淺談蘇州地鐵4號線1標SMW工法樁施工

楊曉虎

摘 要：本文結合蘇州軌道交通4號線Ⅳ-TS-01標的具體實踐，就SMW工法樁施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：SMW樁施工；關鍵工序；技術控制

中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司承建的蘇州軌道交通4號線01標段土建工程主要包括兩站兩區間、一個明挖段、元和停車場±0以下土建部分：蘇虞張路站、蘇蠡路站、元和停車場出入場線～蘇虞張路站盾構區間、蘇虞張路站～蘇蠡路站盾構區間、出入場線明挖段、元和停車場±0以下工程新建箱涵一座、公路橋一座、拆復水閘一座和停車站路基工程。其中，在車站圍護結構工程中采用了SMW工法樁施工，現就其關鍵工序和技術控制進行介紹如下。

SMW是Soil Mixing Wall的縮寫。SMW工法連續墻是以多軸型鉆掘攪拌機在現場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結硬前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥結硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續完整的、無接縫的地下墻體。

1.施工流程

施工準備→導溝開挖→置放導軌→設定施工標志→鉆掘及攪拌→H型鋼插入→固定H型鋼→施工完成SMW→型鋼回收

2.施工準備

2.1 場地準備

施工前先進行場地平整和樁位定位，然后開挖導溝。安裝機械用的場地地基必須能夠經受住機械的振動和壓力。

2.2 水電準備

水、電源接通綜合考慮與鉆孔灌注樁的協調共用；根據施工規模及設備配置情況，計算和確定工地所需的供電量。

2.3 施工參數選擇

主要技術參數的控制：水泥（PO42.5）摻入比：20%；供漿流量：160L/min～180L/ min；漿液配比（水：水泥）：1.5；泵送壓力：1.5～2.5 Mpa；下沉速度：<1m/min<1m/min；提升速度：<2m/min；28天無側限抗壓強度≥1.0Mpa。

2.4 主要機械設備配備

配備三臺灰漿攪拌機、一臺二套三軸攪拌機鉆進成樁，成樁后將鉆機移到下一樁位施工。

3 施工工藝

3.1 測量放樣

根據坐標基點，按設計圖放樁，并設臨時控制樁。

3.2 施做導槽

在沿SMW墻體使用挖掘機在攪拌樁樁位上預先開挖溝槽，溝槽寬約1.0m，深1.5m，并設置定位型鋼。

3.3 鉆機就位與鉆進

鉆進的施工步驟如下：

第一步樁位放樣：施工過程中樁位誤差必須小于50mm。

第二步樁機就位：

移動攪拌樁機到達作業位置，并調整樁架垂直度達到5‰以內

②樁機應平穩、平整，每次移機后可用水平尺或水準儀檢測樁機平臺的平整，并用線錘對立柱進行垂直定位觀測以確保樁機的垂直度，經緯儀檢測頻率為每天至少一次；

③樁機定位后再進行定位復核，偏差值應小于5cm；

④嚴禁發生定位樁及定位線移位，一旦發現挖機在清除導槽溝時碰撞定位樁及定位線使其跑位，立即重新放線；

第三步樁機垂直度校正：樁架垂直度指示針可調整樁架垂直度，并用線錘經緯儀進行校核。在樁架上焊接一半徑為5cm的鐵圈，10m高處懸掛一鉛錘，利用經緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘正好通過鐵圈中心。

第四步樁長控制標志：施工前應在鉆桿上做好標記，控制攪拌樁樁長不小于設計樁長，當樁長變化時擦去舊標記，做好新標記；

第五步水泥漿液拌制：配備了六只水泥漿攪拌桶，一只存漿桶，其上分別懸掛一臺攪拌機，水泥漿在攪拌桶中按規定的水灰比配制拌勻后排入存漿桶，再由二臺泥漿泵抽吸加壓后經過輸漿管壓至鉆桿內注漿孔。水泥漿液的水灰比嚴格控制在1.5左右。

第六步樁機鉆桿下沉與提升、注漿：三軸攪拌樁的施工工藝采用三軸攪拌設備，該設備二根邊軸順轉，中間軸逆轉。該三軸由兩個壓漿管和一個壓氣管組成，壓氣管位于三個軸的中部。采取2攪2噴，鉆桿下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，控制重復攪拌提升速度在0.8～1.0m/min，水泥摻量達到設計要求20%。鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液。待純水泥漿到達攪拌頭后，按計算要求的速度提升攪拌頭，邊注漿、邊攪拌、邊提升，使水泥漿和原地基土充分拌和，直至提升到樁頂設計標高后再關閉灰漿泵，使攪拌樁樁體攪拌均勻，表面密實、平整。樁頂鑿除部分的水泥土也采取上提注漿，確保樁體的連續性和樁體質量；現場設專人跟蹤檢測、監督樁機下沉、提升攪拌速度，并在樁架上每隔1m設明顯標記，用秒表測試鉆桿速度以便及時調整鉆機速度，以達到攪拌均勻的目的，在樁底部分適當持續攪拌注漿至少15s，確保水泥土攪拌樁的成樁均勻性。

第七步攪拌樁的咬合施工：SMW工法施工按連接方式分間隔式雙孔全套復攪式連接和單側擠壓式連接方式兩種（如下圖）。

間隔式雙孔全套復攪式連接：一般情況下均采用下圖施工順序方式進行施工。

SMW工法樁間隔式雙孔全套復攪式施工順序示意圖

單側擠壓式連接方式：對于圍護樁轉角處或有施工間斷情況下采用下圖施工順序進行施工。

SMW工法樁單側擠壓式施工順序示意圖

3.4 型鋼制作與安裝

攪拌樁施工完畢后立即插入700×300mmH型鋼。用吊機起吊H型鋼，靠型鋼自重插入，插入時保證H型鋼的垂直度。型鋼上涂減摩擦材料以減少阻力當型鋼插至設計標高時，用Φ18鋼筋將型鋼固定。操作工藝如下：

（1）H型鋼減摩劑施工

H型鋼的減摩，是H型鋼插入和頂拔順利進行的關鍵工序，施工中成立專業班組嚴格控制，減摩制作主要通過涂刷減摩劑實現：

（2）H型鋼插入

H型鋼就位后，通過樁機定位裝置控制，靠型鋼自重或借助一定的外力（送樁錘）將型鋼插入攪拌樁內。

①型鋼起吊前在型鋼頂端400mm處開一中心圓孔，孔徑約100mm，裝好吊具和固定鉤，根據引設的高程控制點及現場定位型鋼標高選擇合理的吊筋長度及焊接點，控制型鋼頂定位誤差30mm，標高誤差小于20mm；

②型鋼用兩臺吊車合吊，以保證型鋼在起吊過程中不變形。吊裝采用一臺50t的履帶吊和一臺100t的履帶吊先水平三點吊起H型鋼，吊點位置和數目按正負彎矩相等的原則計算確定，在型鋼離地面一定高度后，再由100t吊垂直起吊，50t吊水平送吊，成豎直方向后，用100t履帶吊一次進行起吊垂直就位；

③三軸攪拌樁三軸中心間距為600mm，根據這個尺寸在平行H型鋼表面用紅

漆劃線定位。型鋼定位卡牢固、水平，將H型鋼底部中心對準樁位中心沿定位卡徐徐垂直插入水泥土攪拌樁內，用經緯儀或線錘控制型鋼插入垂直度；

3.5 樁頂冠梁施做

（1）清除SMW攪拌樁樁頂的余土、浮漿并將樁頂水泥土鑿毛，并用清水清洗凈；

（2）按設計要求和構造要求綁扎冠梁鋼筋；

（3）側模采用定型組合鋼模板，支撐體采用50mm×100mm方木和Φ48mm鋼管；

3.6 型鋼拔除與回收

主體工程完工后，用組合拔樁機將型鋼拔出，在H型鋼回收施工前進行型鋼抗拔驗算與拉拔試驗，以確保型鋼的順利回收。

（1）施工順序

起拔機就位、施加油壓反力→吊機就位→起吊H型鋼→空隙灌漿；

（2）起拔H型鋼施工條件

①頂板強度達到設計要求；以保證25t汽車吊及R200能在進行起吊作業；

②清理冠梁上的泥土，直至混凝土冠梁完全暴露出來；

③起拔H型鋼：起拔系統主要是兩臺油壓千斤頂，兩臺最大起拔力為400t，加夾具自重約3t，插入水泥土中H型鋼規格為H700mm×300mm，理論估算起拔力約為11t/m；

④工作區間圍護部分4m～17m主要為粉質粘土，H型鋼起拔后，空隙應灌注水泥漿。

3.7 H型鋼回收后注漿

注漿管選用Φ10mm鋼管，采用焊接將其順水泥土壁插入樁底。注漿材料采用細砂摻加0.5～1.0%高效減水劑及3～7%膨潤土，水灰比控制在0.7，通過高效減水劑及膨潤土調整水泥砂漿的流動性。注漿時采用壓力不小于1.0MPa的注漿泵。。

4 結語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，通4號線01標段SMW工法樁施工合格率100%，完全滿足了設計要求，并為整體工程施工優質高效展開打下堅實基礎。