SMW工法在頂管工程基坑圍護(hù)中的應(yīng)用

常鐘

摘要：SMW工法圍護(hù)以其施工速度快、成本低、安全性高等特點(diǎn)，越來越多應(yīng)用于頂管工程的工作井施工中。以洪武路與中山東路污水節(jié)點(diǎn)工程為例，介紹SMW工法圍護(hù)應(yīng)用于頂管工作井的特點(diǎn)以及施工時(shí)的工藝流程及技術(shù)處理措施。

關(guān)鍵詞：SMW工法 基坑圍護(hù) 技術(shù)處理措施

近年來隨著城市建設(shè)不斷發(fā)展，地下管網(wǎng)的建設(shè)也越來越復(fù)雜，很多情況下不允許大開挖施工，因此大直徑給排水工程也較多采用對道路交通及周邊環(huán)境影響較小的頂管法施工。SMW（Soil Mixing Wall）工法是1976年日本在深層攪拌樁的基礎(chǔ)上發(fā)明的一種基坑圍護(hù)方法，采用專用深層水泥土攪拌機(jī)械沿基坑維護(hù)線，按順序進(jìn)行深層攪拌施工，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥作為強(qiáng)化劑與地基土反復(fù)混合攪拌，然后在水泥混合體未結(jié)硬前按設(shè)計(jì)間跨，深度，將涂有隔離減摩劑的H型鋼靠自重或者借助一定外力插入水泥土中，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后形成一種具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的、有優(yōu)良防水性能的地下連續(xù)墻體。本文通過洪武路與中山東路污水節(jié)點(diǎn)工程施工為例，分析SMW工法圍護(hù)應(yīng)用于頂管工作井的一些施工措施及特點(diǎn)。

1、工程概況：

洪武北路與中山東路污水節(jié)點(diǎn)工程是南京市內(nèi)秦淮河污水收集系統(tǒng)主干管工程的一個(gè)重要通道。本次實(shí)施段為該污水管道穿洪武北路與中山東路的這一節(jié)點(diǎn)。

本次實(shí)施的污水管道長154m，位于洪武路地下過街通道南北向主通道的西側(cè)。該污水管道服務(wù)面積4.33km2，設(shè)計(jì)污水量6.67萬km3/d，管徑D1500，設(shè)計(jì)縱坡0.0013，設(shè)計(jì)充滿度0.50。

頂管工作井樁基工程施工涵蓋?850SMW工法攪拌樁、土體加固等?；訃o(hù)采用?850SMW工法三軸攪拌樁內(nèi)插700*300H型鋼擋土止水合一體，深層攪拌樁采用新鮮普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級32.5，水泥摻入比不小于20%，水灰比為1.5，并摻入水泥用量6%的特密斯水泥增強(qiáng)劑。

2、SMW工法圍護(hù)用于頂管工作井的特點(diǎn)

目前頂管工作井一般采用沉井、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻等工藝施工。相對于這些工藝，SMW工法圍護(hù)具有下述優(yōu)點(diǎn)：

（1）、對周邊環(huán)境影響小。SMW工法施工時(shí)對周邊 的擾動較小，可在距離建筑物和管線很近的情況下施工。

（2）、施工速度快。按樁長20m計(jì)算，SMW工法完成一幅需要1h，每天24h可完成24幅，約為25m。

（3）、簡化進(jìn)出洞措施。頂管進(jìn)出洞時(shí)，只需將洞口的H型鋼拔出即可。洞口的土體采用和圍護(hù)工法一致的攪拌樁施工，保證了搭接的有效性。

（4）、節(jié)約施工成本。SMW工法施工的廢棄余土、泥漿少，同時(shí)H型鋼可以反復(fù)回收利用，在施工工期一定的前提下，相對其他工藝，成本費(fèi)用較少。

4、SMW工法施工工藝

⑴、施工工藝流程：三軸深攪鉆機(jī)架設(shè)-開挖導(dǎo)向- SMW鉆機(jī)定位-施工水泥土樁體- SMW鉆機(jī)移位-插700*300H型鋼-余土棄運(yùn)處理-下一根樁施工-成樁保護(hù)。

⑵、測量放線：

根據(jù)坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，遵照圖紙制定的尺寸位置，在施工現(xiàn)場放置圍護(hù)結(jié)構(gòu)的軸線。

⑶、開挖導(dǎo)溝：

由于施工范圍內(nèi)地下管線比較密集，采用人工開挖工作溝槽，溝槽寬度為1.2m，深度為1.5m。遇有地下障礙及地下管線及時(shí)清理外遷。

⑷、定位、鉆孔、移機(jī)：

在開挖的工作溝槽兩側(cè)鋪設(shè)導(dǎo)向定位輔助線，按設(shè)計(jì)要求在導(dǎo)向定位輔助線上做出鉆孔位置，操作人員根據(jù)確定的位置嚴(yán)格控制鉆機(jī)樁架的移動，確保鉆孔軸心就位不偏，同時(shí)控制鉆孔下鉆深度的達(dá)標(biāo)，利用鉆桿和樁架相對錯(cuò)位原理，在鉆管上做出鉆孔深度的標(biāo)尺線，嚴(yán)格控制下鉆、提升的速度和深度。

機(jī)械設(shè)備沿基坑圍護(hù)軸線移動，采用跳槽式施工順序的方法套鉆，可避免樁架側(cè)向力偏移。以次循環(huán)直至圍護(hù)墻體成型。水泥土攪拌樁為基坑內(nèi)外隔水圍幕，施工時(shí)不容許出現(xiàn)施工冷縫，如出現(xiàn)超過24h的冷縫，需采用搭接套鉆或在后排補(bǔ)樁工藝。

⑸、攪拌注漿：

在現(xiàn)場施工安裝自動攪拌設(shè)備，在開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的控制，開鉆前對操作人員做好交底工作，水泥漿液的水灰比在1.5以內(nèi)，攪拌及注漿量以每鉆的加固土體方量換算，漿液流量以漿液輸送能力進(jìn)行控制。

根據(jù)設(shè)計(jì)所標(biāo)深度，鉆機(jī)在鉆孔和提升全過程中，保持螺桿勻速轉(zhuǎn)動，勻速下鉆，勻速提升，同時(shí)根據(jù)下鉆和提升二種不同的速度，鉆進(jìn)0.5～1m/min，提升1～2m/min，注入不同摻量的攪拌均勻的水泥漿液（下鉆70%～80%，提升30%～20%）。并注入壓縮空氣在孔內(nèi)使水泥土翻攪，使水泥土攪拌樁在初凝前達(dá)到充分?jǐn)嚢?，確保攪拌樁注漿質(zhì)量。

⑹、H型鋼的插拔和固定：

本次?850SMW工法圍護(hù)體系樁長20.0m，700×300×24×13H型鋼隔一插一，型鋼長19.4m。

在鉆孔的水泥土充分?jǐn)嚢杈鶆颍陂_始初凝硬化之前，采用履帶吊機(jī)（≥50t）吊裝機(jī)械將焊接定尺的H型鋼吊起，插入指定位置，其垂直度控制在0.5%內(nèi)，依靠H型鋼的自重下插到設(shè)計(jì)規(guī)定深度，采用吊筋將型鋼固定在溝槽兩側(cè)鋪設(shè)的定位枕木上，直至孔內(nèi)水泥土凝固。

在砼圈梁鋼筋綁扎后，對砼圈梁部位的型鋼進(jìn)行隔離包扎，采用油氈沿型鋼四周包扎，充分與砼圈梁隔離，便于型鋼拔除。

待頂管施工及工作井和主體結(jié)構(gòu)全部施工結(jié)束并封蓋完畢且基坑回填至地面后方可拔除所有H型鋼。拔除過程中采取跳孔拔除措施，同時(shí)加強(qiáng)對基坑及周邊環(huán)境的檢測，并視監(jiān)測情況對拔除后形成的空隙采取跟蹤注漿填充等措施。

⑺、清理溝槽內(nèi)泥漿：

由于水泥漿液的定量注入攪拌和H型鋼的插入，將有一部分水泥土被置換出溝槽內(nèi)，采用挖掘機(jī)將溝槽內(nèi)的水泥土清理出溝槽，被清理的水泥土將棄之現(xiàn)場臨時(shí)砌筑的泥漿池中，待水泥土硬化后，運(yùn)出場地。

5、技術(shù)處理措施

⑴、冷縫的處理施工措施

樁與樁搭接時(shí)間不大于12h，如超過12h，則在第二幅樁施工時(shí)增加注漿量20%，同時(shí)減慢提升速度，如因相隔時(shí)間太長致使第二幅樁無法搭接，則會產(chǎn)生冷縫，當(dāng)出現(xiàn)冷縫時(shí)，需在冷縫位置做好標(biāo)志，待SMW工法樁施工完畢后，用高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

⑵、下沉提升速度和注漿控制措施

根據(jù)地勘報(bào)告現(xiàn)場土質(zhì)情況在下攪拌樁頭下沉速度不大于1.0m/min，提升速度不大于1.5 m/min，但亦需根據(jù)地質(zhì)、周邊環(huán)境情況而定。采用兩噴兩攪，第一次的噴漿量控制在60%～70%，第二次的噴漿量控制在30%～40%。注漿泵出口壓力控制在0.4～0.6 Mpa，防止出現(xiàn)夾心層或斷漿情況。

⑶滲漏水處理

在整個(gè)基坑開挖階段，密切注視基坑開挖情況，一旦發(fā)現(xiàn)墻體有漏點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行封堵。具體采用以下兩種方法補(bǔ)漏。

①在基坑滲水點(diǎn)插引流管，在引流管周圍用速凝防水水泥砂漿封堵，待水泥砂漿達(dá)到強(qiáng)度后，再將引流管打結(jié)。

②配制化學(xué)漿液。將配制拌合好的化學(xué)漿和水泥漿分別送入貯漿桶內(nèi)備用。注漿時(shí)啟動注漿泵，通過2臺注漿泵2條管路同時(shí)接上Y型接頭從出口混合注入孔底被加固的土體部位。

結(jié)束語

SMW工法圍護(hù)用于頂管工程，可以貼近建筑或管線施工，而不會引起明顯的沉降破壞，對周邊環(huán)境影響小。同常規(guī)鋼筋砼沉管井比較，工期可以縮短1/3，施工速度快。型鋼可以回收，成本低等優(yōu)點(diǎn)，并減少了頂管進(jìn)出洞措施。在工期緊、周邊環(huán)境復(fù)雜的軟土地區(qū)施工頂管工作井的圍護(hù)可優(yōu)先考慮SMW工法。

參考文獻(xiàn)

1 劉建航，侯學(xué)淵. 基坑工程手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997

2 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JG79-2002，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002