擴大頭錨桿反拉SMW工法樁基坑圍護施工工法

1、擴大頭錨桿反拉smw工法樁基坑圍護施工工法 1前言蘇虞張公路快速化改造工程主線下穿基坑開挖施工中，采用了smw工法樁圍護，本次smw工法樁取消了常規(guī)的橫向內(nèi)支撐，采用了擴大頭錨桿反拉支撐，本文結(jié)合工該程實際情況，介紹一下擴大頭錨桿反拉smw工法樁基坑支護施工工法。2工法特點2.1 對周邊環(huán)境影響小，施工不擾動鄰近土體，能有效控制周邊地面構(gòu)筑物的沉降。2.2 抗?jié)B性好，工法樁機具有很強的攪拌能力，使水泥與土得到充分?jǐn)嚢瑁疫B續(xù)作業(yè)的墻體無接縫，從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性，其滲透系數(shù)k可達10-7cm/s。2.3 剛度大，支護效果好。2.4 構(gòu)造簡單、施工簡便、工期短，反拉支撐方

2、便土方開挖等后續(xù)項目施工。2.5 無環(huán)境污染。2.6 由于型鋼可回收重復(fù)使用，成本較低。3適用范圍廣泛應(yīng)用于深基坑開挖施工，尤其適用于軟土地基，或周邊有地面建筑、管線等不能產(chǎn)生位移的情況下，需進行垂直開挖的基坑圍護。4工藝原理smw工法樁是在水泥土深層攪拌樁墻體中插入h型鋼所形成的一種加勁復(fù)合圍護結(jié)構(gòu)。這種施工工藝用水泥土作為固化劑與地基土進行系統(tǒng)的強制性攪拌，并插入型鋼，固化后形成樁柱列式的地下連續(xù)墻體，充分利用了水泥土深層攪拌樁抗?jié)B性好及型鋼剛度大的特點，通過二者的復(fù)合作用，形成基坑擋土防水側(cè)向支護結(jié)構(gòu)，加之用擴大頭錨桿反拉支撐，提高整體抗傾覆能力。5工藝流程及操作要點5.1 smw工法樁

3、施工smw工法樁工藝流程：施工放樣開挖導(dǎo)槽設(shè)置導(dǎo)向定位型鋼樁機就位制備水泥漿液噴漿、噴氣攪拌下沉至樁底標(biāo)高噴漿、噴氣攪拌提升至樁頂標(biāo)高h型鋼垂直起吊、定位（h型鋼涂減摩劑）校核h型鋼垂直度插入h型鋼固定h型鋼。為了保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，保證樁與樁之間充分搭接，以達到止水作用，smw工法施工采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接型式，施工順序如（圖一）所示（圖中陰影部分為重復(fù)套鉆部分）：圖一：smw工法樁施工順序5.1.1 測量放線根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點，按照設(shè)計圖進行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時標(biāo)志。確認無誤后進行攪拌施工放樣定位后做好測量技術(shù)復(fù)核單，提請監(jiān)理進行復(fù)核驗收。5.1.

4、2 開挖導(dǎo)槽溝槽開挖很重要，既起到初步導(dǎo)向作用，又是存儲拱漿的需要。根據(jù)放樣出的圍護中心線開挖工作溝槽,溝槽寬度根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)厚度確定,深度為1 米。遇有地下障礙時,利用空壓機將地下障礙破除干凈,如破除后產(chǎn)生過大的空洞,則需回填壓實,重新開挖導(dǎo)槽,確保smw施工順利進行。5.1.3 定位在開挖的工作溝槽兩側(cè)鋪設(shè)導(dǎo)向定位型鋼,按設(shè)計要求在導(dǎo)向定位型鋼上做出鉆孔位置和h型鋼的插入位置。定位型鋼必須放置固定好，必要時用點焊進行相互連接固定。（圖二）圖二：定位型鋼示意圖5.1.4 樁機就位根據(jù)確定的位置移動樁機就位,就位誤差不大于3cm。用水平尺將平臺調(diào)平,并調(diào)直機架,確保機架垂直度偏差不大于1%。為控

5、制鉆管下鉆深度達標(biāo),利用鉆管和樁架相對錯位原理,在鉆管上劃出鉆孔深度的標(biāo)尺線。5.1.5 漿液拌制及噴漿攪拌漿液嚴(yán)格按照配比制備，需攪拌均勻充分。漿液制備好后，便可開始噴漿、噴氣下鉆，下鉆過程中要嚴(yán)格控制下鉆速度，下鉆速度一般不大于1m/min，下鉆過程注漿壓力一般1.5mpa2.5mpa。到設(shè)計樁底標(biāo)高后提升復(fù)攪，提升速度一般不大于2m/min.5.1.6 h型鋼加工及插入h型鋼 1、為方便吊裝，h型鋼使用前，在距型鋼頂端中心處開一個圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚12mm的加強板。型鋼長度不夠需進行拚焊的，焊縫應(yīng)均為坡口（坡口度小于450）滿焊，焊好后檢查焊縫是否有氣泡、夾渣以及

6、平整度是否合格，如不合格應(yīng)進行補焊。最后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。同時，為了利于型鋼的拔出，h型鋼在使用前必須涂刷減摩劑，涂層宜為1-3mm，減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化，用攪棒攪時感覺厚薄均勻，才能涂敷于h型鋼上，否則涂層不均勻，易剝落。涂刷減摩劑應(yīng)清除h型鋼表面的污垢及鐵銹。2、三軸水泥攪拌樁施工完畢后，吊機應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放h型鋼，用50噸吊機起吊h型鋼。放置h型鋼定位卡，型鋼定位卡必須牢固、水平，位置準(zhǔn)確，將h型鋼底部中心對正樁位中心并沿定位卡靠型鋼自重徐徐插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，若h型鋼插放達不到設(shè)計標(biāo)高時，則采用提升h型鋼，重復(fù)下插使其插到設(shè)計標(biāo)高，下插過程中始終用經(jīng)緯儀

7、跟蹤控制h型鋼垂直度，偏差小于0.5%。待型鋼插入至設(shè)計標(biāo)高后，將其固定在定位型鋼上，直到孔內(nèi)的水泥土樁體凝固。5.1.7 清理溝槽內(nèi)泥漿由于水泥漿液的定量注入攪拌孔內(nèi)和h型鋼的插入,將有一部分水泥土被置換出溝槽內(nèi),采用挖機將溝槽內(nèi)的水泥土清理出溝槽,保持溝槽沿邊的整潔,確保下道工序的施工,被清理的水泥土在其硬化后運出場地,避免產(chǎn)生泥漿污染。5.1.8 整理施工記錄施工過程中由專人負責(zé)記錄，詳細記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時間、噴漿情況和h型鋼的下插情況等，并報送監(jiān)理審核。smw工法樁施工及成型后效果可見圖三、圖四。 圖三 smw工法樁施工圖片圖四：smw工法樁成型開挖后圖片5.2 擴大頭錨桿施

8、工本工程擴大頭錨桿有兩種長度為20米和30米，錨桿采用415.2鋼絞線，水平傾角45，錨固段分別為10米和12米，直徑15cm，其中擴大頭段長4米，擴大頭直徑80cm，錨桿張拉應(yīng)力為600kn，鎖定值為300kn。擴大頭錨桿跟進smw工法樁施工，施工方法如下：5.2.1 錨桿機就位，按設(shè)計要求調(diào)準(zhǔn)好角度，本工程角度為45，對準(zhǔn)孔位，偏差5cm；5.2.2 套管鉆進，本工程采用套管直徑為140mm，單節(jié)管長1.5m，套管鉆進深度為錨桿設(shè)計長度減去擴大頭段長度。圖五：二次水力擴孔工序圖5.2.3 水力擴孔。在套管鉆進到位后，即可下鉆桿進行擴孔，鉆桿單節(jié)長1.5m，下鉆桿深度要不小于套管深度，一般保

9、持下鉆桿數(shù)量和套管數(shù)量相等即可。在驗算確保鉆桿深度和套管深度一致（或稍大于）后，便可進行擴孔。擴孔是通過鉆頭處的噴嘴噴射高壓水，并旋轉(zhuǎn)利用水力切土達到擴孔目的。擴孔以鉆桿長度分節(jié)進行，擴孔壓力為2528mpa，流量90-100l/min，操作步驟為：鉆進引孔1節(jié)鉆桿到底后提升鉆桿再次下鉆，從上至下擴孔，下鉆速度20cm/min1節(jié)鉆桿到底后，再從下向上擴孔至套管深度，提升速度20cm/min向前推進該節(jié)鉆桿，安裝第二節(jié)鉆桿，進入第二節(jié)擴孔工序。見（圖五）所示。5.2.4 擴孔注漿。待水力擴孔完畢后，將高壓水龍頭接通配置好的水泥漿，從孔底開始向上擴孔注漿，提升至套管深度即終止，即保證擴大頭部分注

10、滿水泥漿。漿液水灰比0.45，壓力2528mpa。5.2.5 下錨。擴孔注漿完畢后立即取出鉆桿，下錨，并立即拔出套管。5.2.5 注漿。下錨后立即通過注漿管進行注漿，直至孔口返漿為止。注完漿要進行觀測，發(fā)現(xiàn)水泥漿漏失，應(yīng)補漿處理。5.3 冠梁施工待擴大頭錨桿施工結(jié)束后進行冠梁施工，冠梁為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，截面有1000mm800mm和1200mm800mm兩種尺寸。為了便于h型鋼的拔出，必須對冠梁部分的h型鋼進行隔離處理，一般采取先用厚10mm的泡沫塑料片在h型鋼腹板兩側(cè)和翼板兩側(cè)各貼一塊，泡沫片高度從冠梁底至超過冠梁頂10cm,用油毛氈在h型鋼外包裹一到二層，油毛氈片高度同泡沫片。再用u型粗鐵絲（

11、8#）固定油毛氈片，保證油毛氈片不松開。冠梁施工工藝同一般鋼筋砼結(jié)構(gòu)施工工藝，需注意冠梁的鋼筋要貫通連接，保持冠梁整體受力。5.4 錨桿張拉待冠梁達到設(shè)計強度的90以上，即可對擴大頭錨桿進行張拉，錨桿張拉應(yīng)力為600kn，鎖定值為300kn。張拉過程中，時刻觀察冠梁梁體情況。5.5 拔出h型鋼待主體工程施工結(jié)束，擋墻后回填土完成方可進行型鋼拔出。拔出h型鋼采用專用夾具及千斤頂，以冠梁為支點，起拔回收h型鋼。型鋼拔出后，立即用6%水泥漿液進行回填拔除后留下的縫隙。具體做法：漿液拌制后，用泥漿泵泵送到拔出h型鋼留下的縫隙處，自然流入整個縫隙為止。6材料與設(shè)備6.1材料：水泥采用32.5級普通硅酸鹽

12、水泥，早強減水劑采用gs-3型，h型鋼焊縫進行探傷檢測，水采用未污染的水均可使用。6.2機械：三軸攪拌機，吊車，發(fā)電機，挖掘機，泥漿泵。6.3水泥：水泥采用32.5mpa強度等級普通硅酸鹽水泥；6.4水：應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水及未污染的河水均可使用。7質(zhì)量控制7.1原材料控制：所有準(zhǔn)備進場的原材料必須提供合格證或證明書，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行質(zhì)量檢測，合格后方可使用。7.2配合比控制：嚴(yán)格控制smw工法樁漿液配比，通過泥漿比重和單樁水泥用量來控制，攪拌均勻，保證漿液質(zhì)量，做到有專職人員負責(zé)管理漿液配置。7.3 樁身質(zhì)量控制：樁身應(yīng)保持垂直(用線垂校正樁架的垂直度，垂直度不大于1%)；樁身攪拌均勻，控

13、制鉆進速度一般不大于1m/min，提升速度一般不大于2m/min；施工前嚴(yán)格按照設(shè)計提出的攪拌樁兩邊尺寸外放100mm要求進行定位放樣，孔位放樣誤差小與4cm，鉆孔深度誤差小與5cm，樁身垂直度口1/150mm，平面定位差口50mm。7.4 施工冷縫的控制：施工組織安排要合理，盡量保證施工的連續(xù)性，避免出現(xiàn)大于24小時的施工冷縫，若出現(xiàn)施工冷縫，則需在冷縫外側(cè)打設(shè)兩套水泥攪拌樁進行處理，避免開挖后出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。7.5 型鋼垂直度控制：型鋼插入一定要通過導(dǎo)向架定位，確保插在樁中心位置，定位差50mm，垂直度口1/150mm。7.6 擴大頭錨桿施工質(zhì)量控制：控制好施工角度，一般為45度；注意擴孔壓

14、力的控制，一般壓力為2528mpa，確保擴大頭孔徑不小于設(shè)計值；保證注漿質(zhì)量，嚴(yán)格控制水泥漿水灰比。7.7 冠梁施工質(zhì)量控制：冠梁起到將單根的工法樁連成整體的作用，整體受力，所以施工中要確保鋼筋的焊接質(zhì)量，所有的水平筋必須按要求連接，形成一個整體，同時控制好砼的澆筑質(zhì)量。7.8 7.6強度控制施工中嚴(yán)格控制配合比、水灰比、振搗程度，注意引排水，每日、每班次或每50m3留置1組70.770.770.7立方體試塊，按砂漿試塊成型和養(yǎng)護，養(yǎng)護7d后，檢測其強度，要求大于0.3mpa。7.8質(zhì)量與檢測固化粉煤灰路基主要檢測指標(biāo)就是強度，通過做試塊檢測出的強度7d不小于0.3mpa，28d不小于1mpa

15、；施工至96d時待28d強度到對其進行彎沉驗收，標(biāo)準(zhǔn)同灰土96d一樣，檢測結(jié)果均需滿足設(shè)計要求。8安全措施8.1由于施工時需要發(fā)電以及采用泥漿泵等設(shè)備，嚴(yán)格按照用電規(guī)程重點控制安全生產(chǎn)用電；8.2型鋼起吊時吊車旋轉(zhuǎn)半徑范圍不得有人，起吊前檢查各連接處的牢固性，注意起吊安全；8.3 做好地下管線等障礙物調(diào)查工作，避免造成破壞事故；8.4 施工過程中做好基坑監(jiān)測工作，對基坑支護結(jié)構(gòu)的位移高程、地下水位、墻體滲漏情況等時刻進行觀測，并制定詳細的應(yīng)急措施，發(fā)現(xiàn)情況立即處理；8.5 禁止臨邊機械作業(yè)和堆載。9環(huán)保措施9.1對施工中拱出的水泥漿集中排放，待水泥漿凝結(jié)成塊時裝運至指定棄土點；9.2 現(xiàn)場水泥堆放使用要有序，避免揚灰造成環(huán)境污染，采用袋裝水泥時需搭設(shè)水泥棚。10效益分析工程實踐證明，擴大頭錨桿反拉smw工法樁基坑圍護施工簡便，工期短，抗?jié)B支護效果好，成本低，具體分析如下：序號項 目分析結(jié)果1質(zhì)量方面工藝簡單，施工質(zhì)量容易控制。三軸攪拌機攪拌能力很強，水泥土能得到充分?jǐn)嚢?，保證了墻體強度和抗?jié)B性。2工期方面施工簡便，每臺機械產(chǎn)量可達200-300m3/天，采用擴大頭錨桿反拉支撐對坑內(nèi)施工無影響，較以往的鋼管內(nèi)支撐更方便施工，縮短工期。3技術(shù)方面能有效起到止水、