SMW工法樁施工工法

1、擴(kuò)大頭錨桿反拉SMW工法樁基坑圍護(hù)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(kāi)挖施工中，采用了SMW工法樁圍護(hù)，本次SMW工法樁取消了常規(guī)的橫向內(nèi)支撐，采用了擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐，本文結(jié)合工該程實(shí)際情況，介紹一下擴(kuò)大頭錨桿反拉SMW工法樁基坑支護(hù)施工工法。2工法特點(diǎn)2.1 對(duì)周邊環(huán)境影響小，施工不擾動(dòng)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(jī)具有很強(qiáng)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(wú)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(dá)10-7cm/s。2.3 剛度大，支護(hù)效果好。2.4 構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、工期短

2、，反拉支撐方便土方開(kāi)挖等后續(xù)項(xiàng)目施工。2.5 無(wú)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(kāi)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(jìn)行垂直開(kāi)挖的基坑圍護(hù)。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(hù)結(jié)構(gòu)。這種施工工藝用水泥土作為固化劑與地基土進(jìn)行系統(tǒng)的強(qiáng)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(diǎn)，通過(guò)二者的復(fù)合作用，形成基坑擋土防水側(cè)向支護(hù)結(jié)構(gòu)，加之用擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐，提高整體抗傾

3、覆能力。5工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 SMW工法樁施工SMW工法樁工藝流程：施工放樣開(kāi)挖導(dǎo)槽設(shè)置導(dǎo)向定位型鋼樁機(jī)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(dá)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(cè)量放線根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測(cè)工作，并做好永久及臨時(shí)標(biāo)志。確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行攪拌施工放樣定位后做

4、好測(cè)量技術(shù)復(fù)核單，提請(qǐng)監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收。5.1.2 開(kāi)挖導(dǎo)槽溝槽開(kāi)挖很重要，既起到初步導(dǎo)向作用，又是存儲(chǔ)拱漿的需要。根據(jù)放樣出的圍護(hù)中心線開(kāi)挖工作溝槽,溝槽寬度根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度確定,深度為1 米。遇有地下障礙時(shí),利用空壓機(jī)將地下障礙破除干凈,如破除后產(chǎn)生過(guò)大的空洞,則需回填壓實(shí),重新開(kāi)挖導(dǎo)槽,確保SMW施工順利進(jìn)行。5.1.3 定位在開(kāi)挖的工作溝槽兩側(cè)鋪設(shè)導(dǎo)向定位型鋼,按設(shè)計(jì)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(shí)用點(diǎn)焊進(jìn)行相互連接固定。（圖二）圖二：定位型鋼示意圖5.1.4 樁機(jī)就位根據(jù)確定的位置移動(dòng)樁機(jī)就位,就位誤差不大于3cm。用水平尺將平臺(tái)調(diào)平

5、,并調(diào)直機(jī)架,確保機(jī)架垂直度偏差不大于1%。為控制鉆管下鉆深度達(dá)標(biāo),利用鉆管和樁架相對(duì)錯(cuò)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(kāi)始噴漿、噴氣下鉆，下鉆過(guò)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(guò)程注漿壓力一般1.5MPa2.5Mpa。到設(shè)計(jì)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(kāi)一個(gè)圓孔，孔徑約8cm，并在此處型鋼兩面加焊厚12mm的加強(qiáng)板。型鋼長(zhǎng)度不夠需進(jìn)行拚焊的，焊縫應(yīng)均為坡口（坡口度小于

6、450）滿(mǎn)焊，焊好后檢查焊縫是否有氣泡、夾渣以及平整度是否合格，如不合格應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。最后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平。同時(shí)，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(shí)感覺(jué)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(jī)應(yīng)立即就位，準(zhǔn)備吊放H型鋼，用50噸吊機(jī)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(duì)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(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，則采用提升H型鋼，

7、重復(fù)下插使其插到設(shè)計(jì)標(biāo)高，下插過(guò)程中始終用經(jīng)緯儀跟蹤控制H型鋼垂直度，偏差小于0.5%。待型鋼插入至設(shè)計(jì)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(jī)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(yùn)出場(chǎng)地,避免產(chǎn)生泥漿污染。5.1.8 整理施工記錄施工過(guò)程中由專(zhuān)人負(fù)責(zé)記錄，詳細(xì)記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時(shí)間、噴漿情況和H型鋼的下插情況等，并報(bào)送監(jiān)理審核。SMW工法樁施工及成型后效果可見(jiàn)圖三、圖四。 圖三 SMW工法樁施工圖片圖四

8、：SMW工法樁成型開(kāi)挖后圖片5.2 擴(kuò)大頭錨桿施工本工程擴(kuò)大頭錨桿有兩種長(zhǎng)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(kuò)大頭段長(zhǎng)4米，擴(kuò)大頭直徑80cm，錨桿張拉應(yīng)力為600KN，鎖定值為300KN。擴(kuò)大頭錨桿跟進(jìn)SMW工法樁施工，施工方法如下：5.2.1 錨桿機(jī)就位，按設(shè)計(jì)要求調(diào)準(zhǔn)好角度，本工程角度為45°，對(duì)準(zhǔn)孔位，偏差5cm；5.2.2 套管鉆進(jìn)，本工程采用套管直徑為140mm，單節(jié)管長(zhǎng)1.5m，套管鉆進(jìn)深度為錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度減去擴(kuò)大頭段長(zhǎng)度。圖五：二次水力擴(kuò)孔工序圖5.2.3 水力擴(kuò)孔。在套管鉆進(jìn)到位后，即

9、可下鉆桿進(jìn)行擴(kuò)孔，鉆桿單節(jié)長(zhǎng)1.5m，下鉆桿深度要不小于套管深度，一般保持下鉆桿數(shù)量和套管數(shù)量相等即可。在驗(yàn)算確保鉆桿深度和套管深度一致（或稍大于）后，便可進(jìn)行擴(kuò)孔。擴(kuò)孔是通過(guò)鉆頭處的噴嘴噴射高壓水，并旋轉(zhuǎn)利用水力切土達(dá)到擴(kuò)孔目的。擴(kuò)孔以鉆桿長(zhǎng)度分節(jié)進(jìn)行，擴(kuò)孔壓力為2528MPa，流量90-100L/min，操作步驟為：鉆進(jìn)引孔1節(jié)鉆桿到底后提升鉆桿再次下鉆，從上至下擴(kuò)孔，下鉆速度20cm/min1節(jié)鉆桿到底后，再?gòu)南孪蛏蠑U(kuò)孔至套管深度，提升速度20cm/min向前推進(jìn)該節(jié)鉆桿，安裝第二節(jié)鉆桿，進(jìn)入第二節(jié)擴(kuò)孔工序。見(jiàn)（圖五）所示。5.2.4 擴(kuò)孔注漿。待水力擴(kuò)孔完畢后，將高壓水龍頭接通配置好的

10、水泥漿，從孔底開(kāi)始向上擴(kuò)孔注漿，提升至套管深度即終止，即保證擴(kuò)大頭部分注滿(mǎn)水泥漿。漿液水灰比0.45，壓力2528MPa。5.2.5 下錨。擴(kuò)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(guò)注漿管進(jìn)行注漿，直至孔口返漿為止。注完漿要進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)水泥漿漏失，應(yīng)補(bǔ)漿處理。5.3 冠梁施工待擴(kuò)大頭錨桿施工結(jié)束后進(jìn)行冠梁施工，冠梁為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，截面有1000mm×800mm和1200mm×800mm兩種尺寸。為了便于H型鋼的拔出，必須對(duì)冠梁部分的H型鋼進(jìn)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

11、梁底至超過(guò)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（>8#）固定油毛氈片，保證油毛氈片不松開(kāi)。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(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90以上，即可對(duì)擴(kuò)大頭錨桿進(jìn)行張拉，錨桿張拉應(yīng)力為600KN，鎖定值為300KN。張拉過(guò)程中，時(shí)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(jìn)行型鋼拔出。拔出H型鋼采用專(zhuān)用夾具及千斤頂，以冠梁為支點(diǎn)，起拔回收H型鋼。型鋼拔出后，立即用6%水泥漿液進(jìn)行回填拔除后留下的縫隙。具體做法：漿液拌制后，用泥漿泵

12、泵送到拔出H型鋼留下的縫隙處，自然流入整個(gè)縫隙為止。6材料與設(shè)備6.1材料：水泥采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，早強(qiáng)減水劑采用GS-3型，H型鋼焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)，水采用未污染的水均可使用。6.2機(jī)械：三軸攪拌機(jī)，吊車(chē)，發(fā)電機(jī)，挖掘機(jī)，泥漿泵。6.3水泥：水泥采用32.5MPa強(qiáng)度等級(jí)普通硅酸鹽水泥；6.4水：應(yīng)符合國(guó)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(jìn)場(chǎng)的原材料必須提供合格證或證明書(shū)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，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(guò)泥漿比重和單樁水泥用量來(lái)控制，攪拌均勻，保證漿液質(zhì)量，做到有專(zhuān)職人員負(fù)責(zé)管理漿液

13、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，控制鉆進(jìn)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(jì)提出的攪拌樁兩邊尺寸外放100mm要求進(jìn)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(shí)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(jìn)行處理，避免開(kāi)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(guò)導(dǎo)向架定位，確保插在樁中心位

14、置，定位差<50mm，垂直度口1/150mm。7.6 擴(kuò)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(kuò)孔壓力的控制，一般壓力為2528Mpa，確保擴(kuò)大頭孔徑不小于設(shè)計(jì)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(gè)整體，同時(shí)控制好砼的澆筑質(zhì)量。7.8 7.6強(qiáng)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70.7×70.7×70.7立方體試塊，按砂漿試塊成型和養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)7d后，檢測(cè)

15、其強(qiáng)度，要求大于0.3MPa。7.8質(zhì)量與檢測(cè)固化粉煤灰路基主要檢測(cè)指標(biāo)就是強(qiáng)度，通過(guò)做試塊檢測(cè)出的強(qiáng)度7d不小于0.3MPa，28d不小于1MPa；施工至96d時(shí)待28d強(qiáng)度到對(duì)其進(jìn)行彎沉驗(yàn)收，標(biāo)準(zhǔn)同灰土96d一樣，檢測(cè)結(jié)果均需滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。8安全措施8.1由于施工時(shí)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(diǎn)控制安全生產(chǎn)用電；8.2型鋼起吊時(shí)吊車(chē)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(guò)程中做好基坑監(jiān)測(cè)工作，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移高程、地下水位、墻體滲漏情況等時(shí)刻進(jìn)行觀測(cè)，并制定詳細(xì)的應(yīng)急措施，

16、發(fā)現(xiàn)情況立即處理；8.5 禁止臨邊機(jī)械作業(yè)和堆載。9環(huán)保措施9.1對(duì)施工中拱出的水泥漿集中排放，待水泥漿凝結(jié)成塊時(shí)裝運(yùn)至指定棄土點(diǎn)；9.2 現(xiàn)場(chǎng)水泥堆放使用要有序，避免揚(yáng)灰造成環(huán)境污染，采用袋裝水泥時(shí)需搭設(shè)水泥棚。10效益分析工程實(shí)踐證明，擴(kuò)大頭錨桿反拉SMW工法樁基坑圍護(hù)施工簡(jiǎn)便，工期短，抗?jié)B支護(hù)效果好，成本低，具體分析如下：序號(hào)項(xiàng) 目分析結(jié)果1質(zhì)量方面工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量容易控制。三軸攪拌機(jī)攪拌能力很強(qiáng)，水泥土能得到充分?jǐn)嚢?，保證了墻體強(qiáng)度和抗?jié)B性。2工期方面施工簡(jiǎn)便，每臺(tái)機(jī)械產(chǎn)量可達(dá)200-300m3/天，采用擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐對(duì)坑內(nèi)施工無(wú)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