SMW工法樁在城市污水總管施工中的應(yīng)用

許敬夕

SMW工法樁在城市污水總管施工中的應(yīng)用

許敬夕

SMW工法連續(xù)墻，是Soil Mixing Wall 的縮寫，于1976年在日本問世，該工法現(xiàn)已在東南亞國家和美國、法國許多地方廣泛應(yīng)用，近幾年在我國的上海、杭州、南京等地推廣非常迅速。

一、工程概況

上海市奉賢區(qū)南橋新城配套污水總管完善工程位于金海公路上，本工程新建污水總管長約11.58km，新建2座污水提升泵站，分別為臨江泵站及高豐泵站。臨江路泵站、高豐路泵站和39座頂管工作井接收井均采用SMW工法樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。開挖深度7.56～9.68m，基坑內(nèi)部設(shè)置圍檁支撐。

高豐路泵站，位于奉賢區(qū)金海公路與高豐路交界部位的東南側(cè)，污水泵房的基坑開挖深度為9.05m，采用?850@600SMW工法樁圍護(hù)。圍護(hù)范圍22.35m×12.6m，其中水泥攪拌樁采用42.5#普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于20%，水灰比1∶8，樁間搭接250mm。樁長16m，工法樁的總數(shù)為112根，內(nèi)插H型鋼采用規(guī)格為H700×300×13×24,型鋼長度為15.8m，布置形式為插一跳一。

二、工程地質(zhì)條件

圍護(hù)范圍的地質(zhì)為填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、粘土等，開挖層以粉質(zhì)粘土為主，承壓水埋深18m較深，對工程影響較小。

三、SMW施工方法

SMW工法的施工原理是利用三軸攪拌機(jī)，以水泥作為固化劑與地基土進(jìn)行原位強(qiáng)制攪拌，按照一定間距插入H型鋼，待水泥土固化后形成具有一定強(qiáng)度的連續(xù)樁墻，達(dá)到圍護(hù)和止水效果。

1.施工順序

SMW工法三軸止水?dāng)嚢铇妒┕ぐ错樞蜻M(jìn)行。施工時(shí)先施工第一單元（分為A、B、C三軸），然后隔開一軸位，施工第二單元。第三單元的A軸及C軸分別插入到第一單元的C軸及第二單元的A軸孔中，完全套接施工。依次類推，施工第四單元和套接第五單元，形成連續(xù)的水泥土攪拌墻體。

2.攪拌速度及注漿控制

（1）三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于0.5m/min，在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。

（2）制備水泥漿液及漿液注入

在施工現(xiàn)場搭建拌漿施工平臺，平臺附近搭建水泥庫，在開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的攪制，開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。水泥漿液的水灰比為2.0，按水泥摻量20%計(jì)算，每立方攪拌水泥土水泥用量為380kg，拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5Mpa ～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制。土體加固后，攪拌土體28天抗壓強(qiáng)度不小于1.0Mpa。

（3）施工冷縫處理

相臨攪拌樁施工時(shí)間間隔不得超過12小時(shí)，如遇特殊原因不可避免出現(xiàn)冷縫，則采取在冷縫處攪拌樁外側(cè)補(bǔ)攪設(shè)計(jì)參數(shù)相同的攪拌樁的方案或采取其它補(bǔ)救措施（如旋噴樁），并標(biāo)明位置。在先施工攪拌樁達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行補(bǔ)樁，以防偏鉆，保證補(bǔ)樁效果，補(bǔ)樁與先施工攪拌樁搭接厚度約10cm。

3.吊放型鋼：三軸水泥土攪拌樁施工完畢后，吊機(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼。

（1）起吊前在距H型鋼頂端200mm處開一個(gè)中心圓孔，孔徑為40mm，裝好吊具和固定鉤，然后用50t吊機(jī)起吊H型鋼，用線錘校核垂直度，必須確保垂直。

（2）型鋼插入

①型鋼的插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后30min內(nèi)進(jìn)行，插入前必須檢查其直線度，接頭焊縫質(zhì)量，并滿足設(shè)計(jì)要求。

②型鋼的插入必須采用牢固的定位導(dǎo)向架，用吊車起吊型鋼，必要時(shí)可采用全站儀校核型鋼插入時(shí)的垂直度，型鋼插入到位后，用懸掛物件控制型鋼頂標(biāo)高。

③型鋼插入宜依靠自重插入，也可借助帶有液壓鉗的振動錘等輔助手段下沉到位，嚴(yán)禁多次重復(fù)起吊型鋼，并松鉤下落的插入方法，若采用振動錘下沉工藝時(shí)，不得影響周圍環(huán)境。

④若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，則采取提升H型鋼，重復(fù)下插使其插到設(shè)計(jì)標(biāo)高，下插過程中始終用線錘跟蹤控制H型鋼垂直度，并用全站儀校核。

根據(jù)高程控制點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀引放到定位型鋼上，根據(jù)定位型鋼與H型鋼頂標(biāo)高的高度差，在定位型鋼擱置槽鋼，焊φ10吊筋控制H型鋼頂標(biāo)高，誤差控制在±5cm以內(nèi)。

待水泥土攪拌樁達(dá)到一定硬化時(shí)間后，將吊筋與溝槽定位型鋼撤除。

三軸攪拌機(jī)移位進(jìn)入下個(gè)循環(huán)施工。

4.H型鋼回收

為便于H型鋼回收，將涂刷減摩劑后插入水泥土攪拌樁，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后回填密實(shí)攪拌墻與主體結(jié)構(gòu)縫隙后，采用專用夾具及千斤頂以圈梁為反梁，起拔回收H型鋼。用0.5水灰比的水泥砂漿自流充填H型鋼拔除后的空隙，減少對鄰近建筑物及地下管線的影響。對于洞門所處位置，為加強(qiáng)安全系數(shù)，也可切割后永久埋入。

四、工質(zhì)量控制

1.嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)要求配制漿液。

2.水泥漿中應(yīng)摻入一定量的緩凝劑（多用木質(zhì)素黃酸鈣），還可摻入一定量的膨脹土，利用膨脹土的保水性來增加水泥土的變形能力，防止墻體變形后過早開裂影響抗?jié)B性。

3.漿液不能發(fā)生離析，水泥漿液應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌30秒再倒入存漿桶。

4.在壓漿時(shí)，前方攪拌樁機(jī)與后臺供漿應(yīng)緊密配合，聯(lián)絡(luò)信號必須明確，后臺供漿必須連續(xù)，一旦因故停漿，必須立即通知前方。

5.土體應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁瑖?yán)格控制下沉速度，使原狀土充分破碎以有利于同水泥漿液均勻拌和。同時(shí)為了加速和減少對周邊地層影響，攪拌時(shí)可接入壓縮空氣進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/p>

6.在攪拌樁的施工過程中，要特別注意控制下鉆與提升的速度。下鉆速度應(yīng)比提升速度慢1倍左右，既可保證水泥土的充分?jǐn)嚢?，又可獲得較高的貫入速度。

7.水泥土攪拌樁施工時(shí)，不得沖水下沉，鉆頭提升速度不得大于2m/min，其垂直度偏差不得超過0.5%，相鄰兩樁施工間隔不得超過12h。

8.在攪拌成樁時(shí)，所需容量70%～80%的水泥漿宜在鉆進(jìn)時(shí)灌入，其余的20%～30%宜在攪拌提升時(shí)灌入，以充填鉆具撤出留下的空隙。螺旋鉆提升時(shí)，最好反向旋轉(zhuǎn)，且不能停止，防止產(chǎn)生真空導(dǎo)致柱體墻的坍塌。

9.壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管道不能堵塞，全樁須注漿均勻，不得發(fā)生夾心層。發(fā)現(xiàn)管道堵塞，立即停泵進(jìn)行處理。待處理結(jié)束后立即把攪拌鉆具上提或下沉1.0m后方能注漿，等10～20秒后恢復(fù)正常攪拌，以防斷樁。

10.在深層攪拌樁施工過程中，注入地層的漿液總有一部分返回地面（冒漿），為防止水泥漿四處溢流妨礙施工，應(yīng)將設(shè)備行進(jìn)方向的泥漿及時(shí)清理出溝槽。

11.攪拌樁應(yīng)養(yǎng)護(hù)28d后方可進(jìn)行連續(xù)墻的施工。

12.H型鋼應(yīng)該一次軋成，到工地連接，制作時(shí)必須平整，不能發(fā)生平面形狀的彎曲變形，貼角必須滿焊以保證力的傳遞，使H型鋼能夠順利插入。

13.施工中應(yīng)注意，水泥土要充分結(jié)硬后才能拆除固定型鋼的槽鋼，否則將導(dǎo)致型鋼的再次下沉，使型鋼標(biāo)高不足，影響起拔。

14.SMW工法施工完成后，必須注意樁頂位移監(jiān)測，保證其水平位移量不能>5cm。

五、結(jié)語

SMW工法樁施工不擾動鄰近土體，不會產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害；工法構(gòu)造簡單，施工速度快，大幅縮短了工期；型鋼可回收，造價(jià)明顯降低；對周圍環(huán)境影響小，污染較小。在上海市奉賢區(qū)南橋新城配套污水總管工程的基坑圍護(hù)施工中取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效果。綜上所述，SMW工法樁是一種先進(jìn)的施工工藝，它將會隨著社會的發(fā)展逐步得到推廣。

（作者單位：上海永宏工程建設(shè)監(jiān)理有限公司）