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(jié)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(guān)鍵工序和技術(shù)控制進行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：SMW樁施工；關(guān)鍵工序；技術(shù)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(qū)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(gòu)區(qū)間、蘇虞張路站～蘇蠡路站盾構(gòu)區(qū)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(jié)構(gòu)工程中采用了SMW工法樁施工，現(xiàn)就其關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進行介紹如下。

SMW是Soil Mixing Wall的縮寫。SMW工法連續(xù)墻是以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)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(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)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(jīng)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(xié)調(diào)共用；根據(jù)施工規(guī)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(shù)選擇

主要技術(shù)參數(shù)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(cè)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(jù)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(yè)位置，并調(diào)整樁架垂直度達到5‰以內(nèi)

②樁機應平穩(wěn)、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(jīng)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(fā)生定位樁及定位線移位，一旦發(fā)現(xiàn)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(diào)整樁架垂直度，并用線錘經(jīng)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(jīng)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(guī)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(jīng)過輸漿管壓至鉆桿內(nèi)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(zhuǎn)，中間軸逆轉(zhuǎn)。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(guān)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(xù)性和樁體質(zhì)量；現(xiàn)場設專人跟蹤檢測、監(jiān)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(diào)整鉆機速度，以達到攪拌均勻的目的，在樁底部分適當持續(xù)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(cè)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(cè)擠壓式連接方式：對于圍護樁轉(zhuǎn)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(cè)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(guān)鍵工序，施工中成立專業(yè)班組嚴格控制，減摩制作主要通過涂刷減摩劑實現(xiàn)：

（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(nèi)。

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(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，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(shù)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(jù)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(nèi)，用經(jīng)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?shù)挠嗤?、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(gòu)造要求綁扎冠梁鋼筋；

（3）側(cè)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(yè)；

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(tǒng)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(guī)格為H700mm×300mm，理論估算起拔力約為11t/m；

④工作區(qū)間圍護部分4m～17m主要為粉質(zhì)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(diào)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(jié)語

通過對以上關(guān)鍵工序進行了嚴格的技術(shù)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(yōu)質(zhì)高效展開打下堅實基礎。