SMW工法桩在深基坑围护中的实践应用

SMW工法桩在深基坑围护中的实践应用摘要:SMW工法（soilmixingwall）采用多轴钻削搅拌机及全重叠搭接法施工，构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，对周围地基无不良影响。笔者结合工程实践，对这种围护形式在施工过程中的应用进行总结和分析。关键词:SMW工法；凯旋国际广场；深基坑围护；实践应用中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：1、工程概况靖江凯旋国际广场地下为2层大底盘地下室，基坑总延米长约576m，长、宽分别约207m、140m，基坑底面积约为28308m2，基坑开挖深度为10.2m-10.7m。本基坑工程周边环境:东侧：为人民南路，开挖边线距离人民南路道路红线最近处约为8.5m；南侧：为骥阳路，开挖边线距离骥阳路道路红线最近处约为为4.2m；西侧：合兴路，开挖边线距离合兴路道路红线最近处约为5.3m；北侧：北侧局部基坑开挖边线离房屋距离较近（12m左右）。2、SMW工法简介SMW工法也叫柱列式土壤水泥墙工法，即利用多轴式长螺旋钻孔机在土壤中钻孔达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合适合工程要求的水泥浆，并与原土壤进行搅拌。它是采用专用钻机，用水泥作为固化剂与地基土进行原位的强制性搅拌，并插入型钢，固化后形成水泥土“地下连续墙”墙体，充分利用水泥土挡土墙的高止水性及型钢具有的强度，通过二者的复合作用，用作基坑挡土和侧向防水结构，当其围护功能完成后，型钢可以拔出重复利用。3、围护结构形式和设计要求靖江凯旋国际广场基坑侧壁安全等级定为一级，根据本工程基坑开挖深度（最大深度H=10.411.9m）及地质条件，充分考虑基坑周边环境条件和工程经济性要求，本基坑围护工程东、南、西、北侧设计均采用SMW工法桩作为围护结构，SMW工法采用850三轴搅拌桩内插700*300*13*24的型钢施工，搅拌桩长23.6024.10m,型钢长21.7-22.9m。4、SMW工法桩施工本工程使用JB-160型三轴搅拌机进行施工围护桩。4.1SMW工法施工工艺流程如图1所示。图1SMW工法施工工艺流程图4.2SMW工法围护桩施工程序如图2）所示。图2SMW工法施工程序图4.3SMW工法围护桩施工步骤测量放线。根据业主（或总包单位）提供的坐标基准（控制）点，按照设计图进行放样定位及工程引测工作，并做好永久点及临时点标志。开挖沟槽。根据基坑围护内边控制线，采用0.6m3挖掘机开挖1.00m1.20m沟槽，并清除地下3米以上的障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工。定位型钢放置。平行沟槽方向，放置定位型钢，规格为300mm320mm的工字钢，长约820m，再在垂直沟槽方向，放置定位型钢，规格为300mm300mm的槽钢，长约2.50m，转角处H型钢采取与围护中心线成直角插入，H型钢定位采用型钢定位卡。三轴850mm搅拌桩孔位定位。三轴850mm搅拌桩的三轴中心间距为600mm+600mm，根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。桩机就位。由当班班长统一指挥桩机就位，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10mm。成桩后桩中心偏位不得超过50mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。施工顺序。SMW工法围护桩施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，水泥土搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。SMW搅拌桩施工顺序一般采用跳槽式双孔全套复搅式连接和单侧挤压式连接方式。具体如图3、4所示。槽式双孔全套复搅式连接：一般情况下均采用该种方式进行施工。图3SMW工法桩成桩施工顺序图单侧挤压式连接方式：对于围护墙转角处或有施工间断情况下采用此连接。图4SMW工法桩成桩施工顺序图水泥土配合比.根据围护施工的特点,水泥土配比的技术要求:设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土强度的同时，在插入型钢时，尽量使型钢靠自重插入。水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时环境的扰动影响。根据设计要求并结合工程实际情况本工程基本配合比为：水灰比为1.52.0左右；42.5级普通硅酸水泥掺量为20%，每立方米水泥掺量为360kg。SMW搅拌桩施工时每班组需做试块同条件养护，28天强度应达到0.8Mpa。制备水泥浆液及浆液注入.在施工现场布设水泥浆搅拌系统（自动搅拌站），附近安置水泥罐，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入。钻进搅拌.三轴搅拌桩桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度控制在0.8mmin；提升速度控制在1.0mmin；在桩底部分重复搅拌注浆。清洗、移位.将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下一根桩的施工。施工冷缝处理.相临两幅桩施工间隔不得超过10小时，施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处止水桩外侧补搅素桩方案。在止水桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与止水桩搭接厚度约10cm。搅拌桩桩体中间验收.搅拌桩施工完毕、插入型钢之前必须进行工序交接中间验收。型钢原材料进场验收.型钢进场由施工单位专职人员配合监理单位对型钢进行实测验收。型钢加工制作.型钢的加工制作首先必须符合国家标准钢结构工程施工验收规范（GB502052001）的要求；考虑作为临时结构，尚须符合要求：焊接H型钢截面高度700mm的公差下限为-7mm；翼缘倾斜允差在规范之外增加2mm；加工厂采用埋弧自动焊，角焊缝高度为6mm；现场对接焊缝必须开剖口焊透；全部焊缝质量等级均须达到三级。涂刷减摩剂减摩剂重量配合比：氧化石蜡阳离子乳化剂OP助乳剂防锈剂水=151.30.82265。减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化，用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。插入型钢.搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢，间隔不宜超过30min。型钢拔除.地下室施工完毕且地下室顶板砼强度达到设计强度后，在围护结构与地下主体结构之间必须回填密实，开始拔除H型钢。H型钢拔出后及时对桩体内部空隙填充黄砂或注浆封孔，以控制变形量。H型钢拔除施工程序：平整场地安装千斤顶吊车就位型钢拔除孔隙填充报表记录.施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。每天要求做一组7.077.077.07cm试块，试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头边的土，试块制作好后进行编号、记录、养护，到龄期后由监理单位随机抽取几组送实验室做抗压强度试验，28天龄期无侧限抗压强度要求不小于0.8MPa。基坑开挖过程中渗漏水处理.在基坑开挖阶段，密切注意基坑墙体渗漏情况，发现渗漏及时封堵。具体采用两种方法补漏：引流管。在基坑渗水点插引流管，在其周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达到强度后，将引流管打结。双液注浆。配置化学浆液，将配制拌合好的化学浆液和水泥浆送入贮浆桶内备用。注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。施工参数：注浆流量：150200L/min注浆压力：0.50.8MPa。5、SMW工法的优越性SMW工法与传统的深层搅拌桩工法相比，深层搅拌桩是采用传统的单轴搅拌钻机，施工时水泥浆注入充填在原土间隙中，而新型三轴搅拌钻机则在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并置换出大量原状土。新型的三轴钻机成桩的桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的单轴钻机，其重要性是相邻两幅桩与桩的平行性和搭接程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收与传统的基坑围护。与目前经常采用的地下连续墙和钻孔灌注桩的施工方法相比,主要特点有：（1）挡水性强