地鐵工程中SMW工法樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

董思奇

（北京城建中南土木工程集團(tuán)有限公司，北京100024）

0 引言

SMW 工法樁施工技術(shù)是20世紀(jì)70年代末由日本一家建筑企業(yè)在研究過(guò)程中開(kāi)發(fā)的一套施工技術(shù)。該施工技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，需要在相互連接的水泥土墻中插入型鋼，從而形成一種具備高強(qiáng)度和高度結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。而SMW 工法樁施工技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中具有造價(jià)成本較低，并且施工迅速的特征，尤其是在地下軌道施工建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于地下環(huán)境的破壞以及影響較小。當(dāng)前，SMW 工法樁施工技術(shù)以其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在我國(guó)軌道交通建設(shè)過(guò)程中獲得了廣泛的應(yīng)用。

1 SMW 工法樁施工技術(shù)

1.1 施工區(qū)域的前期準(zhǔn)備工作

在施工設(shè)備正式入場(chǎng)之前，需要對(duì)施工建設(shè)區(qū)域進(jìn)行平整工作，尤其是遇到施工區(qū)域地表較硬的情況下，還應(yīng)該進(jìn)行注水預(yù)攪工作，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地表的軟化處理。由于軌道交通建設(shè)涉及地下基坑挖掘，為了避免地下水影響到施工建設(shè)質(zhì)量還應(yīng)該提前設(shè)置好排水溝以及集水井。如果建設(shè)區(qū)域的施工場(chǎng)地過(guò)軟，也會(huì)影響到SMW 工法樁施工技術(shù)的應(yīng)用，因此在施工場(chǎng)地土層過(guò)軟的狀況下，還應(yīng)該應(yīng)用粗砂或細(xì)石進(jìn)行額外鋪設(shè)。

1.2 施工放樣環(huán)節(jié)

在放樣環(huán)節(jié)中需要根據(jù)前期規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工放樣定位工作，并且準(zhǔn)確標(biāo)記好不同建筑結(jié)構(gòu)和建筑區(qū)域。由于軌道交通工程建設(shè)過(guò)程中周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)在施工時(shí)很可能會(huì)由于多方作用力而出現(xiàn)變形問(wèn)題，為了有效解決這一問(wèn)題，還應(yīng)該注重提前將圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿中心線兩邊外放五厘米左右，在放樣完工之后，需要對(duì)放樣位置進(jìn)行復(fù)核以及驗(yàn)收工作。

1.3 開(kāi)挖導(dǎo)向溝槽

在挖掘?qū)驕喜鄣倪^(guò)程中，需要應(yīng)用挖掘機(jī)沿基坑維護(hù)的內(nèi)邊線預(yù)先開(kāi)挖導(dǎo)向溝，如果在開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到地下障礙物，還應(yīng)該及時(shí)清除。除此之外，需要對(duì)導(dǎo)向溝挖掘出的余土進(jìn)行規(guī)范處理，確保挖掘過(guò)程中導(dǎo)向溝的尺寸以及規(guī)格，同時(shí)，確保挖掘過(guò)程中樁機(jī)始終沿水平線方向行走。

1.4 型鋼以及樁孔的定位

在施工過(guò)程中，需要在垂直以及平行導(dǎo)向溝的位置分別按照設(shè)計(jì)規(guī)格尺寸放置兩根型鋼進(jìn)行定位。注意在轉(zhuǎn)角處放置的H 型鋼與維護(hù)裝置的中心線之間必須達(dá)到45o，如果無(wú)法確保型鋼的擺放位置，還應(yīng)該應(yīng)用定位卡對(duì)型鋼進(jìn)行二次定位。然后需要對(duì)攪拌樁孔進(jìn)行定位，在對(duì)攪拌樁孔進(jìn)行定位的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)攪拌樁的尺寸，在平行于型鋼的表面方向進(jìn)行標(biāo)記定位[1]。

1.5 攪拌噴漿

在軌道交通施工建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)需要搭建起施工建設(shè)平臺(tái)，由于施工建設(shè)過(guò)程中需要運(yùn)用到大量的水泥原材料，因此還應(yīng)該在施工平臺(tái)周邊搭建存儲(chǔ)水泥原材料的水泥庫(kù)，在正式應(yīng)用攪拌機(jī)之前，需要提前拌制好漿液。在攪拌噴漿的過(guò)程中，還應(yīng)該根據(jù)施工建設(shè)區(qū)域土層狀況以及施工建設(shè)對(duì)于強(qiáng)度的要求，使攪拌電機(jī)頭從上而下切割土層，然后進(jìn)行攪拌。需要注意的是，在施工過(guò)程中注漿、攪拌和下沉施工需要同時(shí)進(jìn)行，這樣才能夠確保水泥漿液與原本的土層結(jié)構(gòu)中包含的基層土壤充分、均勻的攪拌。當(dāng)攪拌機(jī)已經(jīng)下沉到預(yù)先設(shè)計(jì)好的樁底標(biāo)高深度時(shí)，需要按照提前規(guī)劃好的攪拌速度進(jìn)行提升操作。在提升操作環(huán)節(jié)中，需要注意注漿、攪拌和提升工作同步進(jìn)行，這樣才能夠確保拌和材料的充分性以及均勻性，當(dāng)攪拌機(jī)提升到樁頂設(shè)計(jì)的標(biāo)高高度后，需要攪拌，噴漿持續(xù)1min 左右，這樣才能夠確保樁頭施工的緊密性，攪拌環(huán)節(jié)完成后關(guān)閉電機(jī)[2]。

1.6 插入型鋼

在每一組攪拌樁完成噴漿操作環(huán)節(jié)之后，應(yīng)該及時(shí)地插入H 型鋼。需要注意的是，型鋼的插入工作必須要與周邊的維護(hù)結(jié)構(gòu)施工工程緊密配合。為了確保H 型鋼能夠在施工結(jié)束后順利拔出，H 型鋼在插入攪拌樁之前，必須要在型鋼表面刷一層潤(rùn)滑劑，從而達(dá)到抵抗摩擦力的作用。除此之外，已經(jīng)埋設(shè)在攪拌樁內(nèi)部的H 型鋼，還必須粘貼好相應(yīng)的泡沫板以及混凝土隔離板，確保型鋼插入之后型鋼的頂端標(biāo)高高出維護(hù)結(jié)構(gòu)圈頂端標(biāo)高一定長(zhǎng)度。需要注意的是，在型鋼沒(méi)有插入之前，首先對(duì)型鋼插入的位置進(jìn)行復(fù)核以及校正工作，確保插入位置的準(zhǔn)確性，然后按照型鋼插入的規(guī)格尺寸安裝好導(dǎo)向控制架，在導(dǎo)向控制的引導(dǎo)作用下插入型鋼。H 型鋼在起吊之前，需要在距離型鋼頂端15～30cm 的區(qū)域鉆一個(gè)中心圓孔，圓孔的直徑大約為5～10cm，該中心圓孔主要是為釣具以及固定鉤的安裝所預(yù)留的孔洞。在H 型鋼的起吊工作中，必須要始終確保起吊方向的垂直性，在下插過(guò)程中也應(yīng)該確保型鋼與攪拌樁的垂直角度。下插過(guò)程中，盡量不要依靠外力，主要依托型鋼自身的重量進(jìn)行下插，這樣才能夠確保型鋼插入的過(guò)程中，基坑不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的變形。

1.7 H 型鋼的回收

軌道交通地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成之后，需要對(duì)H型鋼進(jìn)行拆除回收工作。對(duì)于插入壓頂圈梁的H 型鋼可以應(yīng)用人工拆除的方式，在拆除過(guò)程中可以先用千斤頂松動(dòng)H 型鋼，然后再采用吊車進(jìn)行倒拔。H 型鋼拔出之后需要使用與攪拌樁配合的水泥漿，對(duì)空隙區(qū)域進(jìn)行填充，這樣才能夠確保H 型鋼拔出之后攪拌樁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。對(duì)回收后的H 型鋼可以進(jìn)行后期的維護(hù)以及保養(yǎng)工作，這樣就可以投入到下一次的施工應(yīng)用過(guò)程中[3]。

2 SMW 工法樁施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的質(zhì)量控制策略

2.1 對(duì)于施工過(guò)程中材料質(zhì)量的把控

2.1.1 對(duì)攪拌樁材料的質(zhì)量控制

在攪拌樁施工環(huán)節(jié)中，最為常見(jiàn)的施工材料就是水泥，因此，必須確保水泥材料中水與泥漿的配合比。在正式入場(chǎng)施工之前，就應(yīng)該對(duì)水泥材料的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。由于地鐵施工工程周期較長(zhǎng)，為了避免水泥在施工過(guò)程中出現(xiàn)變質(zhì)問(wèn)題，還應(yīng)該對(duì)水泥進(jìn)行合理的儲(chǔ)存和保管，注意在儲(chǔ)存過(guò)程中做好防潮和防濕工作。除此之外，在注漿過(guò)程中也應(yīng)該做好對(duì)水泥的前期攪拌工作，注漿時(shí)注意控制好注漿的速度以及給予漿液的壓力。

2.1.2 型鋼材料質(zhì)量的控制

H 型鋼在地鐵施工建設(shè)過(guò)程中是一種利用率較高的材料，這種材料可以在拔出后反復(fù)應(yīng)用，但是在H 型鋼前期使用以及后期的回收和運(yùn)輸過(guò)程中，要盡可能地保護(hù)型鋼結(jié)構(gòu)，避免型鋼結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸過(guò)程中受到擠壓導(dǎo)致變形或磨損問(wèn)題，從而影響到型鋼在下一次施工過(guò)程中的應(yīng)用質(zhì)量。在使用型鋼之前，首先需要對(duì)型鋼的外觀進(jìn)行檢查，如果型鋼本身存在嚴(yán)重的變形扭曲或表面已經(jīng)出現(xiàn)了破損和銹蝕嚴(yán)重的問(wèn)題，那么在應(yīng)用SMW 工法樁施工技術(shù)的過(guò)程中就應(yīng)該更換H型鋼材料。

2.2 對(duì)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

2.2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制

SMW 工法樁施工技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)必須在專業(yè)質(zhì)量控制管理人員的監(jiān)督管理下進(jìn)行施工。施工管理人員需要重視SMW 工法樁施工過(guò)程中樁架的走位、鉆孔的深度、鉆孔的速度、噴漿的壓力控制、漿液的流量控制以及型鋼吊裝過(guò)程中是否與攪拌裝垂直等關(guān)鍵問(wèn)題。

2.2.2 施工冷縫的處理

應(yīng)用SMW 工法樁施工技術(shù)的過(guò)程中，要盡可能保證施工操作能夠連續(xù)進(jìn)行，如果在施工過(guò)程中遇到不可抗力因素導(dǎo)致停工而造成施工冷縫，那么，在二次施工的過(guò)程中就應(yīng)該采取補(bǔ)救措施對(duì)冷縫進(jìn)行科學(xué)處理。在通常情況下，對(duì)于冷縫的處理會(huì)采用冷縫補(bǔ)強(qiáng)的處理方式，在冷縫的外圍設(shè)置水泥土攪拌樁，確保外圍增設(shè)的水泥土攪拌樁能夠與主體圍護(hù)樁之間連接緊密，這樣就能夠保證地鐵施工過(guò)程中維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及抗?jié)B性能。

2.2.3 H 型鋼插入過(guò)程中垂直角度以及插入深度的控制

如果H 型鋼在插入過(guò)程中對(duì)于型鋼的定位以及與水泥攪拌樁的垂直角度控制失誤，就可能會(huì)導(dǎo)致型鋼插入出現(xiàn)排列不整齊的問(wèn)題，從而使得地鐵施工建設(shè)過(guò)程中維護(hù)結(jié)構(gòu)與型鋼之間受力不均勻，進(jìn)而影響到地鐵施工過(guò)程中維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及抗?jié)B性能。因此，在型鋼插入的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格控制好型鋼與水泥攪拌樁的垂直角度，注重控制插入的速度，在插入的全過(guò)程中，都應(yīng)該做好垂直角度的檢測(cè)工作。除此之外，H 型鋼入土的深度會(huì)對(duì)地鐵施工建設(shè)過(guò)程中基坑的整體穩(wěn)定性以及抗?jié)B性能產(chǎn)生較大的影響，因此，H型鋼插入的深度必須要嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求，保障準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中放線定位的準(zhǔn)確性，同時(shí)，也應(yīng)該注重導(dǎo)向型鋼支架結(jié)構(gòu)的角度以及對(duì)H 型鋼的支撐力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在地鐵工程施工建設(shè)中應(yīng)用SMW 工法樁施工技術(shù)對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，隨著我國(guó)城市地鐵工程項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在施工過(guò)程中，相關(guān)工作人員也應(yīng)該持續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注重做好施工工藝以及施工材料的控制工作，發(fā)揮SMW 工法樁施工技術(shù)在地鐵施工過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值。