淺談SMW工法樁在明挖隧道中的施工工藝

江蘇恒基路橋有限公司 江蘇常州 213001

摘要：本文主要介紹SMW工法樁的施工技術、方法、質量控制等。

關鍵詞：施工準備；機械配備；施工工藝；質量控制

1 前言

隨著交通的發(fā)展，城市快速道路的新建項目越來越多。為解決平交道口的擁堵，明挖式下穿隧道是目前普遍采用的立體交叉形式。而作為明挖式下穿隧道兩側的基坑維護，SMW工法樁有時目前普遍采用的結構形式。本文結合青洋路快速化工程中一明挖式下穿隧道工程實例，簡單介紹SMW工法樁的施工工藝。

2 SMW工法樁施工組織與準備

2.1 施工前的準備

2.1.1 按照攪拌樁樁位平面布置圖，確定合理的施工順序及配套機械、水泥等材料的放置位置。

2.1.2 技術人員根據(jù)設計圖紙和測量控制點放出樁位，樁心距用紅色油漆做好標記，保證攪拌樁定位準確，并經(jīng)監(jiān)理復核驗收簽證。樁位平面偏差不大于5mm。

2.1.3 根據(jù)基坑圍護內邊控制線開挖導向溝，并在溝槽邊設置攪拌樁定位型鋼，標出攪拌樁位置和型鋼插人位置。

2.1.4 三軸攪拌機與樁架進場組裝并試運轉正常后方可就位。

2.1.5 采用現(xiàn)澆的鋼筋混凝土施工導墻時，導墻宜筑于密實的粘性土層上，并高出地面100mm，導墻凈距應比水泥土攪拌墻設計厚度增加40～60mm。

2.2 機械配備

攪拌樁施工應根據(jù)項目地質條件與成樁深度選用不同形式或不同功率的三軸攪拌機，在粘性土中宜選用以葉片式為主的攪拌形式；在砂性土中宜選用螺旋葉片式為主的攪拌形式；在砂礫土中宜選用螺旋葉片攪拌形式。與其配套的樁架性能參數(shù)必須與三軸攪拌機的成樁深度和提升力要求相匹配。攪拌機工作電流、立架垂直度、卷揚機功能、攪拌軸的定位導向裝置、注漿泵的工作壓力應符合相關要求。附投入項目SMW工法樁施工機具表。

SMW工法樁施工機具表

序號機具名稱型號數(shù)量作用

1挖掘機WY-1002臺開挖基槽

2三軸攪拌樁機PAS-120VAR3臺水泥土攪拌

3吊機50t3臺吊放攪拌機

4汽吊16/25t2臺吊型鋼

5壓漿泵UBJ-25臺注漿

6空壓機W-6/76臺鑿出樁頭

7振動錘 5臺插入型鋼

8灰漿攪拌機200L5臺拌漿

9千斤頂 2臺起拔型鋼

備注：施工機具的型號及數(shù)量根據(jù)項目的需要可靈活選擇。

3 SMW工法樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

3.2 施工步驟

SMW工法樁施工步驟見下圖。

4 SMW工法樁施工步驟及要求（以H型鋼為例）

4.1 開挖導溝、設置定位型鋼

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1.2m，深1.5m（作用是：1、施工導向，2、臨時堆放置換出來的殘土和泥漿），并設置定位型鋼。

如果做導墻：施工方法和地連墻導墻施工方法一樣；如果采用型鋼：垂直溝槽方向放置兩根H型定位型鋼，規(guī)格為200×200mm，長約2.5m，再在平行溝槽方向放置兩根H型定位型鋼，規(guī)格為300×300mm，長約8～12m。并在導墻或型鋼上面做好樁心位置。

4.2 樁機就位

4.2.1 樁機平面位置控制

用卷揚機和人力移動攪拌機到達作業(yè)位置，使鉆桿中心對準樁位中心。樁機移位由當班機長統(tǒng)一指揮，移動前仔細觀察現(xiàn)場情況，保證移位平穩(wěn)、安全。樁位偏差不得大于30mm。

4.2.2 垂直度控制

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(jīng)緯儀校直鉆桿垂直度，使鉛錘線正好通過鐵圈中心。每次施工前適當調節(jié)鉆桿，使鉛錘位于鐵圈內，即把鉆桿垂直度誤差控制在3‰以內。

4.2.3 樁長控制標記

施工前在鉆桿上做好標記，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。

4.3 攪拌施工順序

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），其中陰影部分為重復套鉆，以保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質量，水泥攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補正依靠重復套鉆來保證，以達到止水的作用。

4.3.1 間隔式雙孔全套復攪式連接，一般情況下均采用圖1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

4.3.2 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圖2施工順序進行施工。

SMW工法樁單側擠壓式施工順序示意圖

4.4 預攪下沉

待攪拌樁機鉆桿下沉到SMW樁的設計樁頂標高時，開動灰漿泵，待純水泥漿到達攪拌頭后，按1m/min的速度下沉攪拌頭，邊注漿（注漿泵出口壓力控制在0.4-0.6Mpa）、邊攪拌、邊下沉，使水泥漿和原地基土充分拌和，通過觀測鉆桿上樁長標記，待達到樁底設計標高。下沉速度可由電機的電流監(jiān)測表控制，工作電流不大于70A。（如下圖）

4.5 制備水泥漿

待鉆掘攪拌機下沉時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。所使用的水泥都應過篩，制備好的漿液不得離析，拌制水泥漿液的水、水泥和外加劑用量以及泵送漿液的時間由專人記錄。

4.6 噴漿攪拌提升

鉆掘攪拌機下沉到設計深度后，稍上提10cm，再開啟灰漿泵，邊噴漿、邊旋轉攪拌鉆頭，泵送必須連續(xù)。同時嚴格按照設計確定的提升速度提升鉆掘攪拌機，噴漿量及攪拌深度必須采用經(jīng)國家計量部門認證的監(jiān)測儀器進行自動記錄。鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液。

4.7 重復攪拌下沉和提升至孔口

為使土體和水泥漿充分攪拌均勻，要重復上下攪拌，但要留一部分漿液在第二次上提復攪時灌入，最終完成一根均勻性較好的水泥土攪拌樁。SMW樁主要施工技術參數(shù)見下表。

SMW樁主要技術參數(shù)表

序號項 目技術指標

1水泥摻量不小于22%

2下沉速度0.8～1.0m/min

3提升速度2.0m/min

4攪拌轉速30～50rod/min

5漿液流量40L/min

4.8 樁機移位

將深層攪拌機移位，重復（4.1～4.6）步驟，進行下一根樁的施工。

4.9 減模劑的調制、涂抹及保護

H型鋼的減摩，是H型鋼插入、頂拔順利進行的關鍵工序。減摩劑要嚴格按試驗配合比及操作方法并結合環(huán)境溫度制備，將減摩劑均勻涂抹到型鋼表面2遍以上，厚度控制在3mm左右，型鋼表面不能有油污、老銹或塊狀銹斑。涂完減摩劑的型鋼在吊運過程中應避免變形過大和碰撞受損。若插入樁體前發(fā)現(xiàn)上述情況，應及時補涂。在施工過程中特別注意以下幾點：

4.9.1 清除H型鋼表面的的污垢和鐵銹。

4.9.2 用電熱棒將減摩劑加熱至完全熔化，攪拌均勻，方可涂敷于H型鋼表面，否則減摩劑涂層不均勻容易產(chǎn)生剝落。

4.9.3 如遇雨雪天，型鋼表面潮濕，應事先用抹布擦去型鋼表面積水，待型鋼干燥后方可涂刷減摩劑。

4.9.4 型鋼表面涂刷完減摩劑后若出現(xiàn)剝落現(xiàn)象應及時重新涂刷。

4.10 插入型鋼

在插入型鋼前，安裝由型鋼組合而成的導向軌，其邊扣用橡膠皮包帖，以保證型鋼能較垂直地插入樁體并減少表面減摩劑的受損。每攪拌1～2根樁，便及時將型鋼插入，停止攪拌至插樁時間控制在30min內，不能超過1h。現(xiàn)場還要準備錘壓機具，以備型鋼依靠自重難以插入到位時使用。

型鋼水泥土攪拌墻中型鋼的間距和平面布置形式應根據(jù)計算和設計圖紙確定，本工程型鋼布置型采用“插一跳一”，如下圖所示：

攪拌樁和內插型鋼的平面布置

如果不采用筒靴下插定位型鋼，安裝型鋼定位卡（如下圖）

型鋼的起吊和下插

4.10.1 型鋼起吊前在型鋼頂端150mm處開一中心圓孔，孔徑約100mm，裝好吊具和固定鉤，根據(jù)引設的高程控制點及現(xiàn)場定位型鋼標高選擇合理的吊筋長度及焊接點。

4.10.2 型鋼用兩臺吊車合吊，以保證型鋼在起吊過程中不變形。吊車起吊噸位根據(jù)計算確定（以25T和16T為例），吊點位置和數(shù)目按正負彎

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