3、SMW桩施工工法

1 SMWSMW 桩施工工艺工法桩施工工艺工法 QB ZTYJGYGF DT 010QB ZTYJGYGF DT 0103 3 2011 2011 第二工程有限公司 王卫良 1 1 前言前言 1 11 1 工艺工法概况工艺工法概况 SMW 是 Soil Mixing Wall 的缩写 SMW 工法连续墙于 1976 年在日本问世 我 国上海引进最早 主要应用在工程围护当中 SMW 工法最常用的是三轴型钻掘搅 拌机 其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分 此外还研制了其他一些 机型 用于城市高架桥下等施工 空间受限制的场合 或海底筑墙 或软弱地基 加固 1 21 2 工艺原理工艺原理 SMW 工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度钻进切削土体 同时在钻 头端部将水泥浆液注入土体 经充分搅拌后 再将 H 型钢或其他型材插入搅拌桩 体内 形成地下连续墙体 利用该墙体直接作为挡土和止水结构 2 2 工艺工法特点工艺工法特点 构造简单 止水性能好 工期短 造价低 环境污染小 3 3 适用范围适用范围 凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用 特别适合于以粘性土和粉细 砂为主的松软地层 挡水防渗性能好 可以配合多道支撑应用于城市中的较深的 基坑 距离城市红线中心线 80 厘米墙面就可以采用 成墙厚度 550 1300mm 常 用厚度 600mm 成墙最大深度目前为 65m 视地质条件尚可施工至更深 4 4 主要引用标准主要引用标准 4 1 建筑基坑工程技术规程 JGJ120 4 2 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 4 3 建筑地基处理技术规范 JGJ79 4 4 软土地区工程地质勘察规范 JGJ83 91 4 5 型钢水泥土搅拌墙 DGJ08 116 5 5 施工方法施工方法 2 SWM 工法是一种地下基坑围护支护 通过水泥桩 水泥掺量不小于 20 搅拌 插入 H 型钢 基坑四周设双拼型钢支撑 转角处采用钢筋混凝土和 H 型钢混合支 撑 支撑间距一般为 4 5 米 桩顶用钢筋混凝土圈梁兼做首道支撑围檩 并加设 双拼型钢作围檩 在结构出 0 000 后拔出型钢支撑 坑内采用水泥搅拌桩和压密 注浆加固透水性较强的 砂质粉土 6 6 工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 6 16 1 施工工艺流程施工工艺流程 图图 1 1 SMWSMW 工法桩施工工艺流程图工法桩施工工艺流程图 表表 1 1 流程图解表流程图解表 序序 号号 名称名称施工顺序施工顺序技术措施技术措施 施工准备 放 样 放样 清除障碍物 施工完毕 固定型钢 就位 校正 复核水平和垂直度 插入型钢 开启空压机 拌制水泥浆液并压送至桩机 钻头 喷浆提升钻头至设计桩顶标高 型钢垂直起吊 定位 喷浆 喷气并切割土体下沉 核校型钢垂直度 3 1 导沟开挖 开挖导向沟槽 可作为泥水沟 并确定表层土是否存在障碍物 导沟一般宽 0 8 1 0m 深 0 6 1 0m 2 置放导轨 H 200 x200 导轨支撑 导轨 H 300 x300 导轨主要用于施工导向与型钢定 位 3 设定施工 标志 入入 根据设计的型钢间距 设定施工 标志 4 SMW 施工 入入入 首先搅拌下沉 上提喷浆 然后 重复搅拌下沉 上提喷浆 在搅 拌施工注入水泥浆过程中 有一 部分浆液会返回地面 要尽快清 除并沿挡土墙方向作一沟槽 方 便插入型钢 5 插入型钢 入入 入入入入 入入入入 一般在水泥土凝固之前沉入泥土 中 能较好的保持型钢的垂直度 与平行度 6 固定型钢 入入 入入 入入入入 入入入入入 型钢沉入设计标高后 用水泥砂 浆等将型钢固定 4 7 施工完成 SMW 撤除导轨 并按设计顶圈梁的尺 寸开槽置模 多为泥模 8 弃土运输 入入入 入入入 入入 6 26 2 操作要点操作要点 6 2 1 施工准备 根据控制基准点 按图放出桩位 设立临时控制桩 并清除地上 地下障碍 物 在铺设道轨枕木处要整平找整实 使道轨枕木在同一水平线上 在开孔前用 水平尺对机械架进行校队 以确保桩体的垂直度达到要求 使用两台经纬仪对搅 拌轴纵横向同时校正 确保搅拌轴垂直 6 2 2 定位型钢放置 在槽沟两侧打入地下 4 根 10 槽钢深 1 5m 作为固定支点 垂直槽沟方向放 置两根型钢与支点焊接 长约 2 5m 再在其上平行槽沟方向放置两根型钢 长约 7 12m 两组型钢之间焊接牢固 6 2 3 机主就位 机组由三轴搅拌机 步履式机架 流量计 灰浆拌制及泵送机组 控制柜 输浆管 电缆等组成 水泥土搅拌桩采用二次喷浆四次搅拌 施工中正确使用搅 拌机械 确保桩机对中及机架的垂直度和灰浆泵与灰浆管路畅通以及灰浆泵的正 常工作压力 三轴搅拌桩根据设计桩间距再定位 H 型钢表面划线定位 移动前看清上 下 左 右各方面的情况 发现有障碍物应及时清除 移动结束后检查定位情况并及 时纠正 桩机应平稳 平正 并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度 三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于 1cm 6 2 4 搅拌及注浆 5 1 在施工现场搭建拌浆施工平台 平台附近搭建水泥库 在开机前应进行浆 液的搅制 按照设计试桩确定水泥浆液的水灰比和每立方搅拌水泥土水泥用量 2 搅拌机冷却水循环正常后 启动搅拌机电机 放松起重机钢丝绳 使搅拌 桩底重复搅拌时 提升搅拌注浆 1米 分钟 提升搅拌注浆 2米 分钟 3 下沉搅拌注浆 1米 分钟 2 柱底 3米 深 度 施工时间 1 4 图图 2 2 搅拌及注浆函数图搅拌及注浆函数图 机沿导向架切土搅拌下沉 如下沉速度太慢 可用输浆系统补给清水以利钻进 搅拌机钻杆的钻进 提升速度保持为 0 65 1 0m min 转速为 6r min 搅拌机下 沉到设计深度后 开启灰浆泵 其出口压力保持 1 5 2 5Mpa 使水泥浆自动连 续喷入地基 搅拌机边喷浆边旋转边严格按已确定的速度提升 喷浆提升速度不 大于 0 5m min 直到设计要求桩顶标高 施工严格控制浆液水灰比 一般为 1 3 1 5 为使喷入土中的水泥浆与土体充分搅拌均匀 再次将搅拌机边旋转边 沉入土中直到设计要求深度 重复搅拌升降控制在 0 5 0 8m min 必须控制好 喷浆速率与提升速度的关系 施工中出现意外中断注浆或提升过快现象时 立即 暂停施工 重新下钻至停浆面或少浆桩段以下 1m 的位置 重新注浆 10 20S 后恢 复提升 保证桩身完整 防止断桩 3 三轴搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液 注浆用先进的 自动 化程度高的 水泥自动搅拌注浆泵 如 ZYJ 60 型 同时严格控制下沉和提升 速度 下沉速度不大于 1 米 分钟 提升速度不大于 2 米 分钟 在桩底部分重复 搅拌注浆时 提升速度不大于 1 米 分钟 并做好原始记录 搅拌时间与下沉 提 升关系如上图 6 4 桩与桩搭接不大于 24h 如超过 24h 则在第二根桩施工时增加浆量 20 同时减少提升速度 如因相融时间过长 致使第二个桩无法搭接时 则在设计认 可下采取局部补桩或注浆措施 5 型钢插入 1 三轴水泥搅拌桩施工完毕后 吊机应立即就位 准备吊放型钢 型钢应预 涂减摩剂 以便回收 2 起吊前在距型钢顶端 0 2m 处开一个中心孔 孔径约 4cm 装好吊具和固 定钩 然后用 50t 吊机起吊型钢 必须保持垂直插入 在槽沟定位型钢上设型钢 定位卡固定 定位卡必须牢固 水平 然后将型钢钢底部中心对正桩位中心并沿 定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内 用线锤或经纬仪控制垂直度 垂直度应 小于 3 型钢插入过程中转角小于 1 3 当型钢插放到设计标高时 用 8 吊筋将 H 型钢固定 溢出的水泥土必须 进行处理 控制到一定标高 以便进行下道工序施工 4 待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后 将吊筋与槽沟定位型钢撤除 6 型钢回收 在围护结构完成使用功能后 设备进场对型钢进行拔除回收 主要拔除设备 有两台 100t 液压千斤顶 一台液压油泵 一台 15t 吊车以及自制顶升夹具装置等 液压千斤顶冲程 25cm 对 H 型钢进行反复顶升 至到用吊车将 H 型钢拔除 6 2 5 清洗 向已排空的集料斗注入适量清水 开启灰浆泵 清洗管道中残留 水泥浆 同时将搅拌头清洗干净 6 2 6 涂刷 H 型钢隔离剂时 严格按操作规程作业确保隔离剂的粘结质量符 合要求 外露的型钢表面需用隔离材料包扎可粘贴 才可作顶圈梁 6 2 7SMW 桩施工主要检查项目的质量标准见下表 表表 2 2 SMWSMW 搅拌桩施工主要项目的质量标准搅拌桩施工主要项目的质量标准 项目项目标 准 桩的垂直度允许偏差 1 300 平行基坑方向 30mm 桩位偏差 垂直基坑方向 30mm 7 水泥强度及抗渗性达到设计要求 成桩深度 100mm 0mm 7 7 劳动力组织劳动力组织 劳动力安排与使用计划如下表所示 表表 3 3 SMWSMW 工法桩劳动力配置计划表工法桩劳动力配置计划表 序号序号工种工种人数人数备注备注 1 三轴搅拌机司机 2 2 测量工 2 3 电工 1 4 浆液配制及输送工 4 5 空压机操作工 1 6 电焊工 2 7 吊机司机 1 8 挖机司机 1 9 桩机操作工 2 10 起重工 2 11 普工 2 合计 20 8 8 主要机具设备主要机具设备 按照 先进适用 合理配置 满足需要 略有富余 的原则 配备施工机械 设备及材料试验 测量 质检仪器设备 配备计划详见下表 具体要求如下 结合工程和工期要求 按照施工组织设计中确定的施工方法 施工机具 设 备的要求 编制施工机械设备进场计划 表表 4 4 主要施工机械设备表主要施工机械设备表 序号序号作业名称作业名称机具设备名称机具设备名称数量数量单位单位备注备注 1 拌合作业搅拌机 1 台 2 钻孔SMW 钻机 1 台 3 挖土挖掘机 1 台 8 4 压缩空气空压机 1 台 5 注浆注浆泵 3 台 6 吊装重物吊车 1 台 根据施工机械设备需用量计划 组织施工机具按计划 按期进场 确保工程 施工顺利进行 进场机械设备应保持较高的完好率 并按规定定期保养 9 9 质量控制质量控制 9 19 1 易出现的质量问题易出现的质量问题 搅拌不均 型钢不垂直 定位不准 9 29 2 保证措施保证措施 9 2 1 开机前必须调试 检查桩机运转及输浆管畅通情况 9 2 2 为保证搅拌桩垂直度 注意起吊设备的平整度和导向架的垂直度 用 线锤检查 施工垂直度应小于 1 保证型钢插打起拔顺利 保证墙体的防渗性能 9 2 3 注浆配比除满足抗渗和强度要求外 尚应满足型钢插入顺利等要求 9 2 4 因故停浆时 宜将搅拌机下沉至停浆点以下 0 5m 处 待恢复供浆时再 喷浆提升 为防止灰浆堵塞导管 停机超过二小时 宜拆洗输浆管为妥 9 2 5 桩与桩之间挤接时间不应大于 24 小时 超过上述时间 最后一根桩应 空钻留出榫头 以确保桩间搭接 间隔太长无法搭接时 应在设计 建设双方认 可后 采取局部补桩与注浆措施 1010 安全措施安全措施 10 110 1 主要安全风险分析主要安全风险分析 主要是用电的风险和吊装的风险 10 210 2 保证措施保证措施 10 2 1 专项安全生产措施 1 机电设备必须专人操作 操作时必须遵守操作规程 特殊工种 电工 焊 工 机操工等 及小型机械操作工必须持证上岗 2 在保护设施不齐全 监护人不到位的情况下 严禁人员下槽 孔内清理障 碍物 9 3 经常检查各种卷扬机 吊车钢丝绳的磨损程度 并按规定及时更新 外露 传动系统必须有防护罩 转盘方向轴必须设有安全警示牌 4 起重机工作前 必须检查距尾部的回转半径 500mm 内无障碍物 起重机吊 型钢时 应先吊离地面 20 50cm 检查起重机的稳定性 制动器的可靠性 吊点 和型钢的牢固程度确认可靠后 才能继续起吊 吊车指挥必须持有有效指挥证 起重机 挖土机工作时 吊臂下严禁站人 10 2 2 施工用电安全技术措施 1 配电箱的电缆应有套管 电线进出不混乱 大容量电箱上进线加滴水弯 2 照明导线应用绝缘子固定 严禁使用花线或塑料胶质线 导线不得随地拖 拉或绑在脚手架上 照明灯具的金属外壳必须接地或接零 单相回路内的照明开 关箱必须装设漏电保护器 3 架空线应装设横担或绝缘纸 其规格 线间距离 档距等应符合架空线路 要求 其电杆板线离地 2 5m 以上应加绝缘子 4 电箱内开关电器必须完整无损 接线正确 电箱内应设置漏电保护器 选 用合理的额定漏电动作电流进行分级配合 配电箱应设总熔丝 分熔丝 分开关 零排地排齐全 动力和照明分别设置 5 配电箱的开关电器应与配电或开关箱一一对应配合 作分路设置 以确保 专路专控 总开关电器与分路开关电器的额定值相适应 熔丝应和用电设备的实 际负荷相匹配 6 接地体可用角钢 圆钢或钢管 但不得用螺纹钢 一组 2 根接地体之间的 间距不小于 2 5m 入土深度不小于 2m 接地电阻应符合规定 7 电焊机有可能的防水措施 一 二次 电源 龙头 接线处应有齐全的防 护罩 二次线应使用线鼻子 电焊机外壳应有良好的接地或接零保护 1111 环保措施环保措施 11 111 1 污水管理措施污水管理措施 11 1 1 进行生产 生活污水排放 施工期间 应当采取临时排水措施 各类 施工作业临时排水中有沉淀物和污泥 足以造成排水设施堵塞或者损坏 必须严 格按二次沉淀后再排放 施工期间如发现排水不畅或污水冒溢的情况时 应及时 10 向当地雨 污水管养护单位通报 以便及时维修 疏通或者采取有效措施 以确 保排水设施的畅通无堵 11 1 2 施工过程中禁止发生损害有关排水设施的九种行为 11 1 3 施工废水的排放必须经各级排水系统排入到相当管道 11 1 4 排水设施必须定期维护 11 1 5 环境保护领导小组定期组织对临时排水设置进行疏通工作 11 211 2 噪声管理措施噪声管理措施 11 2 1 搅拌机 空压机等噪音比较大的机械均设置消音装置 控制施工噪音 确保离开施工作业区边界 30m 处噪音小于 60dB 撞击噪音最大不超过 70dB 11 2 2 破路机只允许白天使用 11 2 3 施工时尽可能避免夜间施工 11 2 4 按照政府规定高 中考期间暂停施工 11 311 3 扬尘管理措施扬尘管理措施 11 3 1 结合施工防护安全架和脚手架 在施工范围外侧设置密目隔尘网 11 3 2 对可能产生粉尘的施工 采取先洒水或在施工作业中喷水的办法减少 粉尘的产生 选用环保型的低排放施工机械 并在排气口下方的地面浇水冲洗干 净 防止排气强尘土扬起飞散 11 3 3 改进施工工艺 在施工的全过程中 均采用商品混凝土 11 3 4 施工垃圾使用封闭的容器装运 严禁随意抛洒制造粉尘 建筑垃圾定 期及时清理 清理前洒水以减少扬尘 11 3 5 干燥的土方 水泥 黄砂等细颗粒散体材料的堆放场地 尽量做到四 周封闭并加遮盖 运输和装卸时注意控制扬尘 11 3 6 场内地面道路每天专人清扫 上午和下午分别洒水一次 保持清洁干