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(zhì)量控制等。

關鍵詞：施工準備；機械配備；施工工藝；質(zhì)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(cè)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhì)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(diào)節(jié)鉆桿，使鉛錘位于鐵圈內(nèi)，即把鉆桿垂直度誤差控制在3‰以內(nèi)。

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(cè)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(zhì)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(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圖2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

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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)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(nèi)，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(nèi)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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