SMW工法桩施工工艺

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摘要：smw工法桩亦称劲性水泥土搅拌桩法，即在水泥土桩中插入H型钢，将承受荷载与防渗挡水结合起来的一种支护结构的围护墙。本文介绍了SMW工法桩的施工工艺，以及技术要点和控制措施。关键词：SMW工法；施工工艺；H型钢；搅拌桩；技术要点中图分类号：C35

文献标识码： A1 SMW工法特点SMW支护结构的特点主要为：施工时基本无噪音；对周围环境影响小；结构强度可靠；凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层；挡水防渗性能好，不必另设挡水帷幕；可以配合多到支撑应用于较深的基坑。此工法在一定条件下可代替地下连续墙，而SMW中H型钢等受拉材料可以回收利用，在费用上大大低于地下连续墙，因而具有较大发展前景。2 施工方案2.1 SMW工法桩施工九沙大道跨运河二通道桥梁及接线工程位于杭州市下沙开发区中心区，本工程7#桥墩基坑的围护结构采用三轴Ф850@600水泥土搅拌桩作止水帷幕及土体加固，水泥土搅拌桩采用标准连续方式施工，搭接形式为全断面套打。水泥土养护时间28天，无侧限抗压强度不小于1.5Mpa。水泥土搅拌桩采用42.5普通硅酸盐，水灰比1.5，水泥体积掺入比22%。2.1.1施工流程图（详见图1）图1 SMW工法施工工艺流程图2.2SMW工法桩施工2.2.1施工场地平整及施工准备根据桩位平面图，确定合理的施工顺序及配套机械、水泥等材料的堆放位置。施工前先进行施工区域内的场地平整，清理施工范围内的地面、地下管线和障碍物等，清除表层硬物，不平处须填素土夯实，并硬化处理。路基承重荷载以能行走50T履带吊及履带式桩机为准。施工现场搭建水泥搅拌施工平台，并在平台附近搭建水泥库，做好计量设备标定和拌浆工作人员的交底工作，在开机钻进前按设计水泥浆参数进行浆液拌制。2.2.2 SMW工法围护桩施工顺序SMW工法围护桩施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，该施工顺序一般适用于N值小于50的地基土，水泥土搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。SMW搅拌桩施工顺序采用单侧挤压式连接方式，示意如图2所示：图2 SMW工法桩施工顺序2.2.3测量放线根据坐标基准点、总平面布置图、围护工程施工图。按图放出桩位控制线，设立临时控制桩，做好技术复核单，提请监理验收。2.2.4开挖沟槽根据基坑围护边线用0.4m3挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为800×1200mm，并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW工法正常施工。2.2.5桩机就位由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；搅拌桩桩位定位偏差应小于10mm。成桩后桩中心偏位不得超过20mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。2.2.6水泥土配合比特别说明：水泥浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为：水泥∶膨润土∶水=1∶0.05∶1.6根据围护施工的特点， 水泥土配比的技术要求如下：⑴设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度的同时，在插入型钢时，尽量使型钢靠自重插入。若型钢靠自重仍不能顺利到位，则略微施加外力，使型钢插入到规定位置。⑵水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时对环境的扰动影响。⑶水泥土和涂有隔离层的型钢具有良好的握箍力，确保水泥土和型钢发挥复合效应，起到共同止水挡土的效果，并创造良好的型钢上拔回收条件，即在上拔型钢时隔离涂层易损坏，产生一定的隔离层间隙。⑷水泥土在型钢起拔后能够自立不塌，便于充填孔隙。⑸根据设计要求，结合工程实际，拟订此次SMW工法围护桩的水泥浆液配合比为：①水泥采用普通硅酸盐水泥，标号不低于D42.5级；②水灰比为1.5～2.0；③水泥浆比重1.33～1.29，回掺加固水泥掺入比为10%；④SMW工法搅拌桩水泥掺量≥20%，即每立方米搅拌桩体中水泥掺量≥360kg；⑤桩身28天无侧限抗压强度≥1.5MPa。⑹SMW工法搅拌桩施工时每班组都须按规定制作试块，自然条件养护28天，试块强度必须达到设计要求。2.2.7制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻SMW搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入。注浆压力：4～6 MPa，注浆流量：150～200L/min/每台。2.2.8钻进搅拌SMW工法围护桩桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度为0.5～1.0m/min；提升速度为1.0～2.0m/min；在桩底部分重复搅拌注浆。并做好原始记录。2.2.9清洗、移位将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下一根桩的施工。2.2.10施工冷缝处理施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。图3 施工冷缝处理示意图2.2.11型钢原材料进场验收型钢进场由项目部质检人员配合监理单位对型钢进行实测验收。2.2.12型钢加工制作型钢的加工制作首先必须符合国家标准《钢结构工程施工验收规范》（GB50205―2001）的要求。2.2.13插入型钢搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。H型钢使用前，在距其顶端25cm处开一个中心圆孔，孔径约8cm，并在此处型钢两面加焊两块各厚1cm的加强板，其规格为450mm×450mm，中心开孔与型钢上孔对齐。根据高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差，在型钢两腹板处外侧焊好吊筋（φ12线材），误差控制：a.在±5cm以内，型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。b.安装好吊具及固定钩，然后用50吨吊机起吊H型钢，用线锤校核其垂直度。c.在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，采用线锤控制垂直度。d.H型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。e.若H型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。2.2.14型钢拔除主体结构施作完毕且恢复地面后，开始拔除H型钢，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。H型钢拔出后及时对桩体内部空隙填充C20纯水泥浆封孔，以控制变形量。1、施工安排：承台施工完毕且回填土完成，开始拔除H型钢，本工程起拔H型钢正常情况下拟采用两台16t汽车吊各配备一组千斤顶，每组两个千斤顶（型号为QD-200T）。2、H型钢拔除H型钢拔除施工程序①平整场地②安装千斤顶③吊车就位④型钢拔除⑤孔隙填充3、平整场地a.拔H型钢前，必须先进行顶圈梁上的清土工作，以保证千斤顶垂直平稳稳放置。b.工作面上物件清理干净，以满足16吨吊车起拔型钢为准，16吨汽车吊净重为24.3吨，后两轮间宽为1.8米；以型钢内侧6.5米以上距离，并有拔出H型钢后的堆放场地和运输H型钢的通道。c.根据本工程的实际情况，并留出足够的操作面和通道。d.桥墩混凝土达到100%设计强度，与围护桩之间回填密实后，方可拔出型钢，型钢采用跳孔拔除。拔除型钢的同时，搅拌桩空隙内跟踪灌浆C20纯水泥浆 封孔。4、安装千斤顶将二个千斤顶（型号为：QD-200T）平稳地放在顶圈梁上，要拔出的H型钢的两边用吊车将H钢起拔架吊起，冲头部分‘哈夫’圆孔对准插入H型钢上部的圆孔，并将销子插入，销子两边用开口销固定以防销子滑落，然后插入起拔架与H型钢翼羽之间的锤型钢板夹住H型钢。5、型钢拔除开启高压油泵，二个千斤顶同时向上顶住起拔架的横梁部分进行起拔，待千斤顶行程到位时，敲松锤型钢板，起拔架随千斤顶缓慢放下置原位。待第二次起拔时，吊车须用钢丝绳穿入H型钢上部的圆孔吊住H型钢。重复以上工序将H型钢拔出。7、孔隙填充为避免拔出H型钢后其空隙对北侧地铁的影响，拔出H型钢后须立即按照设计要求进行填充。2.2.15报表记录施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。每天要求做一组10×10×10cm试块，试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头边的土，试块制作好后进行编号、记录、养护，到龄期后由监理单位随机抽取几组送实验室做抗压强度试验，28天龄期无侧限抗压强度要求不小于1.5MPa。2.2.16施工监测本工程邻近地铁和运河，深层搅拌桩施工的挤土效应会对地铁隧道产生一些影响，因此在施工过程中由建设单位及项目部分别委托有资质的单位对周围环境进行变形监测，做到信息化施工。3 参考文献1.《型钢水泥土搅拌墙技术规范》（DGJ08-116-2005）；2.《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）；3.《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；4.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120--99）；5.行业标准《型钢水泥土搅拌桩技术规程》（JGJ/T199-2010）；6.浙江省工程建设标准《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（DB33/T1082-2011）；7.九沙大道跨运河二通道桥梁7#墩 基坑围护设计方案；8.九沙大道跨运河二通道桥梁7#墩 SMW工法桩施工方案。