SMW工法樁冷縫處理技術探討

杜 紅 燕

(太原市市政公用工程質量監督站，山西 太原 030012)

1 工程概況

本文針對太原市晉源東區綜合管廊工程的SMW工法樁施工來探討，該綜合管廊工程位于太原市晉源東區，工程各段包括太原5條綜合管廊，即古城大街、實驗路、經二路、緯三路、經三路，該綜合管廊工程各段的基本參數如表1所示。綜合管廊工程總長度為10.15 km，管廊埋深在地下6 m～11 m，內壁寬度在8 m～14 m。管廊內部采用分艙式設計，艙內高度3.7 m，最寬的綜合艙寬度接近5 m，在工法樁頂部設置封閉的鋼筋混凝土冠梁，冠梁的尺寸為1 200 mm×800 mm。同時該工程包含控制中心一座，總建筑面積約為1 000 m2。該工程作為我市市政地下綜合公共基礎設施，將囊括給水、熱力、燃氣、通信、電纜、污水、雨水排水等所有地下管線，是目前全國管廊截面面積最大、綜合性最強的管廊工程，總投資額約為106 600萬元。

表1 太原市晉源東區綜合管廊工程各段的基本參數

2 SMW工法樁冷縫的產生原因

2.1 SMW工法樁施工概述

SMW (Soil Mixing Wall)工法樁是在水泥土深層攪拌樁墻體中插入H型鋼或鋼板所形成的一種加勁復合圍護結構。這種施工工藝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土強化劑與地基土進行系統的強制性攪拌，然后在水泥土混合體未固化前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥固化，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續完整的、無接縫的樁柱列式地下連續墻體。

2.2 SMW工法樁冷縫的產生原因

SMW工法樁施工的過程中因超時無法搭接或搭接不良，就會產生冷縫。當出現冷縫時應在接縫處采取補做攪拌樁技術措施(高壓旋噴樁)，確保攪拌樁的施工質量，防止基坑開挖后漏水。造成SMW工法樁不能連續作業產生冷縫的主要原因有四個方面：1)施工過程中發生機械故障而導致工時延長；2)施工過程中遇到外界的不可抗力因素，如惡劣氣候(如風力在6級以上)影響施工安全時；3)征地原因不能保證攪拌樁連續施工；4)由于與相鄰施工單位的工期不一致，容易在接頭部位產生冷縫。

3 SMW工法樁冷縫的處理方案和安全措施

3.1 處理方案

SMW工法樁在施工過程中，如果冷縫一旦出現，那么需要在冷縫處補攪與幾何尺寸相同的攪拌樁的方案。補樁施工需要在之前的攪拌樁達到一定強度后再進行，補樁與先施工攪拌樁搭接尺寸為10 cm，冷縫處理施工示意圖如圖1所示。冷縫處理時三軸水泥攪拌樁的施工應與設計參數相同，下沉和提升過程中均為注漿攪拌，下沉和提升速度必須控制在0.4 m/min～2 m/min內，并且下沉和提升要保持勻速。

此外，按照三軸攪拌樁的施工工藝，三軸攪拌機在開鉆之前應整平場地、測量放線、開挖導向溝槽、SMW攪拌機就位后校正復核樁機水平和垂直度，三軸攪拌機在下鉆時，注漿的水泥用量占總數的60%～70%，而提升時為30%～40%。按照技術交底要求均勻、連續注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設計用水泥漿液必須全部注完。

3.2 安全措施

SMW工法樁在施工前和施工過程中采取的安全措施主要包含三個方面：施工現場、機電設備、危險源控制。

3.2.1施工現場

SMW工法樁在施工前和施工過程中，施工現場所采用的安全措施主要有五個方面：

1)在進入施工現場前，施工人員必須穿好工作服、戴好安全帽等，嚴禁工地不允許穿著進去，并規范佩戴相關的防護用具。

2)施工人員如果在1.5 m以上的高空作業時，必須采取相關的安全措施，如系好安全帶、戴好安全帽等。并且高處作業時，所有工具和材料要嚴格保證放置的位置，避免工具和材料不慎掉落等風險。

3)所有的機械電動設備在啟動使用之前，要嚴格檢查是否有可靠有效的安全接地。非操作人員嚴禁使用和操作所有的機械電動設備。

4)非工作人員嚴禁進入機械吊裝區，吊裝施工前要仔細檢查吊扣是否完好扣合以及吊索和夾鉗的質量，仔細檢查吊裝機械性能的完好性。吊裝施工過程中，嚴禁在吊裝區域下方以及吊臂上站人。

5)工作人員要熟知相應工種的安全技術操作規程。在操作過程中，施工人員應堅守工作崗位，嚴禁酒后以及服用感冒藥等情況下操作機電設備、吊裝機械等。施工人員必須經過專門培訓、訓練和考試，考試合格后頒發崗位證，才能獨立操作相應的機電設備。

3.2.2機電設備

機電設備在SMW工法樁施工過程中扮演著重要角色，因此在施工前和施工過程中，機電設備所采用的安全措施主要有六個方面：

1)施工前應檢查機械、儀表、工具等的完好性，設備完好方可使用。確保電力機械和動力機械設備的穩定性，轉動設備的危險部位要安裝防護裝置和張貼安全提示標語。

2)機械設備和儀表工具在正式使用過程前需要進行試運轉作業，試運轉作業必須嚴格按照機器操作安全規程進行，設備運轉過程杜絕進水和清理，嚴禁將身體部位進入機械運轉的范圍內。

3)所有的機械設備和儀表工具不得帶病運行和超負荷作業，施工人員在施工過程中，若發現設備運轉情況異常或設備故障，應及時通知維修人員盡快修理。

4)按照安全操作規程，在高壓輸電線路下面作業必須要停電，如果不能停電，應建有相應的隔離防護措施。起重機不得在高壓輸電線路下面作業，起重機在經過高壓輸電線路時應將起重臂放下避免觸電。

5)壓力容器使用和放置必須按照壓力容器安全操作規程進行，使用過程中，安全閥和壓力表應該保證正常使用，放置過程中，避免容器放置在高溫、高濕和高鹽分等環境中。

6)在焊接作業過程中，如果焊機發出異常響聲或設備故障，應及時停止使用并通知維修人員盡快修理。

3.2.3危險源控制

SMW工法樁施工的危險源主要為機電設備、吊裝設備、樁架移位作業和拆裝作業，防治危險源措施主要包含以下三點：

1)機電設備和吊裝設備的危險源主要是機械、儀表、電路產生的，施工過程中要避免危險作業、嚴禁違反安全操作規程進行操作。

2)樁架移位過程中，必須有專門工作人員在場。樁機使用前，必須通過設備的驗收，合格后方能使用。樁架拆裝時，在拆裝區域必須設置警戒線，且有專人監護。

3)為減少和杜絕施工冷縫的出現，主要采取三個方面措施：做好機械設備的保養和日常維護工作，并且由專人負責；敦促業主盡快解決征地問題；與相鄰施工單位多聯系，確定施工進度減少接頭冷縫。

4 結語

SMW工法樁施工作為在地下工程施工的重要技術之一。SMW工法樁在施工過程中因超時無法搭接或搭接不良容易產生冷縫現象。以太原市晉源東區綜合管廊項目為例，分析了SMW工法樁冷縫的產生原因，總結了SMW工法樁冷縫的處理方案和安全措施。該研究可以對SMW工法樁施工具有一定的指導意義。