采用测量仪器对现场基坑开挖边界控制点进行复核，检查基坑边界开挖范围是否符合修复技术方案、施工组织设计及污染土壤清挖专项施工方案的要求。

　　(3)在进行基坑开挖时，必须严格按照基坑开挖专项方案中规定的开挖路线、顺序、范围、标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置进行，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖”的原则。基坑挖土方式会对支护结构的荷载产生影响，因此应尽可能使基坑支护结构受力均匀，以减少基坑的变形，采用分层、分段、均衡、对称的方式进行基坑开挖[11-12]。

　　(4)基坑在阶段性清挖完成并获得监理单位现场复核确认后，应通知效果评估单位到场对基坑底部及基坑侧壁进行效果评估验收采样。基坑底部的土壤样品采集数量应根据底部面积确定，并划分采样单元；基坑侧壁的土壤样品采集数量则应根据基坑区域周长确定，均匀划分横向采样单元。

　　2.5基坑监测

　　在污染地块修复工程基坑开挖过程中，需要对基坑支护结构以及周围环境包括邻近建筑物、地下管线等进行监测。监测内容包括监测项目、监测频率以及监测报警值等。通过及时提供监测资料和依据，以及采取有效的工程技术措施和对策，确保基坑支护结构和周边环境的安全。根据基坑工程的安全等级、周边环境保护等级以及地质条件复杂程度，基坑工程监测等级可划分为一级、二级和三级。根据基坑开挖深度的不同，基坑工程的安全等级也相应分为三个等级：当基坑开挖深度≥12 m时，属于一级安全等级；当基坑开挖深度＜7 m时，属于三级安全等级；其他情况的基坑，则属于二级安全等级[13]。污染地块修复基坑工程SMW工法桩主要监测项目和报警值如表1、表2所示。

　　3结语

　　文章针对污染地块修复工程施工准备阶段和工程实施阶段展开深入探讨，详细分析了SMW工法桩施工工艺、施工质量安全控制要点以及基坑监测三大内容，重点探讨了在污染地块修复工程基坑开挖过程中采用的钢板桩+水平钢支撑+SMW工法桩复合围护形式，可确保土壤修复工程的质量安全并保障地块周边的环境安全。这种施工工艺具有较广泛的适用性，在污染地块修复工程基坑围护方面具有较大的借鉴意义。

　　参考文献：

　　[1]丁亮,王水,曲常胜,等.污染场地修复工程二次污染防治研究[J].生态经济,2016,32(10):189-192.

　　[2]马妍,董彬彬,杜晓明,等.北京市工业污染场地修复现状、问题及对策[J].环境工程,2017,35(10):120-124.

　　[3]刘健.深基坑工程质量安全管理措施的探讨[J].工程质量,2012,30(3):5-7.

　　[4]沈华枢,全美英.探析深基坑SMW工法桩围护施工监理质量安全控制[J].工程施工技术,2017(2):173-174.

　　[5]胡琦,何品品,方华建.SMW工法在超大深基坑工程中的应用[J].地基处理,2020,2(1):48-52.

　　[6]叶凌志.基于SMW工法的基坑支护方案在软土地基的应用[J].建筑安全,2023,38(1):14-19.

　　[7]李涛.SMW工法桩在深基坑支护施工中的应用[J].散装水泥,2023(5):95-100.

　　[8]龚欢.浅谈水闸基坑SMW工法桩围护结构施工及质量控制[J].城市道桥与防洪,2021(6):214-216.

　　[9]齐波.SMW工法在基坑支护中的应用与研究[D].武汉:中国地质大学,2007.

　　[10]钱滔,陶*,金韵哲,等.SMW工法+支撑体系基坑工程变形监测及变化规律分析[J].江苏建筑,2020(4):108-110.

　　[11]章鹏.某深基坑SMW工法桩支护应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2014.

　　[12]吴小敬,吕卫东.SMW工法+钻孔灌注桩结合预应力锚杆在深基坑围护中的应用[J].施工技术,2017(5):138-140.

　　[13]蒋宿平.基坑监测技术的研究与应用[D].长沙:中南大学,2010.